1 中国地质大学（武汉） 自动化学院，湖北武汉430074
2 复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室，湖北武汉430074
3 地球探测智能化技术教育部工程研究中心，湖北武汉40074
4 中国科学院 微小卫星创新研究院，上海201203
5 上海微小卫星工程中心，上海201203
为解决基于深度学习的立体匹配方法面临着网络规模大、网络结构复杂等问题，提出了一个网络规模较小、精度较高的网络结构。该网络在特征提取模块删减修改了复杂冗余的残差层并引入了空洞卷积金字塔池化模块来扩大视野范围，提取更多有用的上下文信息；在代价计算模块中使用了三维卷积层以成本聚合提升立体匹配的精度；最后，在代价聚合模块引用了双边格网模块以较低分辨率的成本量来获取精度较高的视差图。将该网络在KITTI 2015数据集和Scene Flow数据集等主流数据集上进行实验，结果显示，相较于其他主流优秀网络类如金字塔立体匹配网络（Pyramid Stereo Matching Network ，PSM-Net），网络规模参数量减少了约38%，并取得了较高的实验精度，其中Scene Flow数据集的终点误差（End-point Error，EPE）为0.86，是一个同时兼顾速度与精度的立体匹配网络。
计算机视觉 立体匹配 人工神经网络 视差 computer vision stereo matching artificial neural network parallax
1 北京邮电大学电子工程学院，北京 100876
2 中国人民解放军63867部队，北京 137001
提出了一种基于视点分段式体像素的大视角全视差桌面式光场显示系统，采用了定向准直背光和反贴于分辨率为7680 pixel×4320 pixel的液晶显示屏上的柱镜阵列，实现了100°的水平观看视角，并利用光学偏折膜和全息功能屏，在适用于桌面显示的正面观看范围内实现了离散采样光场的体像素重建。设计了一种能够根据多位观看者的空间坐标划分独立视区的视点分段式体像素，并推导了其与液晶显示屏上子像素的函数映射关系，实现了对观看区域的分段式图像编码。提出了一种可为处在不同观看区域的多位观看者同时提供正确全视差光场显示的透视关系校正方法，填补了光学系统固有的垂直视差缺失，实现了桌面式光场显示中错误透视关系的自适应实时校正。
全息 光场 三维显示系统 视点分段式体像素 全视差 透视关系校正
1 中国科学院 深圳先进技术研究院, 广东 深圳 518055
2 奥比中光科技集团股份有限公司, 广东 深圳 518057
3 深圳大学 物理与光电工程学院, 广东 深圳 518061
为了提升显示系统的立体感, 将图像显示在空中, 无需介质承接即可实现较大的离屏距离, 建立了悬浮显示系统, 对该系统的显示理论和关键光学器件进行研究。首先, 从人眼双目立体视觉出发, 研究实现悬浮显示的两个关键因素: 一是图像经过显示系统形成实像; 二是双眼均能看到该实像, 并形成双目视差。然后, 在悬浮显示基础理论分析的基础上, 利用透镜搭建了一个悬浮显示系统, 验证上述原理分析。最后, 通过仿真分析设计了一个基于微反光镜阵列的悬浮显示系统, 并依据设计的加工流程完成系统的搭建。实验结果表明, 所搭建的悬浮显示系统可成功地将图像显示在空中, 无需介质承接, 离屏距离大于6.5 cm, 验证了本文对悬浮显示原理的分析及悬浮显示系统的设计。
悬浮显示 立体视觉 双目视差 floating display binocular stereo vision binocular parallax
1 上海第二工业大学 工程训练中心，上海 201209
2 中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室，上海 200083
针对由于视差变化而导致的红外视频稳像技术难题，文中提出了一种基于联合相机路径的红外视频稳像算法，该算法主要包括：预处理、联合相机路径求解、多路径优化、运动补偿四个步骤。首先，要对红外图像进行直方图均衡化、特征点提取和匹配处理、预映射。接着，要将每帧图像分为m×n个网格单元，利用基于网格的映射运动表征，将每一帧中对应网格得到的局部单应性矩阵进行相乘得到联合相机路径。然后，对联合相机路径采用“多路径优化”策略进行平滑处理。最后，利用平滑后路径进行运动补偿稳定视频。实验结果表明，该方法能有效地处理由于视差而引起的非线性运动，相比传统的稳像算法效果更好，当特征点存在部分遮挡时，也能取得不错的稳像效果。
视频稳像 视差 网格单元 多路径 非线性 video image stabilization parallax grid unit multi-path nonlinear 红外与激光工程
2021, 50(6): 20200405
Author Affiliations
Abstract
1 Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
In this Letter, we present a display system based on a curved screen and parallax barrier, which provides stereo images with a horizontal field of view of 360° without wearing any eyewear, to achieve an immersive autostereoscopic effect. The display principle and characteristics of this display system are studied theoretically in detail. Three consecutive pixels on a curved screen and parallax barrier form a display unit, which can generate separate viewing zones for the left and right eyes, respectively. Simulation and experimental results show that the non-crosstalk effect can be obtained in the viewing zones, which proves the effectiveness of this display system. This study provides some new ideas for the improvement of the autostereoscopic display and to enable envisioned applications in virtual reality technology.
autostereoscopic display parallax barrier curved screen Chinese Optics Letters
2021, 19(1): 013301
成都工业学院 电子工程学院, 四川 成都 611730
为了解决视区分离的问题, 设计了一种基于偏振光栅的一维集成成像双视3D显示器, 建立了3D成像模型, 详细阐述了一维集成成像双视3D显示的原理; 通过几何光学推导视区宽度以及观看视角的计算公式; 研制了基于偏振光栅的一维集成成像双视3D显示测试装置, 在左18°到右18°的范围内, 通过左偏振眼镜和右偏振眼镜在同一视区内分别观看到两个不同的3D图像。
集成成像 双视 偏振光栅 观看视角 integral imaging dual view polarizer parallax barrier viewing angle 红外与激光工程
2020, 49(1): 0116001
为了更有效地评估3D设备观测导致的视觉疲劳, 首次采用动态贝叶斯网络对3D观测者的立体视觉疲劳概率进行计算。在构建有向无环图的过程中考虑立体视觉中的多种因素与疲劳现象之间的相互关系, 在疲劳节点上加入生理特征节点与动态因素进行合理评估, 使得各节点的状态与贝叶斯网络节点的状态概率一一对应, 为立体视觉疲劳概率评估提供了系统的方案。结果表明, 与当前MOS方案相比, 采用动态贝叶斯网络的方案更为全面地分析了观测者的疲劳状态, 所评估的疲劳概率比观测者的主观结果更精确, 更为接近实际情况。
立体视觉疲劳 动态贝叶斯网络 MOS方案 生理特征 动态因素 双目视差 stereoscpic visual fatigue dynamic Bayesian network MOS method pysiological feature dynamic factor binocular parallax
1 成都大学 信息科学与工程学院, 四川 成都 610106
2 四川大学 电子信息学院, 四川 成都 610065
针对观看自由立体显示器存在人眼焦点调节和集合不一致的根本生理问题, 及观看时间稍长将引起立体观看视疲劳, 甚至危害视觉健康的问题。提出了一种对自由立体显示器视疲劳程度进行预测的方法, 由三个不同的立体观看视疲劳参数--视差值、视频帧率和串扰度组合得到27段立体测试视频, 让观看者观看这些视频得到主观评价数据, 采用多元线性回归的统计方法处理评价数据确定了自由立体显示器视疲劳的多元线性回归模型, 并根据此模型对待评估立体视频的视疲劳程度进行有效预测。这种方法避免了反复的主客观评价对视觉系统的危害, 减少主客观评价信息收集的复杂性。最重要的是, 该模型能快速预测自由立体显示器视疲劳程度。
信息光学 自由立体显示器 视疲劳 视差 串扰 Information optics Autostereoscopic displays Visual fatigue Parallax Crosstalk
