Panum融合区条件下的立体观影区间

由于生理的局限,人眼立体感知存在一定的盲区,并对立体视差存在一定的融合极限,因此获取符合人眼立体感知的三维影像就显得尤为重要.针对该问题,结合Panum融合区理论以及人眼立体感知误差,对立体观影区间的范围进行界定,并对立体观影区对应下的基线长度范围进行推导.根据推导结果,利用3ds max进行场景模拟,分别以特定距离下基线长度所允许的最大值和最小值为基准,获取5组不同基线长度下的视差图,最后利用虚拟现实眼镜验证了推导结果的正确性,该结果可对立体摄影过程的相机摆放提供指导.     

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.     

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。     

立体图像对校正技术在三维显示中的应用

基于相机阵列的立体视差图像获取是3D立体显示技术的关键步骤之一,它为立体显示提供了丰富多彩的图像源;由于平行摆放的阵列相机拍摄得到的视差图像没有梯形失真和垂直视差,经3D显示设备后不会使观众产生视疲劳,因此,人们在视差图像获取时常采用时平行摆放的相机阵列.然而,在实际的操作中是很难达到这样理想的条件;本文针对常用的非平行摆放的双相机,经由图像校正的处理方法,来获得相同条件下平行式相机拍摄的效果;通过实验表明,该方案简单易行,效果良好,经3D自由立体显示后,观看的舒适度得到了提高.     

基于红通道先验的水下障碍物双目定位方法

基于双目视觉的自主水下航行器在水下巡航过程中，由于水体对光线的衰减效应和悬浮颗粒对光线的散射作用，双目摄像机获取的图像存在对比度低、颜色失真等问题，导致水下障碍物定位的精度较低。针对以上问题，文中采用红通道先验复原算法提高水下成像质量，根据双目相机标定参数获取障碍物的双目视差图，并提出了一种基于深度视差图融合的水下障碍物定位方法。该方法通过融合深度视差图与水下复原轮廓图，对融合图像进行凸多边形检测，获取障碍物的轮廓，基于轮廓信息进行障碍物的有效深度信息提取，实现障碍物的空间定位。水下双目定位实验结果表明，文中所提方法可以使双目立体匹配的效果更理想，能够有效提高水下障碍物定位的精度。     

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。     

立体图像生成的视差控制

获取合适的视差信息是立体图像得到舒适观看的重要条件。为达到上述目的,提出了一种立体图像视差检测和控制方案。首先分析2种人眼视觉生理学限制的数学模型,并结合人眼跟踪技术获取生理视差容限。然后使用OpenGL图像绘制引擎获取显示场景的极值深度信息,进而计算出画面视差范围。最终通过比对虚拟场景的视差与观察者的生理视差容限,确定场景视差正确性并加以修正。实验证明,方案可以实时地进行视差控制,为立体图像生成提供了可靠依据。     

3D电视视差舒适度客观评价

视差是双目立体视觉的重要研究方向,也是影响人眼观看3D电视舒适度的重要因素,本文阐述了双目立体视觉和视差的概念、约束条件,介绍了3D电视视频图像质量评价的方法、发展以及相关标准,最后分析视差舒适度客观评价的相关算法,并通过实验对比各种算法的提取精度和效果,设计和实现3D电视视差舒适度客观评价软件。     

立体电视不同视差平面上的立体视锐度研究

通过生理感知试验,研究了双路立体电视不同视差平面上的立体视锐度.根据试验结果,人眼在0°视差平面上有最佳的立体视锐度,且随着画面中物体视差逐渐增大,人眼在观看该出/入屏物体时的立体视锐度将逐渐下降.此外,相比入屏物体而言,人眼在观看具有相同大小视差的出屏物体时具有更佳的立体视锐度.     

基于双目相机的光学高度测量系统

根据双目立体视觉模型,搭建一个实验室专用的高度测量系统。首先使用Matlab自带的工具箱对双目相机进行多次标定,获取实验所需的诸多参数,然后通过立体校正技术建立修正后的世界坐标与像素坐标之间的关系方程。在VS2015结合OpenCV的编程环境下,利用立体匹配算法和视差理论获取目标表面的三维空间信息。最后通过选定同一目标的2个特征点获取其空间坐标,达到高度测量的目的。实验结果显示,该系统能够有效实现真实场景下的三维信息测量。     

基于双目视觉的六旋翼无人机立体匹配算法

针对六旋翼无人机双目视觉成像时,经双目融合后反馈的图像噪点过多,以及图像精度不够理想的问题,提出了一种在匹配过程中融入全局差错能量最小化的区域立体视觉匹配算法。由于视差的求解是立体匹配过程中最重要的环节,因此本文利用最小化差错能量矩阵求解最优视差的原理。通过提高立体视觉的视差精度,从而减少视觉融合过程中因数据问题产生的噪声干扰,最终提高了对场景信息三维重构的准确度。通过分别在室内外的仿真实验与真实环境重构实验,验证了本文提出的基于双目视觉的六旋翼无人机立体匹配算法的有效性与可靠性。     

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。     

立体视觉与立体成像

讲述了主要立体视觉因素的形成机理,导出双目视差关系式,给出了相应参数的约略值,分析了主要参数与立体视觉效果的关系。可供立体成像、制作较符合视觉特性的立体电视节目、高效编码立体电视视频数据流和重显立体视频图像参考。     

实时双目立体视觉系统的实现

依据双目立体视觉原理,对双目立体视觉系统的设计与实现展开研究,介绍了双目立体视觉系统的组成,并对系统涉及的主要关键技术进行了探讨。结合相关的硬件设备,利用VS2012软件开发平台实现了双目立体视觉系统。该系统可实时地进行图像采集、边缘检测、立体匹配等功能,同时由于采用3种确认算法,最大限度地去除错误匹配,得到良好的视差图。     

两组双目立体深度图像信息融合与三维重建方法

获取工件目标的三维表面与深度信息是实现工业立体视觉应用的关键。提出一种将两组双目视觉系统结合的方法,对随机摆放的工件多方位采集图像并获得目标工件的三维表面点云。其中,两组双目视觉系统会根据NCC(Normalized Cross Correlation)匹配算法产生工作场景的两组视差图像,去噪分割之后对其立体深度信息进行提取,其过程中采用一种新颖的转换方法,视差图像中每个坐标位置的像素点的x、y、z方向的立体深度信息分别被转化为X、Y、Z图像中对应位置上像素的灰度值。采样两组立体深度数据,共同储存到标定完成的参考相机坐标系中达到信息融合的目的。最后,对随机摆放的工业工件进行了的三维重构实验,对于相互重叠、高度、姿势都不同的零件能较好的恢复出清晰的轮廓点云,在重叠区域也能产生较为明显的层次性。     

基于人眼跟踪的立体内容融合显示技术研究

传统自由立体显示器观看区域不连续制约了它的发展。当观看者头部移动时,会观看到严重“伪立体”。为解决这个问题,使用人眼跟踪技术配合图像融合程序调整图像模式,使得立体观看区域跟随人眼移动,达到连续、大视域的立体显示效果。基于这个方法利用OpenCV和QT构建了一个立体内容实时融合系统,实现了在立体显示器可视范围内任意位置观看立体效果,有效地解决了“伪立体”问题,并且图像模式调整的时候图像亮度变化率小于3.3%。     

考虑图像边界的分块立体匹配算法

为获得图像边界区域有效视差信息,提出一种图像分块匹配的算法。首先根据像素点匹配窗口及视差搜索范围的越界情况,将图像分为中心和边界共九块,然后针对边界块,按照基准点靠近窗口中心的原则设定匹配窗口,最后分析了边界块与分界线上像素点的视差值关系。实验结果表明,该算法能获得良好的边界视差信息并节省了匹配时间。