为了较好地实现全息体视图虚实场景融合的立体显示，分析了虚实场景之间存在的遮挡关系，提出一种基于实例分割与深度值判定的图像编码方法。理论分析表明，场景间的遮挡来源于特定视角下物点的不同深度信息，相机采样时只能保留近处物点的强度信息。求解采样图像的深度图，利用深度值判定的方法可以实现场景的有效融合。为进一步降低深度值求解不精确的影响，利用Mask R-CNN实例分割算法对真实场景的采样图像进行分层处理，并赋予各层伪深度值，再采用深度值判定方法实现虚实场景之间有遮挡关系的融合编码。采用基于有效视角图像分割与重组(EPISM)的方法进行全息打印光学实验，结果表明，所提出的图像编码方法可以有效实现虚实场景融合的立体显示。
全息 全息体视图 虚实融合 图像编码 三维显示
合成全息体视图技术是三维显示领域的研究热点，被广泛应用于**、经济等各个行业。基于国内外合成全息体视图技术的发展现状，综述了该技术的基本写入方法、像质提升方法以及性能改善方法。介绍了基本写入方法的发展历程及研究现状，归纳了其实现方法，并对现阶段几种主要方法的综合性能进行了简要评价。围绕合成全息体视图技术的成像质量与综合性能两个方面，总结了近年来改进合成全息体视图技术的较新进展，最后得出结论并进行了展望。
全息 合成全息体视图 三维显示 研究现状 激光与光电子学进展
2022, 59(2): 0200002
将适用于三维场景信息非对称采集和显示的赝像-正像转换(POC)算法应用于全息体视图打印,得到了采样平面与全息图平面的距离、采样间隔与全息单元尺寸比例不同时,采样图像和合成视差图像之间的像素匹配关系。分析了曝光光学系统参数和POC算法参数对体视图再现像视场角的影响,得到了场景深度和视场角之间的制约关系。实验通过在不同场景深度下三维物体的再现,验证了POC算法对全息体视图打印的适用性以及场景深度和视场角之间制约关系的正确性。实验结果表明,当场景深度较小时,再现像重影导致分辨率降低,并从理论上分析了全息体视图重影现象产生的原因。像素级精确的视差图像避免了数据误差对体视图再现质量的影响,对提高再现像分辨率有积极意义。
全息 全息体视图 赝像-正像转换 场景深度 视场角
1 装甲兵工程学院 控制工程系, 北京 100072
2 61135部队, 北京 102211
电子稳像算法的主要目的是解决摄像机随机运动导致的图像序列的帧间抖动问题。根据摄像机成像模型, 推导了摄像机平移振动和旋转运动对图像运动的影响, 阐明了电子稳像算法中各种图像运动模型的物理成因, 指出了模型之间的内在联系。提出了一种多模自适应电子稳像算法, 根据摄像机工作时图像序列抖动的剧烈程度, 自适应地选择适当的图像运动模型和相应的运动估计方法。实验结果表明, 该算法在各种情况下都能实现对图像序列的高精度稳定, 有效地提高了电子稳像算法的适用性。
电子稳像 多模 自适应 平移 仿射 electronic image stabilization multi-model self-adaptive translation affine
块匹配电子稳像算法是一种稳定性好、准确度高的电子稳像算法.块匹配算法在目标区域中从起始点到匹配点进行搜索时，需要对图像块进行反复匹配，计算量大、实时性差成为限制其应用的主要问题.本文从缩小块匹配算法搜索范围的思想出发，提出了一种利用时间序列预测来确定最优搜索起始点的电子稳像算法.根据图像序列全局运动矢量的内部统计特性，选择合适的时间序列模型; 采用AIC准则和Durbin-Levinson递推算法估计模型的阶次和参量，并通过残差检验对模型进行检验和更新.利用建立的时间序列模型和历史数据对当前时刻全局运动矢量进行最优预测，并将其作为搜索起点来进行下一步精确搜索.实验结果证明，时间序列预测方法有效缩小了块匹配算法的搜索范围，使计算速度得到较大幅度的提高，并可直接推广到其它电子稳像算法中.
电子稳像 块匹配 全局运动矢量 时间序列预测 Electronic image stabilization Block matching Global motion vector Time series prediction
提出了一种基于局部光流约束的角点匹配算法。首先采用Harris算子获得当前帧和参考帧的角点,然后以角点的光流特征作为约束条件, 根据两帧图像角点集的坐标分布, 排除异常角点, 完成角点的精确匹配, 实现图像之间的高精度运动估计。通过对视频序列进行实验, 采用差图法可主观地发现该运动估计算法的有效性；以峰值信噪比作为评价指标, 发现原始视频序列的帧间峰值信噪比明显低于仿射视频序列的帧间峰值信噪比。前者的平均值为22.8072, 后者的平均值为33.3854, 从而客观地说明了该算法的有效性和稳定性。
Harris算子 特征点匹配 光流估计 运动估计 Harris operator salient point matching optical flow estimation motion estimation
1 装甲兵工程学院 控制工程系 北京 100072
2 中国人民解放军61135部队 北京 102211
提出用粒子滤波器来实现视频序列的稳像,解决了视频序列的帧间不稳定问题。提出的稳像算法从视频图像中提取角点特征,建立当前帧与参考帧之间的映射关系,然后根据仿射变换模型求取最小二乘解来获得帧间的全局运动参数,最后利用粒子滤波平滑运动参数,实现帧间的实时运动补偿。对包含80帧场景的视频序列进行了实验,稳像后视频序列的平均峰值信噪比比稳像前提高了24.88,同时稳像精度＜1 pixel,处理时间＜30 ms。实验结果表明,本文算法能有效地改善图像质量,在去除高频抖动的同时能较好地保留摄像机的主动运动,稳像效果良好。
粒子滤波 角点检测 全局运动估计 电子稳像 particle filter corner detection global motion estimation digital image stabilization
对Kalman滤波算法、均值滤波算法、高斯算法、曲线拟合算法、阻尼系数算法进行了比较和分析。采用Laplacian位面法得到多个抖动视频的运动估计向量作为运动补偿对象, 对上述算法进行验证, 为电子稳像应用中运动补偿算法的选取提供了参考依据。结果表明, 阻尼系数算法除了系数不能自动调整以外, 补偿效果较好。最后针对阻尼系数算法的不足, 提出了一种改进的自适应阻尼系数运动补偿算法, 该算法相对于改进前具有更强的稳健性和更好的补偿效果。
电子稳像 运动补偿 Laplacian位面法 自适应阻尼系数
