《数字视频处理》PPT课件

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1、第四章立体视频(3DVideo)4.1立体视觉基本原理古埃及壁画立体视觉早在五千多年前的古埃及，人们就己经有了对立体成像技术的追求考古发现当时对人物形象的画法造型，全身侧面造型，唯有双肩体位保持正面大部分都把脸表达成侧面的姿态，显示出额头、鼻子和嘴唇的轮廓，而眼睛和上身的位置都是正面的，整个人物从头到脚有两次90度的转向立体视觉真人或站或坐都无法保持这种姿势，但这种奇特的造型却可使人物具有立体感和厚重感。古代尚且能以此实现立体视觉的梦想，当代的人们就更不满足于平面场景古埃及壁画4.1.1立体视觉定义立体视觉是人眼在观察事物时所具有的立体感人眼对获取的景象有相当的深度感知能力（DepthPe

2、rception），而这些感知能力又源自人眼可以提取出景象中的深度要素（DepthCue）立体视觉的形成因素有两类，一类为生理因素，一类为心理因素4.1.2立体视觉的生理因素双眼观察景物能分辨物体远近形态的感觉双眼同时注视某物体，双眼视线交叉于一点，叫注视点从注视点反射回到视网膜上，这两点将信号转入大脑视中枢合成一个物体完整的像。不但看清了这一点，而且这一点与周围物体间的距离、深度、凸凹等等都能辨别出来，这样成的像就是立体的像单眼视觉单只眼睛视觉的例子：单眼视觉从不同方向(A,B)来的光，落在视网膜的不同区域(a,b)上，因此可以加以辨别，但是由于在同一方向上的所有各点(A1,A2,A3)

3、投射于视网膜的同一区域，则无法确定哪一点更远或哪一点近，因此视网膜点只能表明客体的方向不能表明它的距离辐辏眼球的旋转汇聚运动可称之为辐辏（形容视线聚集像车辐集中于车毂一样）两眼对一观察点的两视线所夹的角称为辐辏角辐辏其中a1,a2分别为点Fl和F2的辐辏角。Fl和F2两点远近不同，因此，辐辏角a1,a2也不同，眼球旋转运动的程度也不一样，这样就产生了深度感觉辐辏看近处，双眼视轴较集中，看远处物体时，双眼视轴趋于分散；当距离达到一定程度时，双眼视轴接近平行双眼视差在观看空间某个对象时，人的双眼就从左右两边稍有差别的角度进行观察，因此被观察的物体在人的左右眼视网膜上所形成的像存在略微的差异，这

4、种差异就是双眼视差。视差的产生是由于人的左右眼之间有一定的距离双眼视差双眼视差把一本书放在眼睛正前方大约25厘米的地方，使书脊朝向人脸并向下倾斜45度角，这时左眼就能看到书的封底，而右眼能看到书的封面。当左右眼视网膜产生的影像同时传向视觉中枢时，人就能感到眼前的这本书有立体感书脊成像过程双眼视差当把书逐渐离开观察者时，书上的每一点相对左右眼所形成的视角就逐渐减小，所形成的视差也就逐渐变小，到达一定距离时，视差消失。物体距离眼睛太远时，就不会产生有深度感的视觉了。所以，物体越近，视差越明显，人眼就是由此获得深度信息的双眼视差眼的调节通过睫状肌的收缩与舒张，晶状体发生凸度和曲率的改变，使视网膜

5、上的像得以清晰，这是保证视差存在的基本条件。假如视网膜上的像是模糊的，这种视差就会小很多，有时甚至会消失，因而形成立体感能力就差得多双眼立体视觉双眼视差、眼的调节和双眼的辐辏是人眼立体视觉的生理因素，是以人眼的生理活动为基础的，而不像单眼立体视觉中含有很多的心理（经验）因素立体显示原理L和R分别代表左眼和右眼所在位置，S和T在LR的中垂线上，PQ∥LR。双目注视S点，即通过自适应调节聚焦到S点，由于辐辏效应，左右眼中的S合成一点立体显示原理点T1和T2分别代表T点在左右眼中形成的2个像，让这2个像互不干扰地进入左右眼，由于大脑已经习惯了看辐辏以后的效果，所以大脑会自动将T1和T2合成T点，

6、和参考点S相比，T点有了纵深的效果，从而产生立体的感觉双眼单视物体在两眼视网膜上单独成像，这两个物像是同时产生的，大脑皮层能将这两个物像融合成一个物像，这就是双眼单视将双眼视觉像融合为一个视觉像的机能称为融合机能4.1.3立体视觉的心理因素立体视觉除了生理因素之外，还受心理因素影响心理因素——线性透视视线方向上平行线上对应两点随着视距的增大，在视网膜上所成像点的距离线性减小。这种方法常常用在绘画上，用以表现景物的远近深度当眺望远方时，远处景物看起来尺寸很小心理因素——线性透视心理因素——相对大小当同时或短时间相继观察两个不同大小的相似或相同形状的物体时，通常感觉比较大的刺激离我们较近，这种

7、线索称为相对大小心理因素——熟悉的尺寸通常情况下，我们知道周围环境中许多物体的实际大小，所以我们能够根据记忆和观察到的远处此物体现在的大小推测其离我们的距离心理因素——运动视差当物体相对于观察者而运动时，由于背景连续的光变化，视网膜上的图像也随之不断变化，并通过时间序列的比较，使立体视觉成为可能心理因素——结构级差大多数物体的表面都以其纹理或结构等微观形式而相互区别。当我们观察具有结构的表面时，随着距离的增加，组成结构的