基于SGBM半全局立体匹配算法的三维重建

立体匹配是三维重建中重要的组成部分。针对DP匹配算法生成视差图时效性和准确性偏低的问题,采用SGBM算法获取视差图,并进行三维重建。固定两个单目相机于铝板上,通过棋盘格进行标定,得到相机内外参与畸变系数,并利用标定结果进行立体校正。增强双目相机获取到的场景照片质量,降低外界因素的影响。获取视差图,并结合内参数通过三角变换原理获取空间点云。通过实验对比表明,SGBM算法生成的视差图误匹配率低,时效性高。     

从平面图生成多视点自由立体显示视差图的研究

提出一种从平面图生成立体显示视差图的新方法.该方法利用Matlab建立曲面模型并为图片中的相应规则区域赋予深度信息,再根据深度信息的投影原理,在不同观察点得到具有视差的多幅视差图.将这些视差图的合成图在多视点自由立体显示器上显示,可以看到很好的立体显示效果.该研究对于多视点自由立体显示器利用现有大量的平面图像源得到立体显示效果具有一定指导的意义.     

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。     

基于双焦成像的测距技术研究

单目双焦立体成像是计算机视觉近年发展的一个重要分支,有着广泛的应用前景。单目双焦成像测距系统,通过改变相机焦距对空间物体两次成像并通过计算可以得到物体的距离。研究了摄像机标定精度、像点径向视差以及相机旋转或平移对测距精度的影响,分析了物体成像面积不随光轴变化的特性,提出了基于成像面积的测距算法,在新的目标距离公式中,用目标的成像面积代替了传统算法中的像点矢量,因此新算法不需要在频繁地改变相机焦距的同时反复地标定摄像机主点位置,这样就解决了双焦成像测距的实时性问题。实验结果表明,提出的算法较传统测距算法有更     

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。     

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Opencv与Matlab的双目测距系统研究

基于立体视觉原理,用两个平行放置的摄像机从两个视角获取真实场景物体的图像,利用视差和三角测量原理恢复真实场景物体的三维信息,从而实现测距功能。使用Matlab标定工具箱进行摄像机标定,获取摄像机参数;将参数导入Open Cv中进行立体校正和立体匹配,获得深度信息。经过验证,近距离测量结果达到了一定精度,具有实际应用前景。     

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.     

一种YUV颜色空间下的多视差图偏色校正方法

在多幅视差图中选取一副颜色接近真实的图像作为标准图,然后将该标准视差图和偏色视差图分别进行从RGB到YUV的颜色空间转换,计算偏色视差图在YUV颜色空间下的3个颜色校正系数K,得到YUV颜色空间下待校正偏色图像的真实颜色灰度值,最后将得到的颜色灰度值从YUV转换到RGB颜色空间,从而实现任意多幅偏色视差图的校正。实验研究表明,本方法可以实现任意多路偏色程度在15%以内的偏色校正,校正效果较好,从而能改善自由立体显示器的显示质量。     

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.     

基于空间光调制器的合成全息显示技术研究

提出了一种基于液晶空间光调制器和计算全患技术的合成全患显示新方法.由计算机设计三维物体模型并获取带有视差信息的系列二维体视数字图像,通过计算全患方法对每一幅二维图像计算得到相应的全息图,再现时将左右眼视图对应的全息图同时输出到两个空间光调制器进行实时光电再现,并使再现像的位置符合人眼双目观察需要,计算机控制不同视角全患图顺序输出,从而实现合成全患立体显示,同时可观察合成全息动感,而观察者位置不必移动,与传统的合成全息显示相比操作灵活,易于控制.在实验中用液晶背投影光学引擎系统设计了硬件实验系统,设计了相关的控制软件,并给出了实验结果.     

彩色立体图像匹配算法研究

立体图像匹配对于自由立体重建、三维测量以及立体显示中图像压缩来说是非常重要的。针对区域灰度互相关图像匹配的计算量大、速度慢的情况,运用了一组快速灰度互相关计算公式,提出了用视差限制搜索空间。同时,针对彩色图像的特点,将彩色图像的色彩信息考虑进图像的匹配过程中,将彩色图像的R、G、B三单色图像分别进行灰度相关匹配,定义并采用了颜色分量权重系数来抑制误匹配点。实验表明,该方法有效地减少了计算量,加快了计算速度,提高了图像匹配精度,具有较好的实时性。该方法将应用于三维立体显示中基于视差图的视差进行图像压缩。     

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.     

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。     

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。     

基于单片DMD的裸眼立体显示的实现方法研究

目前基于平板显示的立体显示设备有很多,比如等离子显示(PDP)和液晶显示(LCD).这些显示设备在超过 50 英寸时,价格都非常昂贵.本文提出了一种新的基于单片 DMD 的裸眼立体显示的实现方法.在分析DLP的显示原理和利用水平视差产生立体图像的机理以及系统构件(高压汞灯、色轮、数字微镜、透镜组、屏幕等)的传输特性的基础上,使用一种算法,在 FPGA 中把输入的视频图像分解为带有视差的图像序列,分别送到 DMD;同时产生视差同步信号,驱动执行部件.这样,在 DLP 显示屏前一定的区域内可以裸眼观察到立体图像.其特点是:单片 DMD 大屏幕显示;裸眼显示(不需佩戴特殊眼镜),立体景深可调;不损失器件的物理分辨率.     

视差与空间频率对自由立体显示器观看舒适度的影响

观看舒适度是评价自由立体显示器性能的重要指标。立体图像的视差和空间频率影响人眼的感知深度,从而对观看舒适度有重要作用。本文采用3DS MAX三维建模软件和Photoshop图像处理软件得到不同视差和空间频率的立体图像,通过观看舒适度的客观度量结合主观评价确定视差及空间频率与观看舒适度的关系,得出观看舒适度较高时的视差范围和与之相对应的空间频率范围。实验表明,立体图像低空间频率所致的模糊可以增加观看舒适度。     

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。