立体图像视差线性调整算法

为使立体图像能在特定显示设备上舒适显示,本文提出一种调整立体图像的方法.首先利用立体图像融像区知识,计算不同显示设备舒适显示的水平视差范围;利用匹配的SIFT(scale-invariant features)特征点来估计立体图像的视差范围,建立起立体图像原有视差到舒适显示视差的线性映射;最后利用奇异值分解估计该映射的变换矩阵,通过变换矩阵计算出调整后的图像,消除立体图像垂直视差,并将立体图像的水平视差调整到舒适观看的范围.实验结果表明,本文提出的方法可以解决不同显示设备上立体图像视差调整的问题,得到更好的显示效果.     

立体视觉深度认知过程研究

利用自行研制的多导视觉诱发电位(VEP)信号采集处理系统和两套视差深度随机点立体(RDS)图对,诱发视皮层神经网络兴奋发放,提取并分析了立体视觉视差深度认知过程的皮层电位信号,对视差相关诱发电位特征进行了标定.采用两种完全不同的信息处理方法重复实验,揭示了高级视皮层功能区出现的N2波由视差相关VEP发放,提示体视视差深度信息处理可能是在高级视皮层功能区上完成的.根据不同功能区隐含信息的处理结果,推测大脑皮层体视信息处理系统中存在信息反馈通路.实验结果还表明,立体视觉深度认知过程是一个动态的复杂信息协同处理过程.     

用虚拟显示技术实现立体视觉检查

立体视觉功能是宇航员、飞行员、高速车辆的驾驶员在身体检查中必须检查的项目。根据视觉生理理论,并参照军用光学仪器通用规范,提出一种应用现代计算机技术、虚拟光学技术实现的立体视觉检查方法。详细介绍了立体图像对的设计。用计算机产生随机点立体图像对,左右图像的视差越大,图形离开背景的距离也越大。通过计算机控制不同视差的立体图像对生成,将计算机产生的立体图用虚拟成像技术呈现在受检人的眼前,定量检测人眼的立体视能力。具有简便易行、精度高的特点。大量实验证明该方法应用在人体的立体视觉检查中,能够替代传统的立体视觉检查方法。     

基于凸集论的稠密视差图优化算法

针对计算机视觉领域中立体匹配算法在图像无纹理区产生的误匹配问题,提出以全变差函数为凸约束集,使用次梯度投影法,对通过初始视差变换后的立体图像对之间的像素误差函数和视差二次平滑因子形成的严格凸函数进行求解,寻求立体图像对之间的最优视差图。实验结果表明,该方法不仅能保留初始视差图的边缘,而且减少了由先前立体匹配算法求得的视差图在无纹理区产生的误匹配点,取得了良好的视差图优化效果。     

基于网格的立体图像编码算法

基于特征点视差估计与三角网格映射,提出一种立体图像压缩编码算法。为了保持压缩后视点对的视差不发生变化,利用绝对差值图进行特征点选取。进行残差图像编码时,结合了心理立体视觉影响、人眼亮度色度特性、立体图像对色度特点与三角网格映射特点等因素,提出了立体残差编码只需对Y分量进行的方法。实验表明,该算法具有一定的优越性,如压缩比大,图像质量与立体感均较好。     

视差可控的多视点立体图像校正算法

提出了一种视差可控的多视点立体图像校正算法。该算法通过对多视点信息进行旋转、垂直视差调整和视差均衡的预处理操作,使得立体图像符合立体显示器的要求,并且对图像中的目标物体可根据需要显示为正视差、负视差或者零视差。通过在多视点立体显示系统上的实验可看出,该算法校正后的多视点图像在观看时立体感强,符合人眼观看的特点,并且可根据内容的需要使场景内的目标物体显示出不同的深度。     

显微立体视觉系统的研究

在分析摄像机、体视显微镜和显微立体视觉系统光学原理基础上,提出了双目显微立体视觉系统方案,此系统是由单目显微镜改造而成,根据目标物体在两个摄像机上所成图像的视差,求得目标物体距摄像机的距离,从而可以对目标物体进行各种微操作。实验证明,此系统是一种高效、精确的显微视觉系统。     

基于光栅的手机自由立体显示视差调整方法

由于移动终端本身屏幕尺寸的限制,原有基于大屏幕显示的多视点立体视频显示方法应用于移动终端上时立体视频会出现模糊、清晰度降低的现象。在分析移动终端上多视点立体视频模糊现象的产生原因和解决方案的基础上,结合立体视频与视差的关系,提出了一种视差调整方法。该方法以立体视频视差的适当减小来换取清晰度的提高,使立体视频观看效果更为清晰和舒适,从而保证了移动终端等小屏幕设备上立体视频显示整体效果。     

视觉导航机器人三维场景重建研究

针对自主导航机器人在室外中的立体视觉,应用了一种基于置信点扩展的三维重建的方法。该方法改进了归一化交叉相关算法,由视差空间图寻找视差空间中的置信点并进行表面跟踪,并用计算亚象素视差和中值滤波的办法得到视差图,最后使用滚球算法对从视差图中得到的点云数据进行三角化从而进行地形重建。实验结果表明,所使用匹配方法优于单一的归一化交叉相关方法,有着较强的鲁棒性,重建的地形效果较为理想。     

立体对图像的视差与景深关系

3D显示器的再现立体景深与立体对图像的视差有关,视差的大小取决于拍摄设备的原理正确性。由双镜头3D拍摄设备获得左右格式的立体对图像,根据图像同名点检测视差信息,再由检测出的视差数值来计算景深。视差采用灰度极值法,提取立体对图像的特征行像素灰度值波形图,通过灰度波形的极值判别同名点并检测前景与背景标志物体的视差数值。实验表明行像素灰度极值法有助于快速计算3D图像的同名点视差信息。     

立体镜视觉研究的回顾、反思与展望

基于对立体镜视觉研究史中重大事件的分析,发现近20多年来引起主流理论重大危机的原因可归纳为4点:将错觉当成正常知觉来研究,过分夸大了视差在深度知觉中的作用;将等待视系统输出决定的视差当作描述输入最主要的量来计算深度,使计算视觉的问题成为病态问题;视差是一个局域量,而影响深度加工的双眼差别是全局性的,因此用视差描述双眼视觉信息加工过程是不合适的;3D重建理论属于先天论,没有考虑经验和眼运动的影响。从整体研究双眼视觉是今后研究的方向,即不只考虑整个网膜图像,还意味着未来的双眼深度模型不仅能解释立体视觉,也能解释其他双眼现象,如竞争、复视和叠加等。     

小视差交又视差认知过程研究

采用静态随机点图做为刺激,对15名正常人在交叉视差条件下,针对小视差（3．27’,6．54＇,8．18’,11．45’,14．72’,17．99’,21．26’,24．53’）状态进行认知过程研究。结果为：随着视差的增大,识别靶刺激的平均反应时和正确率基本呈现出逐渐增加的趋势。在小视差交叉视差条件下,视觉系统对6t左右的视差反应时最为敏感,为立体电影的拍摄提供了理论依据,并为进一步探索精细立体视的脑神经机制提供了有力的支持。     

基于立体视觉的三维空间入侵检测

针对平面视频监控无法感知运动物体深度的缺点,提出了基于立体视觉进行三维空间入侵检测的理论和方法。采用双目平行摄像系统,基于立体校正后的左右图像进行视差计算,并在视差图的基础上直接对运动物体做入侵判别;同时,设计了三维敏感区域的设置和报警策略。为了加快计算速度,采用一种基于下采样块匹配的方法来计算代价空间,最后用快速的局部动态规划输出视差图。在计算某目标的实际视差时,与目标的运动区域检测相结合,以减小计算误差。实际测试结果表明,该方法可以有效地探测到三维空间的运动目标入侵。     

基于超复数计算的3D径向坐标可视化映射方法

提出一种多维数据3D空间可视化方法。在二维径向坐标映射基础上,引入雷达图的面积特征作为第三维,构成三维径向坐标映射。基于超复数实现径向坐标在3D空间的计算。实验结果表明,三维映射较二维映射更能反映数据结构信息,有效处理了二维径向坐标映射中映射数据点易堆叠的问题。     

Development and application of stereo lithography apparatus

针对青少年脊柱侧弯矫正问题,研制一款由3D打印制成的脊柱侧弯矫形器并做出舒适度评价. 该方法依据色努矫形原理,建立脊柱侧弯矫形器三维模型,并考虑躯干约束对矫形器进行了有限元仿真分析和结构优化,最后进行模型的分块和3D打印,分析精度误差. 依据模糊理论和层次分析法,建立了包括环境、材料、结构、运动4个方面的主观舒适度评价方法. 结果表明:3D打印技术可实现定制脊柱侧弯矫形器的制造与生产,并在几何精度和穿戴舒适性上表现良好.

     

基于3D打印的定制脊柱侧弯矫形器设计制造与舒适度评价

针对青少年脊柱侧弯矫正问题,研制一款由3D打印制成的脊柱侧弯矫形器并做出舒适度评价.该方法依据色努矫形原理,建立脊柱侧弯矫形器三维模型,并考虑躯干约束对矫形器进行了有限元仿真分析和结构优化,最后进行模型的分块和3D打印,分析精度误差.依据模糊理论和层次分析法,建立了包括环境、材料、结构、运动4个方面的主观舒适度评价方法.结果表明:3D打印技术可实现定制脊柱侧弯矫形器的制造与生产,并在几何精度和穿戴舒适性上表现良好.     

一种低成本视差立体特效设计与实现

提出一种可以在普通屏幕上实现的低成本双目视差立体特效原理,通过将2幅计算机生成的视差不同的图像用2次平面镜反射叠加到人的左右眼而呈现立体效果。讨论了实现该特效的视觉原理,证明并验证了调整成像系统软件参数可以让视差和透视产生的距离感一致,设计并验证了光学设备"双目潜望镜"可以平衡双目汇聚和焦距,最后展示了所作的软件、设备和效果图像。     

基于OpenGL三维河网地形与数据场的可视化

结合虚拟现实技术在数字流域中的应用,研究了数字高程模型的建立与三维地形实时绘制显示的机制.详细描述水利工程三维模型的构建及可视化仿真,在三维数字河网基础上叠加了实时计算的流场与温度场的数据,实现三维动态流场与温度场可视化.基于OpenGL环境开发的交互式可视化仿真系统形象地描绘流域内的地形场景、水利工程、河网等,对实现三维漫游、空间信息查询、洪水淹没分析和专业成果数据的可视化分析方面具有重要的作用.为分析水利水电工程建设对河道天然径流的影响,尤其是库区上下游水温方面的生态环境影响,提供了一个可视化的分析平台.