基于柱面光栅的液晶三维自由立体显示

根据双目视差原理和柱面光栅的分光特性研制了液晶三维自由立体显示器.该立体显示器由二维平板液晶显示器和柱面光栅有机耦合而成.采用九个视差图实现了三维静态、动态和视频的显示效果.一个19英寸的立体显示器具有相对应的平面显示器相同的亮度、对比度和色彩,其分辨率在垂直和水平方向都有合理的下降.该立体显示器的观看距离是(1000±500)mm,视角为 90°,可供多人不戴立体眼镜就能自由观看立体图像.     

基于光栅的手机多视点立体显示技术研究

研究了基于多视点立体视频处理系统的手机客户终端显示技术。针对现有的8视点光栅立体手机显示技术的缺陷,在原有8视点立体图像合成算法的基础上,研究视差原理及校正方法和视点配对原理,采用调整视点间视差和减少视点数两种解决方案,并提出将两种方案进行结合的方法。经实验验证,本文提出的两种方法在保证原有立体显示效果的基础上,大幅度提高了立体显示的舒适度。     

光栅式自由立体显示技术的研究与分析

近年来在三维立体显示技术中,我们正经历着从眼镜式三维显示到自由式三维图像显示的跨越。本文通过分析人的立体视觉,阐述了基于双目视差原理实现左右眼视频图像分离的光栅式自由立体显示技术的具体工作原理及分析。     

基于柱透镜光栅的合成图像生成及分辨率损失

根据柱透镜单元光传输原理,提出了一种非均匀宽度视差图条纹及其在合成图像中非均匀排列的方法,该方法可以减少立体图像串扰,增加各个视点接收到的对应视差图的信息量,使观看到的自由立体图像更加清晰。此外,置于LCD屏前的柱透镜光栅条纹方向与屏表面的坐标轴倾斜角度的改变会导致图像在竖直和水平方向分辨率的变化。与光线追迹测量分辨率损失的ASAP软件模拟法不同,本文以解析法分析了光栅条纹倾斜角度对竖直和水平方向分辨率损失的影响,计算结果对柱透镜光栅自由立体显示器的设计有一定的参考性。     

多视点三维投影显示系统

许多人都认为自动分光立体显示技术将使得家庭视觉体验朝着更自然、更逼真的方向发展.为了营造更逼真、更刺激的 VR 效果,屏幕越大越好.本文旨在详细介绍运用在 3D 显示的多视点三维投影系统.三维图像方法的原理是视差的深度暗示.采用的方法的视差不是由于使用特殊光学眼镜或者是特殊的光学头盔作为观察光学图像形成区域而引起的.实验装置系统包括暗箱组、PC 组和一个多视点三维显示器.采用了透镜、视差栅栏来制作空间多元多视角的自动分光立体显示器.使用投影仪来模拟分光图像对.这种自动分光显示屏幕的优点在于:容易按比例放大;低成本;投影仪和屏幕间不需要精确对准.本文还研究了该屏幕的制作工艺,并给出了实验结果.     

交互式立体显示中基于图像拼合的视点合成

在立体显示中,视点合成是实现交互性的关键技术,即在三维(3D)场景中通过自由选择视点而获得环视能力.本文将视点插值和基于图像拼合的视点变形技术相结合,提出一种中间视合成算法.首先均匀化原始立体图像对;然后只对前景对象区域进行视差估计以提高视差匹配的速度和精度;接着确定左右视点中的可靠区域,根据可靠区域生成过渡中间视点;最后,采用视点插值结合变形的方法,由过渡视合成中间视点.实验结果表明合成的中间视点图像质量良好,而且合成速度也明显提高.本文算法可用于实时 3D 视频应用的交互式立体显示,可以实现任意视点的实时绘制.     

3D多视点立体显示及其关键技术

作为基于 DTV/HDTV 的二维(2D)显示之后的下一代视频显示技术,三维(3D)多视点立体显示已成为国际上的研究热点之一.为建立多视点立体显示系统,阐述了相关的关键技术,包括:光场表示模型和光场获取系统、高效的与现行视频标准兼容的多视点编码和传输方法、解码端任意位置视点的高效绘制方法、3D显示技术以及多视点自由立体显示.针对上述关键技术,分析了当前国际上的发展趋势及存在的问题,同时提出了一种基于交互式自由立体显示的 3D 视频处理系统的解决方案.     

从平面图生成多视点自由立体显示视差图的研究

提出一种从平面图生成立体显示视差图的新方法.该方法利用Matlab建立曲面模型并为图片中的相应规则区域赋予深度信息,再根据深度信息的投影原理,在不同观察点得到具有视差的多幅视差图.将这些视差图的合成图在多视点自由立体显示器上显示,可以看到很好的立体显示效果.该研究对于多视点自由立体显示器利用现有大量的平面图像源得到立体显示效果具有一定指导的意义.     

基于单片DMD的裸眼立体显示的实现方法研究

目前基于平板显示的立体显示设备有很多,比如等离子显示(PDP)和液晶显示(LCD).这些显示设备在超过 50 英寸时,价格都非常昂贵.本文提出了一种新的基于单片 DMD 的裸眼立体显示的实现方法.在分析DLP的显示原理和利用水平视差产生立体图像的机理以及系统构件(高压汞灯、色轮、数字微镜、透镜组、屏幕等)的传输特性的基础上,使用一种算法,在 FPGA 中把输入的视频图像分解为带有视差的图像序列,分别送到 DMD;同时产生视差同步信号,驱动执行部件.这样,在 DLP 显示屏前一定的区域内可以裸眼观察到立体图像.其特点是:单片 DMD 大屏幕显示;裸眼显示(不需佩戴特殊眼镜),立体景深可调;不损失器件的物理分辨率.     

跟踪式自由立体显示中一种降低串扰的显示方法

针对传统光栅式自由立体显示中立体图像出现的串扰甚至左右眼图像反转问题,在单用户的自由立体显示方式基础上,提出了移动图像子像素以跟踪头部运动的左右眼视差的三维图像显示方法,通过跟踪人眼位置,相应地移动图像的RGB子像素,实现视点物理位置的相对改变,从而修正头部移动过程中左右眼图像之间的关系。基于狭缝光栅式自由立体显示器的工作原理,根据其双目显示与串扰参数的计算公式,通过Matlab计算,导出了新旧两种方法在最佳观看距离处的串扰分布的表达式。Tracepro仿真验证结果表明,基于本文提出的方法能够校正视点位置而跟踪正确的左右眼图像,实现头部移动过程中减小甚至消除串扰的目的。     

基于公共点提取的多视图像校正

自由视点立体视频既可以给观看者强烈的立体感,又可以为用户同时呈现不同角度的视点画面。但是垂直视差的存在,会影响合成立体图像的质量,出现图像的模糊,严重的垂直视差会使图像出现“跳跃”现象,甚至不能观看。因此,多视点图像的校正是提高3DTV观看质量的重要步骤之一。现阶段关于双视点图像校正技术的研究已较多,但多视点图像校正研究却需深入。其中,基于多相机标定参数的校正算法需要提供预先的标定数据,应用不便。本文提出了一种在无多摄像机标定参数情况下,消除垂直视差的校正方法。首先,使用SIFT算法提取图像特征点。然后,利用多视点图像公共点的匹配关系,选取唯一基准视点图像平面计算各视点校正矩阵。实验结果表明,该方法有效降低了垂直视差,限制了校正误差的传播,从而保持了校正后图像质量的一致性。      

视差自由立体显示中莫尔条纹消除的研究进展

视差自由立体显示中视差生成元件参数的不合理设定会导致影响三维图像的莫尔条纹产生。因此,莫尔条纹消除是视差自由立体显示中的关键问题之一。本文简单介绍了3种视差自由立体显示原理。综述了视差自由立体显示中的避免莫尔条纹产生和莫尔条纹最小化2种莫尔条纹消除技术,着重介绍了莫尔条纹最小化技术,包括工程实验、莫尔条纹图像仿真、余弦光栅叠加模型近似分析和序数方程方法和傅里叶分析方法的一致性分析等技术。其中后2种技术给出了视差自由立体显示中莫尔条纹最小化的详细理论分析和解释,并为其他视差自由立体显示技术提供了设计依据。     

基于二维方孔光栅的平面三维显示

一维狭缝光栅实现平面三维显示具有低成本、光栅参数易于改变和无需对焦的优点,但存在遮挡画面影响亮度的缺点;二维透镜阵列具有全视差且深度感知自然的优点,但存在显示像素低和观察视角小的缺点。为了同时兼顾上述两种方案的优点,结合一维狭缝光栅和二维透镜阵列提出了一种基于二维方孔光栅的平面立体显示方案。Lighttools软件仿真实验结果表明:基于二维方孔光栅的平面三维显示原理可行,其像质因子略小于一维狭缝光栅的像质因子,但继承了一维狭缝光栅和二维透镜的优点,是实现平面三维显示的一种新的发展方向。     

基于双狭缝光栅的裸眼三维立体投影机

提出一种基于双狭缝光栅的裸眼三维立体投影机.该立体投影机由普通投影机组成的投影机阵列、投影屏和位于投影屏两侧的两个狭缝光栅组成.投影机阵列一侧的光栅对畸变的投影图像进行校对,以便图像的像素大小与位于观看者一侧的光栅的节距相匹配.对该立体投影机的立体显示原理、参数设计计算进行了阐述.实际研制了1台50英寸裸眼三维立体投影机样机,该样机采用了由4台液晶投影机组成的投影机阵列,能显示静态、动画和视频立体图像,其三维立体显示分辨率与相应二维平面显示分辨率相当.     

夜视红外立体对象提取及视差定位方法初探

通过传统可见光单视点与立体视频对象提取技术,本文进行了夜视红外立体对象提取及视差定位方法的初探。阐述了红外立体图像的匹配原理与方法、红外立体对象提取思路与有效途径,以及如何利用视差法进行对象定位。     

基于未匹配子带合成系数统计特性的立体图像质量评价算法

针对经典立体图像质量评价算法存在评价准确性 低以及特征提取耗时较长的问题, 提出一种基于未匹配子带合成系数统计特性的立体图像质量评价算法。首先,利用可控金字 塔对左右视点图像进行多尺度、多方向的小波分解,并将左右视点图像在相同尺度、相同方 向上未经视差图匹配的小波子带系数合成为子带合成系数。其次,提取小波子带合成系数中 的统计分布特征,相同尺度相邻方向小波子带合成系数之间的相关性特征,以及相同方向相 邻尺度子带合成系数之间的相关性特征。最后,利用所提取特征训练经典的支持向量回归模 型,预测图像质量。在LIVE 3D和Waterloo IVC 3D数据库上的实验结果表明,与主流立体 图像质量评价算法相比,本文算法在预测对称和非对称失真立体图像质量时都获得了更高的 评价准确性。同时,由于子带合成系数的生成无需根据视差图进行匹配,算法执行效率高。     

空间三维是显示技术终极方向

建立完全真实空间三维显示是未来显示的终极发展方向。 显示技术的发展经历了静态到动态图像显示,黑白到彩色显示,模拟到数字,低清晰度到高清电视的发展过程,目前又逐步从平板显示发展到视差立体显示,     

将平面电视转换为立体电视的实验

立体电视的成像方法与立体电影相似，基本上是利用人眼的视差原理，曾经有人提出，能否像立体照片那样，利用一块转换镜，将平面电视转换为立体电视。笔者现将自己的实验结果公布于此，以飨广大的立体电视爱好者。１　立体图像的转换原理 笔者几年前曾经有几个立体电视的专利方案，但因方案仍沿用以前人们的习惯方法（即视差原理），所以在实用中有一定难度。如要改变图像的传播方式，需同时摄取和显示两幅（帧）图像，并戴一副检偏眼镜等。笔者偶然翻阅物理教科书时，看到光的光栅衍射实验，实发奇想欲利用光栅衍射原理，将平面电视图像转…     

国外动态

ＮＨＫ开发出新的三维视频系统ＮＨＫ科学技术研究所开发出一种实验型电视系统，该系统可产生自动立体图像（三维的）视觉效果，它可使一个从中央视点观察时是躲藏在另一个物体后面的物体从其它所有视点被人们看到，并且观察者无需佩戴专门的眼镜。与普通的三维视频设备不...     

立体视频技术的发展现状综述

围绕立体视频产生、编码、传输以及接收显示。就两路光信号产生视差的立体以及两路视频流的编码技术等方面,结合目前业界主流及其热点问题,作了广泛而深入的重点梳理与阐释。指出多视点视频、编码是发展方向。采用运动和视差联合估计,结合如分形编码、小波变换编码等快速算法并应用于最先进的编码标准中,把被动式通用眼镜作为当前一段时间的立体电视过渡,发展到未来的全息立体。