1 云南师范大学信息学院，云南 昆明 650500
2 云南省光电信息技术重点实验室，云南 昆明 650500
立体显示是未来显示技术发展的重要方向，而左右眼视图颜色不一致是立体显示中常见的现象，会导致人眼观看时视觉不舒适。在立体显示条件下，不一致颜色的双目融合研究是传统颜色视觉研究的扩展和补充，不仅对了解人眼视觉系统视信息处理过程及机理有一定的科学意义，而且对解决现有立体显示技术视觉不舒适难题也有应用价值。本文对人眼双目颜色融合的相关研究文献进行了整理，从双目颜色融合、颜色融合与立体融合的交互作用及双目颜色融合对立体显示视觉舒适度的影响三个方面展开分析，总结了双目颜色融合的研究现状，指出目前对视觉系统的双目颜色融合与立体融合的交互机制仍然不完全清楚，研究结果多停留在现象描述上，缺乏定量的实验数据来建立双目颜色融合模型。并提出双目颜色不一致会影响立体显示视觉舒适度，而基于立体显示技术的图像增强方法将成为未来的研究热点。
颜色 立体显示 双目颜色融合 立体视觉 视觉模型 激光与光电子学进展
2022, 59(16): 1600002
1 陆军装甲兵学院信息通信系, 北京 100072
2 中国人民解放军75773部队, 广东 珠海 519000
为了提高由有效视角图像切片嵌合(EPISM)方法获得的全息体视图再现像的质量,分析传统EPISM方法生成合成视差图像过程中的拼接错误,提出多参考面的EPISM方法。理论分析表明三维物体与算法参考面或者光轴重合部分的合成视差图像不存在误差,距离算法参考面或者光轴越远,合成视差图像的误差越大。减小采样相机的间隔可以在一定程度上减小误差。为了进一步改善EPISM方法,将传统EPISM方法的单个算法参考面拓展成多个,对生成的多组合成视差图像进行重新组合,最终得到更小误差的合成视差图像。仿真和光学实验结果表明,使用多参考面的EPISM方法可以有效提高全息体视图的成像质量。
全息 全息体视图 三维成像 全息打印 立体显示
红外与激光工程
2020, 49(3): 0303002
1 四川大学 电子信息学院, 四川 成都 610065
2 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
传统虚拟视点生成采用像素填充法对生成的虚拟视点图像进行空洞填充和伪影修复, 其修复效果无法满足自由立体显示需求。为了获取高质量的虚拟视点图像, 提出了一种基于深度卷积神经网络的虚拟视点生成方法。该方法采用随机初始化的深度卷积神经网络作为图像先验, 经过卷积神经网络结构的不断迭代, 对虚拟视点图像的空洞和伪影进行修复, 并将得到的高质量虚拟视点图像合成为自由立体图像, 用于自由立体显示。修复后的虚拟视点图像的PSNR均值为25.6, 相比传统像素填充方法有明显提升。实验结果表明, 所提方法能够实现高质量的自由立体显示效果。
自由立体显示 虚拟视点生成 深度卷积神经网络 图像修复 autostereoscopic display virtual viewpoint image deep convolutional neural network image inpainting
1 南京信息工程大学 自动化学院, 江苏 南京 21004
2 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏 南京 210044
3 南京信息工程大学 大气物理学院, 江苏 南京 210044
随着医疗显示技术的进步, 医疗内窥镜摄像系统已经由主流的2D(Two Dimensions)显示向3D(Three Dimensions)显示发展, 图像清晰度也从高清(High Definition, HD)向超高清(Ultra High Definition, UHD)转变。因此, 本文设计开发了一种基于FPGA的4K(3 840×2 160)裸眼立体显示系统。首先, 系统对双路3G-SDI图像采集并进行YUV到RGB的格式转换。其次, 使用Xilinx提供的VPSS核实现图像的缩放, 同时解决高速图像数据带宽与DDR3存储器带宽间的匹配问题。最后, 通过SBS(Side by Side)的拼接方式, 将满足立体图像输出格式的视频源通过立体显示器输出。该系统从前端立体图像的采集到后端立体图像的输出, 需要经过格式变换、缩放、缓存、同步以及拼接等多个处理过程。实验结果表明, 采用参考时钟为148.5 MHz的双路SDI输入, 经FPGA的实时处理后可实现分辨率为3 840×2 160、刷新率为60 Hz的SBS拼接格式图像, 该图像可直接驱动裸眼立体显示器。
医疗成像 立体显示 medical imaging stereoscopic display FPGA FPGA 4K 4K
平板显示技术国家地方联合工程实验室,福州大学 物理与信息工程学院, 福州, 350116
利用传统狭缝光栅实现的自由立体显示器, 存在着串扰严重、莫尔条纹明显、可视区域较小、在水平和竖直方向上光损失不平衡等缺陷。针对这些问题, 本文就狭缝光栅的倾斜角度、狭缝宽度、狭缝错开距离等光栅关键参数对立体显示莫尔条纹、串扰、可视区域的影响展开研究, 分析了交错狭缝光栅设计方案, 优化设计了两种狭缝光栅立体显示器件, 分别采用了垂直交错狭缝光栅和倾斜交错狭缝光栅。以4视点的自由立体显示器为例, 以像素半高度将相邻的两段狭缝错开。实验测试结果表明, 当倾角θ为12.2°, 错开距离分别为0.053 7 mm和0.030 2 mm时, 垂直/倾斜交错光栅均能有效减少莫尔条纹的发生。对比发现, 倾斜交错光栅的串扰仅增加1.57%, 但可视区域增加了17.9%, 且在水平和竖直方向上光损失率匹配度较高, 立体显示效果明显改善。
自由立体显示 垂直交错光栅 倾斜交错光栅 莫尔条纹 串扰 autostereoscopic display vertical staggered barrier slanted staggered barrier moire fringe crosstalk
中国(福建)自由贸易试验区厦门片区管委会, 福建 厦门 361006
利用TracePro仿真软件对狭缝光栅自由立体LED显示器件的串扰进行仿真。首先, 通过对狭缝光栅的设计原理分析, 并基于LED模块的发光像素面积2 mm×2 mm, 黑矩阵的面积1 mm×1 mm, 设定最佳观看距离为5 m的两视点狭缝光栅自由立体LED显示器件, 计算出光栅的狭缝宽度和挡光宽度都为2.87 mm。其次, 利用这些参数, 通过TracePro软件建立狭缝光栅自由立体LED显示器件的仿真模型, 通过仿真运算得到左、右视频的光照度分布图, 并通过归一化发现它们的光照度均匀性较差, 观看时会导致“眩晕”现象。最后, 借助自由立体显示器件串扰的测量方法, 根据仿真左、右视频照度分布图的交叉曲线, 定性分析了仿真结果, 并结合Orign 9.1软件定量对仿真的串扰值进行计算, 得出其串扰值为42.4%。这为进一步优化狭缝光栅自由立体LED显示器件的设计和性能提供了理论依据和技术支持。
立体显示 狭缝光栅自由立体LED显示 仿真 串扰 stereoscopic display LED autostereoscopic display simulation crosstalk
1 西安工业大学 光电学院，西安 710021
2 西安应用光学研究所，西安 710065
基于双目视觉原理，利用Unity3D游戏引擎开发了一种增强现实环境下的信息物理融合(cyber-physical systems, CPS)虚拟装配系统。通过研究快速定位算法识别特征标记点建立虚拟模型与实物装配单元的配准关系，融合虚拟模型投影图像与实物装配体图像实现虚拟装配仿真，实时输出在视频眼镜结构中显示。经过试验验证，该系统满足CPS实时性、稳定性以及信息世界与物理世界融合的要求。
增强现实 立体显示 追踪定位 虚拟装配 CPS CPS augmented reality stereoscopic display tracking location virtual assembly
