【摘 要】
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双目立体成像是计算机智能视觉的重要分支,是指对于同一场景中的两幅立体图像对,当观察者经过匹配和理解后,能感知到具有立体感的景象。该技术在虚拟现实、多媒体教学、数字
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双目立体成像是计算机智能视觉的重要分支,是指对于同一场景中的两幅立体图像对,当观察者经过匹配和理解后,能感知到具有立体感的景象。该技术在虚拟现实、多媒体教学、数字娱乐、产品外观设计、雕刻与建筑等领域有着广泛的应用。论文首先对双目立体成像相关理论及技术进行研究,给出了一个基于监视器的双目立体成像模型,详细讨论了这个模型所具有的成像性质,以及双目视差、会聚角和Panum融合区限制等对立体感知的影响;然后针对平面图像和视频序列帧各自的特性,分别研究其不同的立体转化算法。利用心理深度暗示和生理深度暗示相结合的原理,对单幅平面图像进行立体转换。构造了均匀分布、分段均匀分布、正态分布、三角分布和拟合灰度值分布等五种分布,通过实验详细讨论当图像子块在水平方向上的随机位移分别服从各种分布时的成像情况,并采用交叉熵和均方根误差两个定量指标对转换效果进行评价;此外还研究了图像子块个数对立体效果的影响。实验结果表明,当随机变量服从正态分布时立体效果较好,且子块个数对结果无明显影响。由基于时空插值的立体转化理论可知,当追踪一个运动物体时,在每一时刻,双眼会看到视场中不同的部分,但却有可能在不同的时刻看到相同的场景,因此针对单目视频,提出了一种通过在帧间选择立体图像对的方式将其转换成双目立体版:首先采用特征点跟踪算法,获得特征点在相邻帧中的相对位移信息,然后估计帧间视差,并据此为每帧在序列中寻找合适的右眼视图。实验显示,采用帧间视差在-5到-9个像素之间的两帧构成立体图像对时,能得到较为稳定的位于头部和监视器屏幕之间的立体虚像;且当摄像机或者场景中的对象具有近似水平方向的运动时,该方法能获得较好的性能。
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