立体视觉原理与D造成不适性PPT课件

1、名词解释l 同视点：两个同时注视的点，即为视差相同的点。l 交叉视差：可以理解为负视差，物像位置位于同视点之前形成的视差为交叉视差。l 非交叉视差：可以理解为正视差，五项位置位于同视点之后形成的视差为非交叉视差。l 医学上有单眼单视、单眼复视、双眼单视和双眼复视几个概念，顾名思义，单眼单视则是指单个眼睛看到不会重合的物体，单眼复视则是由于某种眼科疾病使一眼同时可以看到两个景象，散光、近视等都会引起这个问题。l 双眼单视指的是外界物体在两眼视网膜相应部位（对应点）所形成的像，经过大脑枕叶的视觉中枢融合为一，使人们感觉到不是两个相互分离的物体，而是一个完整的立体形象。双眼复视指的是单眼看物体没有问

2、题，双眼看时会出现重影现象。双眼双视的情况出现原因也比较复杂。一般人正常双眼观察事物应该是双眼单视的情况。第1页/共13页名词解释l 双眼单视分为三级，即一级同时视，二级融合视，三级立体视。 同时视指由双眼视网膜传给大脑的信号，不是两眼交替接受，而是同时接受。 融合视是在双眼同时视的基础上，大脑中枢将落于两眼视网膜上的物像综合。成为一个完整物像。 立体视是在具备以上两级视功能的基础上较为独立的具有三维空间的视觉功能，是双眼的调节与集合在视中枢指令下的更高一层次的生理功能。 也就是说，能够达到双眼单视第三级的人才具有立体视功能，本实验要求志愿者全部具有立体视功能。第2页/共13页名词解释l 视野

3、单向区：如图在弧形PFA区域中的物体大脑可以将其融合成为单一影像。l 零视差区（垂直视野单象区）：穿过PFA圆弧的中间平面上的一条直线上的所有的点也具有零视差，这条线被称作理论的垂直视野单向区。l 潘氏区（潘诺融合区Panums area）：除了潘氏区和视野单向区以外的区域，会产生复视现象，也就是说人眼无法将具有视差的图像融合成为单一图像。非交叉立体视与交叉立体视之和组成了潘氏区。第3页/共13页文章一：立体视觉统计与评估一立体视觉评估的四项阈值： 颜少明指出的规范化的立体视检查方法的现代标准：必须使用能检测整体立体视的RDS.必须应用远近立体视双相测定。必须测定零视差、交叉视差、非交叉视差3

4、项阈值。在此基础文章中提出了下述四个指标并着重统计了均值：l 立体视锐度：又称深度视觉阈限、立体锐度、实体敏度,指在人的深度视觉中可感知到的最小深度差。国人立体视锐度小于等于60sl 交叉立体视：对交叉视差辨认能力，可理解为可以看多少负视差，国人平均为100minl 非交叉立体视：对非交叉视差辨认能力，可理解为可以看多少正视差，国人平均为100minl 响应时间：在多长时间之内可以有效响应，两分钟内识别者为大多数。第4页/共13页文章一：立体视觉统计与评估二、所测数据需求分析与检测方法l 立体视锐度检查（需检查）： Titums立体视觉检查图：售价2970元，优点采用偏振眼睛，方便快捷。缺点：

5、价格较贵，只能测立体视锐度 STL立体视觉检查图：售价1800元，优点可测80cm立体视，锐度精确到15秒，缺点为操作复杂 颜少明数字化立体视觉检查图检查，无法单买，只能向医院借。l 交叉、非交叉检查（待定）： 网上期刊论文均采用颜少明数字化立体视觉检查图检查。缺点在于采用红绿眼镜，比较老且不单独售卖，如需要可向医院借。l 远立体视检查（待定）：定义为50cm后的立体视检查，一般采用同视机+随机点图立体视画片的方法第5页/共13页文章二：视觉不适与疲劳：综述 眼科成像与立体视觉形成原理，如黄斑区、潘诺融合区Panums area等等。其中比较值得关注的主要有： 1.瞳孔间距小的人可以感受到更多

6、的立体效果，相对的，瞳距小的人也会更快地达到融合极限。 2.视觉疲劳已经确定会对眼睛性能造成一定的影响。通常通过对视觉不适感的主观评价来作为视觉疲劳的一个客观评价指标。 3.视疲劳可能可以诱发的情况：斜视、辐辏功能不全，自适应调节紊乱等情况。会造成视疲劳的因素有：a.异常的双眼视力，b.左右眼的几何误差、串扰、畸变等c.会聚和融合的冲突d.过大的视差第6页/共13页文章二：视觉不适与疲劳：综述 人眼疲劳测量方式主观评价：进行人眼疲劳的主观评价目前有三种方式：探究（explorative studies）、心理物理量表法（psychophysical scaling）、问卷（questionna

7、ires）。 探究（explorative studies）主要包括以下三个方面。1.发觉未被暗示的底层知觉；2.不管有没有预定义的标准，都要评价立体显示屏的附加价值；3.定义多维概念的基础（评价指标），如视觉不适。 心理物理量表法（psychophysical scaling）使工程师能够基于量化知觉，如图像质量、视觉的不适来提高和优化他们的系统。 客观测量：调节与辐辏，瞳孔，AC/A(调节性集合与调节的比值,测量隐斜的指标之一)，融合范围、视敏度、隐斜视都可以作为客观测量的指标。第7页/共13页文章三：立体图像引起的视觉不适：背景、理论与观测文章主要内容： 眼睛的深度感觉与立体图像 观看立

8、体图像的途径 视觉疲劳的评价 聚焦与汇聚的矛盾 视觉疲劳与眼动平衡的改变 瞳孔反应其中，对实验比较有启发性的观点主要有： 视觉疲劳的主观评价方面，一些学者从这几个方面出发来进行问卷设计:1.眼睛劳累2.总体不适3.恶心4.聚焦困难5.头疼，也可以参考比较有名的SSQ问卷（已下载）。 可以使用一些客观指标评价视觉疲劳，如：视敏度（计划测）、瞳孔直径（眼动仪可测）、调节作用（计划测屈光度调节）、临界融合频率（计划测）、眼动信息、临界融合频率（就是让画面不闪烁的临界频率，个人认为可能没什么必要测） 随着视觉疲劳加强，瞳孔直径变大。第8页/共13页文章四：3D电视主观评价方法新的需求一环境要求 1.对

9、于屏幕亮度与对比度的要求 眼镜会造成一定的亮度损失，其中快闪式眼镜对光照的损失比偏振式眼镜更高有学者建议，3D主观评价的屏幕亮度至少要达到30cd/m才能保证有基本的深度感觉。而串扰可能会提升黑电平从而使对比度降低。个人想法：3D电视主观评价亮度需比普通高清电视主观评价亮度高。规划院曾经做过一些实验，实验表明带上眼镜（质量较好）后，偏振眼镜亮度减少约为58.2%,快闪式眼镜亮度减少约为66.6%。可以多提取一些其他单位的研究数据定一个亮度提升的范围。 背景与空间照明 尽量不要使屏幕离墙太近，以防止由于正视差使人形成景物在墙里面的深度冲突。光照方面尽量防止过多的闪烁来降低眼镜对人造成的影响。第9

10、页/共13页文章四：3D电视主观评价方法新的需求 显示器分辨率 偏振式显示器会降低一半的分辨率，而时分显示器因为时间的交错对画面的观看感受造成了一定的影响，观众可能会认为这部分影响是由分辨率降低造成的。 观看距离深度知觉的强弱应该作为定观看距离的一个指标。 观看位置二测试序列的挑选： 图像复杂度图像的复杂度不仅仅要求2D画面的复杂度，同时也添加了3D因素，也需要要求3D深度的复杂度。同时对最大视差与平均视差做规范。我们的序列要求暂未对深度的复杂性提出要求。三评价指标： 观看舒适度 其他评价指标如：真实度、视觉体验等。第10页/共13页文章四：3D电视主观评价方法新的需求四观察者作者的意见是对于

11、3D视频，每个人的敏感程度可能存在差异，因此标准推荐的15人是不够的。观察者的立体视觉水平：越有10%15%的观察者没有很好的立体视觉水平。因此在观察者进行主观评价之前需要对其立体视水平进行主观评价。五观看时间 在ITU-R BT.500中针对2D视频主观评价提出了每段序列观看时间为10s的建议。对于3D视频，一方面来说，因为立体图像更接近于人类的自然观察，应该可以在更短的时间内判断质量，而另一方面，立体图像包含了更加丰富的信息，应该增加观看时间。现在进行了观看时间为10s或5s的实验，对主观评价影响很小。第11页/共13页文章五：立体画面的质量评价 文章列出了影响画面质量的因素： 数据格式对深度有影响 压缩对质量恒定有影响 深度表表现对视野有影响 串扰影响观看体验 3D电视主观质量评估 可采取双刺激连续质量标度法（DSCQS）、多媒体视频质量主观评测方法（SAMVIQ）进行3D电视主