自由立体显示拍摄系统中摄像机空间自由度的确定

自由立体显示器的立体显示效果与视差图的视差大小及性质密切相关,而视差的大小是受获取视差图时相机的摆放方式影响的。文章提出利用双目相机标定技术求解左右摄像机中心的空间位置关系以及两个摄像机光轴的空间夹角,并通过标定结果不断调节摄像机的位置,从而使两个摄像机光轴达到近似平行,此时获取的视差图就可以保证更好的立体显示效果。通过实验研究得到了两个相机空间夹角允许的变化范围。该研究结果可用于指导自由立体显示器拍摄系统的调节。     

单摄像机无人机获取裸眼3D视频的方法

针对无人机难以搭载相机阵列飞行拍摄的问题,提出了一种单摄像机无人机获取裸眼3D视频的方法。该方法在平行摄像机阵列法的基础上,利用单摄像机无人机在水平方向匀速飞行拍摄视频,以一定帧距提取所拍视频的相应帧,来获取具有水平视差的多段视差视频,以此制作裸眼3D显示器所需的立体视频片源。针对不同场景的拍摄距离,可根据该方法计算选取不同的帧距来调整视差视频的水平视差值。通过在裸眼3D显示器显示,对比实验结果验证了该方法的可行性。本文为普通无人机拍摄真实3D场景制作成裸眼3D显示所需的视频提供了参考。     

平行式双目立体系统基线长度的选取

如何获取人眼立体融合范围内的视差图像是立体影像获取的前提,而视差的大小与双目立体相机间的基线长度存在一定关系.通过分析平行式双目立体系统产生视差的原理,并结合人眼Panum融合区对立体拍摄过程中基线长度的取值进行限定.最后通过实验对推导结果进行验证.该研究可对实际立体影像拍摄过程中相机间隔的选取提供参考.     

采用双目立体相机的实时集成成像拍摄系统

提出了一种基于双目立体相机的实时集成成像拍摄系统。不同于采用传统的摄像机阵列,该系统采用双目相机对三维场景进行拍摄,有效地简化了集成成像拍摄系统的结构。该系统首先利用双目相机获取三维场景的左右视差图,然后上传到图形处理器生成三维场景的高分辨率深度图,之后利用深度图和彩色纹理图在图形处理器中并行生成新视点视差图像,并利用像素映射算法生成高分辨率微图像阵列,实现实时的集成成像显示。实验中系统获取的深度图像素数目是微软Kinect2获取深度图像素数目的4.25倍,当系统运行在1 920 pixel1 080 pixel、99视点数的环境下,可实现三维场景的实时拍摄与显示,实验结果证明了所提系统的可行性。     

基于特征点匹配的多视图像校正

多视图像的校正是提高3DTV观看质量的关键步骤之一。现有的图像校正算法大多是双目或三目相机校正,对于平行或弧形相机阵列的多视图像校正的研究较少,而且受相机标定参数和相机间距的影响较大。文章提出了一种对未标定的多目相机图像进行校正的方法,通过寻找匹配特征点,依据匹配点垂直视差的关系计算校正变换矩阵,用以对原图像进行校正变换。实验结果显示,图像间的垂直失配大为减少,校正后的图像能够提供良好的立体视觉主观测试效果。     

立体图像视差自适应调整算法

针对不同尺寸立体显示器播放立体视频时立体视觉效果存在的差异,提出一种通过调节图像水平视差改善立体显示效果的方法。首先应用立体匹配算法得到立体图像初始视差,通过图像分割与连通性检测从中可靠地获取水平视差范围;为保证图像中全部景物在舒适立体融像区内成像,根据显示器尺寸与观看距离,调整左右眼图像在原立体视频中相对位置,形成合理的水平视差,从而在立体显示器上产生舒适的立体视觉效果。实验证明,本文提出的方法可自适应地调整立体图像的水平视差并较好地改善立体显示效果。     

基于Panum融合区的视差图获取算法

视差图的获取既是立体图像处理的核心,也是立 体图像处理的难点。为了高效、精确 地获取立体图像的视差图,提出了一种基于Panum融合区的视差图获取算法。首先根据 人眼视觉特性的Panum融合区得到立体图像视差敏感范围的计算方法;然后根据此范围 将立体图像分割成视差敏感区和视差不敏感区,对视差不敏感区计算低精度视差图,对视差 敏感区计算高精度视差图;最后将两视差图相结合得到最终的视差图。实验结果表明,本文 所提出的算法在不影响人眼主观立体感受的情况下,计算出较高精度的视差图,同时相对于 通常的高精度视差图获取算法降低了时间开销。     

采用光栅的立体图像显示

近年来,有关动态立体图像显示系统的报道非常多.研究人员采用光栅(衍射光栅)阵列和液晶显示(LCD)相组合的简单结构,研制出无需眼镜可以多视差同时显示的动态立体图像显示系统(三维视频系统).该系统可以同时显示多方位全色视差图像,观看者无需选择视点位置,即可观看到全色立体图像.1 工作原理采用衍射光栅的三维视频系统的立体图像显示,在原理上实现了在各个不同的方向可以显示与各个方向相对应的视差图像.这种方法,通过增加视差图像的个数,一旦使视点移动,便可观察到转过来的图像,具有更自     

无深度反转的集成成像一次拍摄方法

针对传统集成成像显示技术存在深度反转,需要进行二次成像的问题,提出一种无深度反转的集成成像一次拍摄方法。该方法采用离轴平行式集成成像拍摄结构对三维(3D)场景进行拍摄,通过设计合理的拍摄参数,重排图像元,生成无梯形畸变的图像阵列(EIA),直接用于集成成像显示,解决了传统集成成像的深度反转问题,避免了复杂且繁琐的图像校正和二次成像过程,可快速生成具有正确深度信息的EIA。该方法所获取的EIA在集成成像3D显示实验中重建的3D图像具有正确的深度和逼真清晰的立体显示效果,验证了本文方法的正确性。     

自由立体显示中的实景立体影像获取方法

获取适当位差的立体影像是自由立体显示系统的重要环节.针对该问题,提出了无导轨实景拍摄立体影像的过程和方法.分析并计算了立体包容范围与相机间距的关系,建立了立体场景包容范围模型.在测量自制各尺寸显示器的水平视差极限后,给出了最佳拍摄间距,为立体实景拍摄和制作提供了理论依据.     

基于双目会聚型立体摄像机的目标深度测量

目标物体的三维测量是双目立体视觉的一项重要任务。基于视差的平行摄像机模型是最常见的用于三维重建的双目摄像机模型。一般双目立体摄像机不是严格平行的,所以采用上述方式进行三维重建时需要进行极线校正。提出了一种新的用于三维测量的双目摄像机模型,该模型针对一般常见的非平行的会聚立体摄像机模型。采用该模型进行目标物体的三维测距时,根据摄像机标定得到的相对外参,即可快速得到目标物体的深度信息。同时,本文从分辨率的角度对提出的深度测量方法进行了精度分析。实验结果验证了提出方法的有效性和可靠性。     

双CMOS仿生3D视觉传感器电路设计

针对目前3D相机中出现的图像数据易丢失、左右图像同步难等问题,提出一种可精确采集左右格式立体对图像的仿生3D传感器实现方法,可为仿生3D传感器的光路系统的检验及目标物三维重建提供精确三维坐标信息。为更好协调3D传感器在光信号处理中的点像素同步,采用现场可编程门阵列处理双OV3640图像传感器各信号,初始化后在像素时钟的准确控制下采集图像数据并完成输出图像格式转换、缓存、左右格式立体对图像拼接及输出显示验证。结果表明,3D传感器工作可靠、集成度高、体积小,可精确采集左右格式立体对图像。     

基于S3C6410和WinCE6.0的嵌入式立体摄像系统

针对目前立体对图像同步采集问题,提出一种基于S3C6410处理器和WinCE6.0系统的实时同步采集方案.首先,完成立体摄像模块硬件设计;其次,开发相应的OV3640摄像头驱动程序并定制WinCE6.0操作系统;最后,开发基于DirectShow技术的立体摄像系统应用程序.应用程序利用摄像数据流反馈实现左右格式立体对图像的同步采集,关联左右两路摄像数据流,基于视差约束实现双摄像采集帧同步.系统利用ARM 11处理器的数据处理能力和WinCE系统的可裁剪,提高了嵌入式立体摄像系统的可靠性与便携性.     

基于Unity3D的可变视点数立体图像合成算法

针对当前自由立体3D显示器的最佳观看距离固定和无法灵活调的等问题,本文在Unity3D平台上采用Cg语言编程,提出了可变视点数立体图像合成算法。该算法根据最佳观看距离与视点数之间的关系,调整光栅截距对应的像素点,实现了通过灵活改变视点数来改变自由立体3D显示的最佳观看距离。实验结果表明,通过此算法合成的立体图像可以调整显示的最佳观看距离,并且实验测得的视点数与计算所得的视点数误差较小。图像串扰较低、合成效率高,使观看者能在不同距离都能舒适观看立体图像。     

高分辨率多视点动态全息3D显示

提出了一种高分辨率多视点动态全息3D显示方法,观看视点位置变化时,观看者能够看到连续变化的3D效果。在进行全息图计算时,首先根据针孔阵列投影模型,渲染3D动画中每一帧3D模型的光场图像序列;然后从已渲染的多组光场图像序列中抽取对应视角信息的光场图像进行融合,得到融合后的动态光场图像序列;在进行全息图编码时,以动态光场图像序列中的一帧图像作为物光振幅,以来自于针孔的发散球面波的相位作为物光相位,引入平面参考光进行编码,得到一个单元全息图。由于每个单元全息图的计算是相互独立的,因此在计算过程中使用并行加速计算,实现了尺寸为32 mm×32 mm、分辨率为100000 pixel×100000 pixel的高分辨率全息图,其光场图像融合和全息编码的时间仅需27 min。光学再现结果证明了该方法的可行性。所提出的高分辨率多视点动态全息3D显示方法在全息包装和3D广告等领域具有广泛的应用前景。     

基于三维集成成像相机阵列获取的元素图像校正

利用相机阵列获取三维信息实现三维集成成像与显示时,为消除相机阵列空间位置偏差对元素图像阵列的影响,提高再现三维图像的质量,以相机阵列记录系统为基础提出了一种元素图像阵列校正方法。通过特征点位置坐标以及相机位置平移误差和旋转误差的计算,分析了相机阵列位置平移误差和旋转误差与元素图像间的关系,以及校正算法的精度。利用光学实验对该算法进行了验证,结果表明,此方法可有效消除相机阵列位置偏差对元素图像阵列的影响,并且校正后再现三维图像质量明显优于误差图像,峰值信噪比提高了33.6%,实现了基于三维集成成像相机阵列获取的元素图像校正,满足了集成成像的显示要求。     

基于单摄像头双目成像系统在计算机视觉中的应用研究

利用单个摄像头和一平面镜的舍体实现了双目成像系统的三维视觉功能,并理论证明了平面镜相对于摄像头按一定条件放置时,利用合体可以得到适于三维立体视觉的图像。在已知舍体内外部参数的情况下,由舍体所得图像进行点的三维立体恢复的理论推导。对合体的标定、内外部参数的确定也进行了理论推导。最终证明,由合体进行三维立体恢复,其实质相当于双目成像。通过实验对合体和一双目成像系统分别进行了标定,利用标定的结果进行了对点的三维立体恢复。结果表明两者精度相当。     

基于单反相机实现立体照相技术的研究

针对双镜立体照相技术的不足,提出了一种利用单反数码相机实现的立体照相方案,并设计出立体光圈结构其及控制电路。该技术通过单反相机快门信号对立体光圈的连续控制,可一次性摄取红蓝互补色立体图像和左、右眼视差图像。实验结果表明,利用该方案实现的立体照相机结构简单、操作方便、所摄图像无重影等特点,有利于立体照相技术的推广。