深度知觉中的线索冲突现象及其形成机制

论文摘要

深度知觉是人类视觉和计算机视觉研究领域的重要课题。通常认为引起深度知觉的线索主要有两类:一类为单眼线索,它是指不经双眼性加工就可引起深度知觉的物理特性;另一类为双眼线索,即双眼视差,它是由于双眼的横向位置稍有不同而产生的双眼视网膜映像的位置差,是经双眼性加工才能引起深度知觉的物理特性。上世纪60年代,Julesz通过随机点立体图发现,只要有视差就能产生深度知觉,这导致了大多数深度知觉的认知研究者都把精力集中到深度知觉与双眼视差的关系方面,而忽视了单眼线索对深度知觉的影响,以至许多深度知觉现象的解释和应用遇到困难。实际上,在深度知觉的形成过程中,单眼线索和双眼线索一样都起着非常重要的作用。例如,包含在一张图片中的遮挡、纹理梯度、线条透视、运动视差和熟悉尺度等单眼线索,对深度知觉有极大的影响,并且在虚拟现实以及计算机视觉研究中得到了广泛的应用,如2.5D的显示。这表明,造成目前许多困难的因素可能是两种线索的相互作用,但是这种相互作用迄今并未得到重视。为此,本研究设计了一系列的单眼线索和双眼线索冲突的心理物理学实验,并以扰动分析法为基础对两种线索的影响进行研究,以从定性上归纳出每种线索影响权重的规律,从而获得同时存在的冲突线索对深度知觉影响的新认识。其主要内容有:1分析了两种引起深度知觉的线索,即单眼线索和双眼线索,阐述了两种线索产生的深度知觉的特点和差异。2通过两种引起冲突深度知觉的线索组合实验,证明了二者之间存在着相互作用以及对深度知觉的影响。3分别改变组合线索中单眼线索成分和双眼线索成分对深度知觉影响的实验,得到了二者对深度知觉的影响定性规律。4利用这些定性规律,解释了几个目前尚不能解释的实验现象。这些研究及结果表明,人类的深度知觉同时受到单眼性线索和双眼性线索的影响,因此在计算机视觉和虚拟现实的表现中必须同时考虑它们的作用,以得到最佳的视觉效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 深度知的觉线索
• 1.2 线索冲突研究的现状
• 1.3 深度线索的冲突与整合
• 1.4 线索冲突研究的意义
• 1.5 本文的主要工作
• 第2章 线条透视与视差冲突
• 2.1 引言
• 2.2 双稳态现象
• 2.3 牵挂现象
• 2.4 结论
• 第3章 遮挡与视差冲突
• 3.1 引言
• 3.2 实验1
• 3.3 实验2
• 3.4 小结
• 第4章 纹理与视差冲突
• 4.1 引言
• 4.2 实验1
• 4.3 实验2
• 4.4 小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录：攻读学位期间所发表的学术论文目录