作者单位
摘要
1 宁波大学 信息科学与工程学院,浙江宁波352
2 宁波大学 科学技术学院 信息工程学院,浙江宁波3151
沉浸式的虚拟现实体验中视觉诱发晕动症(Visually Induced Motion Sickness, VIMS)是影响虚拟现实系统发展与应用的一个重要问题。现有的基于视觉内容的评价方案大多考虑的要素不够全面,对运动信息的提取较为简单,且少有考虑时域上的突变对晕动症的影响。针对上述问题,提出了虚拟现实中视觉诱发晕动症时空多特征评价模型;基于立体全景视频中空域、时域信息来设计视觉诱发晕动症评价模型,采用更符合人眼感知的加权运动特征,并考虑了立体全景视频时域的突变信息设计了特征提取方式。所提出模型分为预处理模块、特征提取模块及时域聚合与回归模块。预处理模块用于视口提取和光流图、视差图、显著图的估计。特征提取模块包含前背景加权运动特征提取、基于变换域的视差特征提取、空间特征提取及时域突变特征提取。时域聚合后通过支持向量回归得到VIMS评价分数。实验结果表明,该模型在立体全景视频数据库SPVCD上的预测结果与平均主观意见分的皮尔逊线性相关系数为0.821、斯皮尔曼相关系数为0.790、均方根误差为0.489。该模型取得了优良的预测性能,验证了所提出特征提取模块的有效性。
虚拟现实 立体全景视频 晕动症 运动感知 突变特征 virtual reality stereoscopic panoramic video motion sickness motion perception abrupt change feature 
光学 精密工程
2024, 32(4): 595
作者单位
摘要
苏州科技大学电子与信息工程学院,江苏 苏州 215009
视觉诱导晕动症是虚拟现实技术应用中较为严重的问题,沉浸在虚拟现实环境中的使用者普遍会存在头晕、恶心等症状。立体影像采集失真导致人眼感知的虚拟空间畸变,可能是诱发和增强视觉诱导晕动症的重要因素之一。为了研究立体影像采集失真对视觉诱导晕动症的影响,基于立体影像采集理论构建了虚拟空间畸变模型,针对具有三种焦距参数的镜头获取不同等级的立体空间畸变影像。通过视觉感知实验,对不同空间畸变下的视觉诱导晕动症进行主观和客观的评价。结果表明,当立体影像采集的相机视场角与人眼视场角不匹配时,立体影像失真对视觉诱导晕动症有显著性影响,立体影像采集失真会导致更为强烈的视觉诱导晕动症状。首次用系统性实验的方法验证采集参数与感知参数不匹配导致的虚拟空间畸变增强了视觉诱导晕动症的结论,研究结果对提出切实可行的缓解方法有重要意义。
视觉感知 虚拟现实 视觉诱导晕动症 立体影像采集 立体影像失真 
激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0409001
作者单位
摘要
云南师范大学 信息学院,云南 昆明 650500
随着立体显示技术的成熟,基于立体显示的图像增强方法成为研究热点。人眼光泽感知是一种独特的视觉特征,它反映了物体表面的物理特性,对人类的认知活动至关重要。在立体显示下,双目光泽的呈现与感知研究是双目视觉研究的有力扩展和补充,可为立体显示设备再现更为丰富的图像外观提供应用基础。本文从双目光泽的现象学、理论学和影响线索3个方面展开分析,总结了立体显示下双目光泽的研究现状,指出了当前双目光泽感知研究存在的问题:对目标产生光泽感知的深层神经机理尚不清楚;对影响光泽感知的线索探究还停留在现象表面,其背后的多线索交互作用仍不明确;光泽感知测量评价的定量心理物理学实验数据有待扩充。未来,基于立体显示技术的光泽感知与视觉系统的联合探索或能成为极具潜力的研究热点。由于光泽感知是一种心理量,每个人对它的感知都存在特异性,我们认为需要精心设计更多的光泽感知实验来研究立体显示器中目标表面光泽属性再现,以扩展立体显示下的基础表示场景。
立体显示 双目光泽 光泽感知线索 立体图像增强 光泽感评价 stereoscopic display binocular glossy glossy perception cues stereoscopic image enhancement glossiness evaluation 
液晶与显示
2023, 38(9): 1185
苏思华 1,2王开阳 1,2黄灿 1,2金立敏 1,2[ ... ]阮琦锋 1,2,*
作者单位
摘要
1 哈尔滨工业大学(深圳)微纳光电信息系统理论与技术工信部重点实验室,广东 深圳 518055
2 哈尔滨工业大学(深圳)广东省半导体光电材料与智能光子系统重点实验室,广东 深圳 518055
首先简述了双光子聚合3D打印技术的原理及特点;然后介绍了3D打印的衍射光栅、光子晶体、仿生结构及单个微纳结构等代表性结构色方案,并重点回顾了立体、动态结构色信息的呈现方式及其在光学防伪、信息存储和光学传感等领域中的应用;最后总结了双光子聚合3D打印技术的研究现状及存在的问题,并对其未来的研究方向及应用前景进行了展望。
激光技术 3D打印 双光子聚合 结构色立体信息 动态结构色 
中国激光
2023, 50(18): 1813007
作者单位
摘要
1 生态环境部卫星环境应用中心, 北京 100094
2 鄂尔多斯市生态环境局鄂托克旗分局, 内蒙古 鄂尔多斯 016100
3 中国科学技术大学工程科学学院, 安徽 合肥 230026
4 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
5 中国地质大学 (武汉), 湖北 武汉 430074
6 国家航天局对地观测与数据中心成果转化部, 北京 100101
“五基”协同天空地一体化生态环境立体遥感监测体系,是一种综合天基卫星、空基遥感、航空无人机、移动巡护监测车和地面观测五种技术手段为一体的监测体系。“五基”协同大气环境立体遥感监测系统是该体系的重要组成部分,其核心是运用协同联动机制和技术方法,构建数据协同融合的核心算法模型,以期弥补常规遥感手段在监测时效、精度、周期等方面的短板。以棋盘井工业园区为示范区域,重点介绍了“五基”协同监测体系中五种不同技术手段的组成架构,展示了多技术手段协同监测以及应用分析成效,并讨论了该协同监测体系在解决大气污染防治工作关键技术问题上的效果。通过“五基”协同联动、多源数据融合,获得了本地污染排放特征及区域污染物传输的定量化贡献,实现精准溯源及执法,最终形成针对性的大气污染全面治理方案建议,有效支撑了当地大气污染防治工作。
“五基”协同 大气环境监测系统 立体遥感 multilevel platform atmospheric environmental monitoring system stereoscopic remote sensing 
大气与环境光学学报
2023, 18(3): 214
马佳飞 1,2,3王贯 1,2,3姚昞晖 1,2,3顾春 1,2,3许立新 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学 核探测与核电子学国家重点实验室, 合肥 230026
2 中国科学技术大学 物理学院 安徽省光电子科学与技术重点实验室, 合肥 230026
3 先进激光技术安徽省实验室, 合肥 230026
为了探究不同年龄段人眼的视觉特性, 采用立体色域的方法建立了显示系统中不同年龄人群的视觉感知模型, 以基于CIEL*A*B*颜色空间的立体色域作为标准, 取得了不同年龄观察者的立体色域数据。结果表明, 从光度学来看, 观察者年龄的增长会导致其明视光谱发光效率函数的峰值响应有小幅度的降低, 并且其峰值位置在波长轴上向长波方向移动; 从色度学上来看, 色域体积从20岁的1.73×106到60岁的1.16×106, 减小了约1/3, 且这种减小集中在中高亮度水平上; 进一步分析波长与立体色域的关系, 发现绿色光源对所有年龄观察者的立体色域影响最大, 对于所有的观察者推荐520 nm的最佳波长选择。该研究可为显示系统针对不同年龄观察者的色域、波长和亮度之间提供设计指导。
激光技术 立体色域 颜色理论 晶状体光学密度 laser technique stereoscopic color gamut color theory lens optical density 
激光技术
2023, 47(2): 260
作者单位
摘要
合肥工业大学机械工程学院,安徽 合肥 230009
为提高双目相机标定的精度和效率,本文提出了一种基于新型编码立体靶标并结合高精度参数优化的双目相机标定方法。新型编码立体靶标通过整合4个空间姿态不同的编码平面靶标,只需拍摄一次即可完成双目相机标定,有效提高了标定效率;每个编码平面靶标内设置多个编码单元,在采集到局部靶标图像时仍能获得高精度标定结果;采用高精度参数优化方法,建立包含重投影约束、标准长度约束和共面约束的目标函数,有效提高了双目相机的标定精度。实验结果表明:相比于张氏标定方法,本文所提标定方法获得的左右相机平均绝对重投影误差分别降低了55.42%和57.22%,平均绝对标准长度误差降低了41.28%,平均绝对共面误差降低了63.04%。通过多次测量不同规格的标准量块,进一步验证了本文所提标定方法的可行性和有效性。
测量 双目相机标定 编码立体靶标 编码标志 高精度参数优化 
中国激光
2023, 50(6): 0604002
作者单位
摘要
1 中山大学 光电材料与技术国家重点实验室,广东 广州 510275
2 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海),广东 珠海 519000
3 中山大学 物理与天文学院,广东 珠海 519082
视觉信息是人类对周边环境进行感知的重要手段,光学成像和图像处理技术能大大扩展人类“视域”,使得人们获取图像的方式不局限于眼睛能见范围。散射效应导致光学成像装置的作用距离大幅下降,难以对远距离目标进行有效观测。人类对图像信息的感知,通常由对焦、校正和立体视觉形成,三个步骤互相耦合完成。其中,对焦和双目图像信息校正过程可以通过光学系统和数字图像处理的方法进行优化,提高强散射背景下的图像对比度,进而使得散射条件下的图像信息得以被感知和分析。然而,在目前技术条件下,机器立体视觉仍难以达到人类视觉水平,而人类视觉系统仍然是图像感知和分析的重要终端。可以预见,在低能见度条件下实现光学图像信息的精确获取与分析,仍需要实现人类视觉系统和机器的双重结合,发展包含人类视觉在内的立体视觉全局优化技术。主要介绍了在大气和水下浑浊条件下实现光学成像和实现图像融合的物理极限和关键影响因素,并展望人类的立体视觉在提高光学成像能力方面的作用。
散射成像 图像融合 立体视觉 感知增强 scattering imaging image fusion stereoscopic vision perceptual enhancement 
红外与激光工程
2022, 51(8): 20220418
李峰 1,2,3万秋华 1,2,*刘萌萌 3钟兴 3曲友阳 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春30033
2 中国科学院大学,北京100049
3 长光卫星技术股份有限公司,吉林长春10102
为了提高低轨光学卫星同轨立体成像中多次成像对目标区域指向精度,从而获取更大的重叠覆盖面积,即立体像对有效面积。首先,设计了一种采用地球椭球模型,并考虑地球自转以及卫星滚动方向机动的同轨双视/三视立体成像姿态规划方法。其次,为了缩减机动时间,以提高卫星单次成像可拍摄的区域长度,考虑执行机构力矩与角动量约束,设计了一种路径规划快速机动控制算法(Path planning Fast Maneuver Control,PFMC),即基于旋转轴不变约束的三轴机动的最短路径和角加速度连续路径规划以及结合角加速度前馈与内外环控制的快速机动算法。最后,以“吉林一号”卫星参数进行数学仿真,控制精度优于0.02°,稳定度优于0.001(°)/s,成像时长不低于10 s。在轨测试期间,获得了乌鲁木齐市的立体像对与数字表面模型,有效覆盖面积大于1 600 km2,双视成像的重叠率超过97%,验证了同轨双视立体成像规划与控制方法的可行性和有效性。
同轨立体成像 三轴姿态规划 快速机动 姿态控制 along-track stereoscopic imaging tree-axial attitude planning fast maneuver attitude control 
光学 精密工程
2022, 30(14): 1682
陈载清 1,2,*刘惠 1,2熊琦 1,2云利军 1[ ... ]石俊生 2
作者单位
摘要
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

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