裸眼立体显示器系统结构研究

裸眼立体显示器是不需要佩带助视眼镜的立体显示设备．它使用特殊的光学元件改变显示器和人眼的成像系统。文章讨论基于狭缝背光照明的液晶立体显示器的原理及其组成结构。利用通用的TFT LCD液晶显示器作为图像显示部件，通过科学设计符合立体显示照明原理的照明板部件．与液晶盒精密装配在一起组成裸眼立体显示屏，配合电路系统和显示软件完成裸眼立体显示器的系统结构设计。     

光栅式自由立体显示器光学构成的理论研究

自由立体显示器是新一代图像显示器件之一，其中基于光栅的立体显示器具有许多卓越的优点。本文首先分析了光栅式自由立体显示器的光学结构，在此基础上，进一步论述了狭缝式自由立体显示器的光学模型。     

基于视差照明原理的自由立体显示几何建模

在普通液晶显示器的背光源与LCD屏之间插入一块特殊的光栅板是主流自由立体显示器基本配置,照明盒与光栅板结合构成视差照明方式实现对LCD屏的照明。视差照明的基本功能是将LCD屏奇、偶像素列所对应的图像分别送入视者的左、右眼。本文从视差照明原理出发,依据几何光学原理建立自由立体显示器配置参数(光栅板和LCD屏的结构参数以及二者的位置等参数)与立体视觉参数(视者位置、双目瞳距和立体视带等参数)之间的关系的理论模型,为立体显示器的设计及其立体视觉性能评价提供理论支持。     

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。     

裸眼立体显示液晶屏的光学结构及设计

裸眼立体显示液晶屏以液晶像素作为立体视图的载体，使用特殊的光学元件改变显示器和人眼的成像系统来获取立体视觉效果。狭缝背光照明的裸眼立体显示液晶屏的光学结构包括狭缝照明板、液晶盒及背光组件。设计了可以完成面光源照明和线光源照明相互转换的可控光栅，研究了一种行之有效的立体显示液晶屏的装配方法——动态装配法，利用装配组件的工作特性产生莫尔条纹，完成立体显示液晶屏的精密装配。研制的裸眼立体显示液晶屏可以方便地在2D和3D显示模式之间转换。     

液晶显示器的背光源

背光源是透射式显示器不可缺少的重要光学器件,随着液晶显示器向大屏幕、易读性、全色化方向的发展,背光源在其显示中的作用越来越受到重视。但背光源的存在影响了液晶显示器的薄型,低功耗等优点。因而对背光源的要求越来越高。本文较系统地阐述了液晶显示器对背光源的性能要求、对背光源的选择及光源的放置方式,探讨了一些显示特性（亮度、功耗、颜色的协调性、透射光的指向性、对比度等）存在的有关问题,并介绍了背光源的最新发展。     

狭缝光栅自由立体显示器的立体图像串扰度

为了表征狭缝光栅自由立体显示器存在的左右眼视差图像的混叠程度,提出了立体图像串扰度C的概念。根据狭缝光栅自由立体显示器的结构和工作原理,应用几何光学知识,分析得出了立体图像串扰度C的计算公式,并给出了一个具体的狭缝光栅自由立体显示器的计算结果。通过观看实验,证明了所定义的立体图像串扰度C可以定量描述观看者在立体可视区域看到的立体图像的串扰程度。     

高品质液晶显示器用轻薄背光源技术要点

以笔记本电脑用背光源为例，作为液晶显示器重要部件的背光源系统由二十几种三十多个零部件组成，其中导光扳、棱镜膜、漫射膜、反射膜和灯管等部件最为重要，也决定若背光源系统的显示质量。本文通过对导光扳用材料的实际试用和比较及对各种增强膜及灯管等部件原理及工作状态的分析，详细地从材料、性能、原理、特性等方面介绍了液晶显示器背光源的各组成及其相关技术要点，同时评述了液晶显示器用第三代背光源的前景。     

广视角液晶显示器设计

为了实现液晶显示器的广视角显示,论文详细阐述了一款54.6cm(21.5in)液晶显示器的广对比度视角液晶面板及广亮度视角背光源的设计原理和方法。介绍了边缘场开关模式液晶面板的设计方法及结构,从原理上阐释了此液晶面板具有广对比度视角的原因;介绍了背光源亮度视角的设计方法,通过对背光源中多组光学膜层架构的测试和数据对比,得到了具有最广亮度视角的膜层架构。根据上述原理进行实际模组样品的制作并进行实测,数据结果显示此款液晶显示器的对比度视角可达90°/90°/90°/90°,且在水平方向的1/2亮度视角可达60°,相应的亮度视角均一性为1.20。通过对比其他同类产品的实测数据,表明此款液晶显示器无论在对比度视角还是亮度视角方面都远优于同类产品。     

国内首台立体液晶显示器问世

无须借助任何辅助工具，肉眼就可以直接身临其境地看到立体图像，被显示物体仿佛触手可及。作为国家863项目，国内首台立体液晶显示器在南京问世。据南京大学电子科学与工程系介绍，目前研制出的液晶显示器为15英寸和17英寸两种，具备平面与立体兼容功能，多个人能够同时观察到正确的立体图像，综合运用了包括光学、图像处理、徽型计算机、电子、精密机械与自动控制等高新技术，是我国首台具有自主知识产权的立体液晶显示器，国际上只有少数国家拥有研制能力。这种立体液晶显示器不仅可用于电视等娱乐行业，还可广泛用于医学、商务和军事等领域。     

Preclinical ROC studies of digital stereomammography

Reports the diagnostic performance of observers in detecting abnormalities in computer-generated mammogram-like images. A mathematical model of the human breast is defined in which breast tissues are simulated by spheres of different sizes and densities. Images are generated by casting rays from a specified source, through the model, and onto an image plane. Observer performance when using two viewing modalities (stereo versus mono) is compared. In the stereo viewing mode, images are presented to the observer (wearing liquid-crystal display glasses), such that the left eye sees the left image only and the right eye sees the right image only. In this way, the images can be fused by the observer to obtain a sense of depth. In the mono viewing mode, identical images are presented to the left and right eyes so that no binocular disparities will be produced by the images. Observer response data are evaluated using receiver operating characteristic (ROC) analysis to characterize any difference in detectability of abnormalities (in either the density or the arrangement of simulated tissue densities) using the two viewing modes. The authors' experimental results indicate the clear superiority of stereo viewing for detection of arrangement abnormalities. For detection of density abnormalities, the performance of the two viewing modes is similar. These preliminary results suggest that stereomammography may permit easier detection of certain tissue abnormalities, perhaps providing a route to earlier tumor detection in cases of breast cancer.     

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%。     

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。     

基于FPGA的裸眼3D图像显示系统的设计与实现

裸眼3D技术是无需佩戴任何助视设备即可观看到立体影像的新型光电显示技术。针对裸眼3D像素重配关键技术的研究,设计一种基于FPGA的裸眼3D图像显示系统,根据裸眼3D亚屏幕分区特点,使用硬件描述语言设计从SD卡中读取左右格式立体对图像数据、像素重配及裸眼3D LCD显示驱动等逻辑代码,完成左、右眼视图数据分割,并在裸眼3D LCD亚屏幕上进行像素重配。系统调试运行结果表明3D图像数据亚屏幕重配的硬件逻辑算法是正确的。     

Content-Based Pseudoscopic View Detection

Stereoscopic images are generated from a pair of images (i.e., left and right images). In order to generate 3-D perception using the left and right images, it should be guaranteed that each image is perceived by the corresponding eye only. However, the depth perception becomes distorted when the left and the right eye views are interchanged, also known as a pseudoscopic problem. In this paper, we propose a novel method for detecting the pseudoscopic view by using disparity comparison in stereo images. Our approach originates from the idea that the disparities on a scene are categorized into three classes: zero disparity, positive disparity, and negative disparity, and that the foreground is usually located in front of the background. The proposed pseudoscopic view detection system consists of three sequential stages: 1) foreground/background segmentation, 2) feature points extraction, and 3) disparity comparison. We first segment the given image into two layers (i.e., foreground and background). Then, the feature points at each layer are extracted and matched to estimate the disparity characteristics of each layer. Finally, the existence of the pseudoscopic view can be investigated by using a disparity calibration model (DCM) presented in this paper and comparing the sign and magnitude of the average disparity of selected matching points set at each layer. Experimental results on various stereoscopic video sequences show that the proposed method is a useful and efficient approach in detecting the pseudoscopic view stereo images.     

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。     

A least-squares-based 2-D filtering scheme for stereo imagecompression

A two-dimensional (2-D) least squares (LS)-based filtering scheme for high fidelity stereo image compression applications is introduced in this correspondence. This method removes the effects of mismatching in a stereo image pair by applying the left image as the reference input to a 2-D transversal filter while the right image is used as the desired output. The weights of the filter are computed using a block-based LS method. A reduced order filtering scheme is also introduced to find the optimum number of filter coefficients. The principal coefficients and the disparity vectors are used together with left image to reconstruct the right image at the receiver, The proposed schemes are examined on a real stereo image pair for 3D-TV applications and the results were benchmarked against those of the block-matching method.     

基于图割和视域相关性的立体图像分割

立体图像分割是对象基立体图像处理中的关键和难点。基于改进Grabcut图割算法和视域相关性,提出一种新的立体图像分割算法。首先基于改进Slic方法将左图像转换成超像素图像,然后基于Grabcut框架通过重新定义能量函数对其分割以提取出左图像目标。最后,基于左右图像的视域相关性通过融合颜色和纹理特征的轮廓匹配提取右图像目标。实验结果表明,与现有方法相比,所提算法能获得更高的分割效率和更准确的分割结果。     

3D视音频技术综述

随着2009年底卡梅隆导演的《阿凡达》影片的热映,三维立体(3D Stereo)显示技术成为目前火热的技术之一,通过左右眼信号分离,在显示平台上能够实现的立体图像显示。立体显示是VR虚拟现实的一个实现沉浸交互的方式之一,3D(3 dimensional)立体显示可以把图像的纵深,层次,位置等细节全部展现,观察者更直观地了解图像的现实分布状况,从而更全面了解图像或显示内容的信息。为了配合3D立体视觉环境,介绍了3D音频技术,它是未来的一个趋势,并且对3D音频技术的基本理论、声学特点和发展状况等给出了看法。