静止立体图像的理论分析与实验研究

论文摘要

随着图像和视频信息技术的日趋完善,立体图像技术迅速发展,成为当今科学工作者研究的热点问题之一。而立体图像技术的应用前景非常广泛,可以被应用于科研、军事、教育、工业、医疗等诸多领域,因此对立体图像的研究十分有价值。本文主要从以下几个方面对静止立体图像进行了理论分析与实验研究:首先,简要介绍了立体图像的发展历史、获取立体图像的三种途径、常用的编码压缩方法以及当今的立体图像显示技术成果;其次,从生理学、几何光学以及心理学等不同的角度剖析人眼获得立体感的原理,建立了简单的数学模型,计算出了深度感知的极限距离,同时分析了视差立体感与观察距离之间的关系;接下来,为了更好的对处理后的图像进行评价,介绍了几种传统的平面图像质量主客观评价方法、基于人眼视觉系统的图像质量评价方法以及改进后的图像质量评价模型;然后,基于双视点立体图像系统,研究了亮度、对比度、分辨率和色度对立体图像显示效果的影响,并绘制了相应的测试曲线。发现与其它因素相比,亮度对立体感的影响较大,并验证了视点图像的色度差异对立体信息的显示几乎无影响、采用色度替换方法可以有效减小立体图像的数据量的重要结果;最后,研究了边缘信息对立体图像成像效果的影响。首次发现了当左右视图均去除边缘信息时,合成后的图像与原图相比,虽然图像的质量稍有降低,但是立体感和舒适度有了一定的提高。此结论对今后立体图像数据的压缩与传输以及立体图像显示效果的改善有一定的意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 立体图像的发展历史
• 1.2 立体图像的获取
• 1.2.1 通过双摄像机获取立体图像
• 1.2.2 通过深度摄像机获取立体图像
• 1.2.3 通过平面图像生成立体图像
• 1.3 图像编码与压缩
• 1.4 立体图像的显示
• 1.4.1 需要辅助装置的立体显示
• 1.4.2 无需辅助装置的自动立体显示
• 1.5 本文的主要贡献和论文结构
• 第二章 人眼的立体视觉特性
• 2.1 立体视觉的生理学基础
• 2.1.1 眼球的结构
• 2.1.2 视觉的形成
• 2.2 立体视觉的几何光学特征
• 2.2.1 双眼视差
• 2.2.2 双眼融像
• 2.2.3 等视差圆
• 2.2.4 双眼视场
• 2.3 立体视觉的心理学特性
• 2.4 视差阈值
• 2.5 深度感知的极限距离
• 2.6 小结
• 第三章 图像质量评价方法
• 3.1 图像质量主观评价方法
• 3.2 传统的图像质量客观评价方法
• 3.3 基于人眼视觉系统（HVS）的图像质量评价方法
• 3.4 其他图像质量评价方法模型
• 3.4.1 三维加权信噪比的视频质量评价模型
• 3.4.2 三维滤波视频质量评价模型
• 3.4.3 基于图像分割的模型
• 3.4.4 基于结构失真的图像质量评价模型
• 3.5 立体图像的质量评价
• 3.6 小结
• 第四章 静止立体图像成像效果研究
• 4.1 实验方法
• 4.2 图像色彩
• 4.2.1 颜色模型
• 4.3 颜色模型转换
• 4.4 大面积着色原理
• 4.5 实验过程及结果分析
• 4.5.1 亮度对立体成像效果的影响
• 4.5.2 对比度对立体成像效果的影响
• 4.5.3 分辨率对立体成像效果的影响
• 4.5.4 色度对立体成像效果的影响
• 4.6 小结
• 第五章 基于边缘信息的立体图像成像效果研究
• 5.1 边缘检测
• 5.1.1 微分算子
• 5.1.2 Log 算子
• 5.1.3 Canny 算子
• 5.2 各种算子之间的比较
• 5.3 基于边缘信息的立体图像成像效果实验
• 5.4 小结
• 第六章 结束语
• 附录 英文缩略语
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢