基于人眼视觉特性的三维显示技术

人眼是三维显示的第一接受器官,在深度视觉、空间/时间分辨、颜色/亮度响应等过程有其独特作用。针对三维显示中的立体图像质量、观看舒适度和临场感特性,对自由立体显示器中立体视疲劳、表面形变、大视场角显示质量和色带效应进行研究,从柱透镜的脉冲响应函数出发进行分析,并提出解决方法,在此基础上将多视点自由立体显示用于澄江古生物群科普宣传。同时讨论了集成成像中单元图像处理、立体深度和显示分辨率的问题,以及全息显示技术中的人眼视觉特性。     

大动态宽幅度自由立体显示背光控制系统

提出并实现一种大动态宽幅度自由立体显示背光控制系统。本系统采用LCD作为基本显示屏幕,以柱镜光栅作为指向性光学部件,以LED阵列作为可寻址背光组件,以步进电机改变栅屏距离,采用Atmega128单片机作为控制处理器,辅以高精度实时人眼跟踪模块与之通信。本系统的大动态体现在观看视角较大且连续,宽幅度体现在可同时满足多个有效观看距离。     

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。     

立体显示技术的研究进展

立体显示技术从观看者是否佩戴设备进行观看可以分为头戴式和裸眼式两种类型。其中头戴式又可以分为偏振眼镜、互补色眼镜、快门眼镜、头盔等技术;裸眼式可以分为光栅式、全息式、集成成像和体显示。分类介绍头戴式和裸眼式立体显示技术的原理、结构、各自的优缺点以及最新研究进展,分析了当前立体显示技术的现状,展望了立体显示的未来。     

一种低成本的立体显示头跟踪装置

数字图像技术的最新发展将促进立体显示的实现 ,它使得在数字领域对立体图像进行高效处理和编码成为可能。立体图像显示已经应用于教育、医疗和娱乐等领域。反过来这些图像应用领域又促进了立体显示技术的发展。不管采用何种方式处理立体显示数据 ,因显示系统的终端为观察者 ,它必须以某种方式将正确的图像展现到观察者与其对应的眼前。一种简单经济的方法就是时分转换法。对应于左眼和右眼的图像在一个刷新周期内交替出现。观察者戴着光阀眼镜 ,当左眼图像显示时 ,左眼光阀被打开使图像通过 ,此时右眼光阀处于关闭状态阻止图像通过。当右眼图像显示时 ,光阀操作过程正好相反。这样 ,在立体显示中左眼只见到左眼图像 ,右眼只见到右眼图像。当观察者的眼睛位置随着其头部运动而发生变化时 ,应回馈其变化以调整左眼和右眼的图像使观察不受影响。此文介绍一种应用超声波传感器构成的简单的、低成本的显示头跟踪器。置于眼镜上的超声波发射器发送信号 ,其显示屏上 3个超声波接收器 (呈三角形放置 )接收信号。根据从发射信号到接收信号的时间间隔可以计算出头部位置。介绍了硬件结构、实验数据分析及校正算法。最后讨论了虚拟现实应用未来研究方向 ,即改善眼睛舒适度的自由观看系统。     

基于LCD的自由立体显示技术

利用液晶显示器实现自由立体显示的办法有两种，一是采用狭缝光栅板，二是采用柱面光栅板，各类结构的立体显示器具有不同的特点。基于狭缝光栅板的立体液晶显示器有两种结构，即前置狭缝式和后置狭缝式。介绍了两种结构的差异，并简单介绍作者在立体显示技术方面的最新研究成果。     

基于方形RGBW子像素排列的跟踪式自由立体显示屏

针对传统基于移动狭缝光栅的跟踪式自由立体显示中因观看者头部微动看到串扰立体图像的问题,提出了一种基于方形RGBW子像素排列和斜置狭缝光栅的跟踪式自由立体显示屏,通过创建具有固定宽度的无串扰视区,为不同观看者提供无串扰的立体图像。分析了自由立体显示屏的工作原理,给出了其参数计算公式。实际设计了基于提出方法和传统方法的跟踪式自由立体显示屏,并仿真了它们在最佳观看距离处水平方向上的亮度分布。通过对比分析,得出基于提出方法的跟踪式自由立体显示屏在最佳观看距离处获得了具有固定宽度的无串扰视区,从而保证了观看者始终观看到无串扰的立体图像。     

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.     

虚拟现实中立体显示技术研究

阐述立体视觉及双目视差原理.采用双中心投影算法,介绍立体图像时生成的有关计算公式,详细描述OpenGL立体显示一个立方体的步骤,并借助红绿滤光眼镜观察生成的立体图像对.结果表明,采用双中心投影算法可以得到较好的立体效果,可广泛使用于建筑物和视景漫游等多种场合.     

立体显示技术及其研究现状

首先介绍了立体显示技术分类和发展的新概况,全面研究了自动技术和真三维立体显示技术,最后概括了立体显示技术最新的发展动态及主要产品情况.     

桌面式眼动跟踪系统研究

眼动跟踪技术作为一种新的人机交互方式,已受到越来越多人的关注,现有的眼动跟踪系统大都是头戴式的,它的硬件设备复杂,对人干扰较大,而且价格昂贵。文章实现了一个简单的基于桌面的眼动跟踪系统,本系统硬件构成简单,而且不与人直接接触,使用虹膜中心坐标来估计用户的注视点。实验表明,当误差距离不超过40个像素时,系统估计的人眼注视点准确率超过80%。     

基于OpenCV的嵌入式人眼追踪系统研究

对于视觉控制系统而言,如何定位并追踪眼睛,判断眼睛状态是关键的一步。文中提出了一种基于OpenCV的人眼识别和跟踪方法,利用摄像头和OpenCV的相关函数在嵌入式平台上实现了人眼的识别与追踪。此外,还通过实验表明,该方法可满足对人眼的识别,且拥有较好的识别速度和识别率,故具有一定的实用性。     

基于QNX的车载立体播放技术研究

摘 要: 针对车载播放系统立体性、互连性、智能性的多方向发展趋势,研发一套基于QNX的车载立体播放系统。采用实时性在微秒级的QNX系统作为软件平台;提出系统分层逻辑架构模型,增强模块间的独立性;利用FFMPEG核心技术完成立体视频解码,满足多码流同步实时输出;设计GLES立体渲染容器进行同步实时渲染。实验表明：该方案在有效提高车载视频观感的同时,极大提升了整个车系的科技竞争力。     

视线追踪应用技术的专利分析

通过对基于视线追踪技术的中国专利申请进行检索与统计,定性与定量地分析出在人机交互、心理学应用、市场营销和可用性分析三个领域的视线追踪技术的专利分布结构,及各公司、高等院校在相关领域的研究方向,希望对业内人士有所帮助.     

基于模型互更新的多模图像融合跟踪算法

针对复杂环境下引起的目标失跟问题,提出了一种基于模型互更新的可见光与红外图像融合跟踪算法。基于把视觉跟踪问题视为“中心-周围”分类的思想,首先从可见光与红外图像中分别提取目标及周围像素点的特征,然后采用Boosting算法训练得到跟踪模型。基于分类结果计算像素点的置信度,采用决策级融合方法得到似然图像,通过均值漂移算法估计目标位置。最后在Co-Training框架下结合目标跟踪结果进行模型的互更新。实验结果表明,该算法提高了跟踪的鲁棒性,有效利用了多模图像的信息。     

基于双目信息融合的立体图像质量评价模型

根据人类视觉系统(Human Visual System,HVS)中双目视觉信息处理的过程,结合一系列图像特征,提出一种基于双目信息融合的立体图像质量评价模型。该模型通过复小波变换模拟HVS对立体图像的融合过程。提取结构活跃度(Structural Activity,SA)以及相位一致性(Phase Congruency,PC)作为图像特征。最后通过度量融合图像特征的改变程度获得立体图像客观质量。采用本文所提出的客观评价模型对立体图像数据库进行评价,其线性相关系数值在0.92以上,均方根误差值接近6,异常值比率值为0%。实验结果表明,该模型符合人眼视觉特性,能够很好地预测立体图像质量。     

面向裸眼立体电视的体视动画技术综述

随着数字电视技术的革新和立体显示技术的发展,以裸眼立体电视为载体的体视动画成为动画产业探讨的新热点。对近年来面向裸眼立体电视的体视动画技术进行了广泛研究。首先阐述了裸眼体视动画技术的意义及研究现状,介绍了裸眼体视动画技术的技术原理,重点从体视图像获取、体视图像采样合成、裸眼立体电视显示3个方面进行阐述,详细叙述了不同方面所用到的基本思想和主要方法,最后指出了裸眼体视动画技术的不足和研究方向。     

基于多视差立体显示的数字合成全息技术研究

合成全息图利用多视差图像实现立体显示,并可通过分区曝光实现大面积制作。介绍了数字合成全息的原理及其实验系统,针对其制作过程中的两种图像采样方式,研究了图像的分割和重组原则。通过对单元全息图合成拍摄中图像重叠投影的分析,基于非成像光学理论设计制作了能实现这一功能的透镜,并借助光学软件对其进行了仿真。最后利用所设计的透镜进行了合成全息实验,结果表明,利用所设计的重叠投影透镜和适当的图像处理方法,能合成出轮廓清晰、立体感强的全息立体图。     

嵌入式设备立体图像显示技术研究

便携式裸眼3D设备屏幕规格众多,在基于嵌入式系统多规格小尺寸液晶屏的便携式设备上实现立体显示效果,需在嵌入式系统支持下对立体图像进行缩放和插值处理,满足左右眼图像的准确观看。文章对安卓操作系统中3D图像处理进行研究,应用安卓提供的函数获取屏幕物理像素和图像实际分辨率,并根据二者的参数使用失真度小的线性缩放技术和列插值融合方法完成左右格式3D视频和图像的立体播放。在多规格普通2D液晶屏的便携式设备上进行了验证得到正确显示。     

基于引导滤波及视差图融合的立体匹配

立体匹配是双目视觉领域的重要研究方向.为在保证图片纹理区域匹配精度的同时降低弱纹理区域的误匹配率,提出一种基于引导滤波及视差图融合的立体匹配方法.首先,根据图像颜色相似性将图片划分为纹理较丰富区域和弱纹理区域.接着,分别采用不同参数的引导滤波进行代价聚合及视差计算,得到两张视差图.然后依据纹理区域划分的结果对获得的两张视差图进行融合.最后,通过左右一致性检测、加权中值滤波等视差优化步骤得到最终视差图.对Middlebury测试平台上标准图像对的实验结果表明,该方法在6组弱纹理图像上的平均误匹配率为9.67％,较传统引导滤波立体匹配算法具有更高的匹配精度.