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第38卷 第5期2005年5月天 津 大 學(xué) 學(xué) 報(bào)JournalofTianjinUniversityVo.l38 No.5

May2005

立體成像系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和視差控制方法*

侯春萍,阿陸南,俞斯樂(lè)

(天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院,天津300072)

摘 要:立體成像技術(shù)是電視技術(shù)新的發(fā)展方向.為此提出并建立了立體成像系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,對(duì)平行成像系統(tǒng)和會(huì)聚成像系統(tǒng)進(jìn)行比較,推導(dǎo)了產(chǎn)生舒適立體圖像的最大水平像素差離散值的取值范圍,為立體成像的視差控制提供了理論依據(jù).實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了立體成像系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型是正確的,可作為研究、設(shè)計(jì)和研制立體成像系統(tǒng)、處理立體圖像信號(hào)的參考.

關(guān)鍵詞:體視學(xué);立體成像系統(tǒng);數(shù)學(xué)模型;視差

中圖分類號(hào):TN919.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):0493-2137(2005)05-0455-06

MathematicalModelsofStereoscopicImagerySystem

andMethodsofControllingStereoParallax

HOUChun-ping,AzimovNurlan,YUS-ile

(SchoolofElectronicInformationEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)

Abstract:Stereoscopicmiagerytechnigueisanewdevelopment.Forthisreason,themathematicalmodelsofstereoscopicmiagerysystemarebuiltandacomparisonbetweentheparallelandconvergingstereomiagerysys-temsismade.Thentherangeofthemaxmiumhorizontalpixeldifferenceforproducingthestereomiagepleasingtotheeyesisderived.Itprovidestheoreticalbasesforthecontrolofstereoparallax.Themodelsestablishedhereofhavebeenverifiedbyexpermientsandcanbeusedasareferenceforresearching,designinganddevelo-pingstereomiagerysystems,andprocessingstereomiages.

Keywords:stereoscopy;stereoscopicmiagerysystem;mathematicalmode;lstereoparallax

電視技術(shù)經(jīng)歷了從黑白電視、彩色電視和正在發(fā)展的數(shù)字高清晰度電視3個(gè)階段.電視技術(shù)的每一個(gè)

發(fā)展階段都體現(xiàn)了人類希望在電視機(jī)上再現(xiàn)人眼從自然界中所看到的一切這樣一個(gè)美好愿望.由于從自然界中看到的景物是三維的,因此能夠再現(xiàn)這種真實(shí)三維景物的立體成像技術(shù)必然成為電視技術(shù)新的發(fā)展方向.與平面成像技術(shù)不同,立體成像技術(shù)的發(fā)展更依賴于人類對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)的研究

[1,2]

體圖像的最大水平視差離散值的取值范圍,給出了水平像素差的理論限制和生理限制,為立體圖像的視差控制提供了科學(xué)手段.

1 立體成像系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型

立體成像系統(tǒng)可分為平行成像系統(tǒng)和會(huì)聚成像系統(tǒng).與人眼觀看三維景物時(shí)的情況相同,兩部用于形成立體圖像的攝像機(jī),其光軸通常會(huì)聚在所拍攝的物體上,這時(shí)稱兩部攝像機(jī)光軸的交點(diǎn)為會(huì)聚點(diǎn),會(huì)聚點(diǎn)到兩部攝像機(jī)透鏡中心連線中點(diǎn)的距離為會(huì)聚距離.在數(shù)學(xué)上會(huì)聚距離可以是有限值,也可以是無(wú)限值.當(dāng)會(huì)聚距離非常遠(yuǎn)時(shí),兩部攝像機(jī)的光軸近于平行,可認(rèn)為

.而建立一套完善的立

體成像數(shù)學(xué)模型,是研究立體成像技術(shù)的前提和基礎(chǔ).筆者提出并建立了立體成像系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,比較了平行成像系統(tǒng)和會(huì)聚成像系統(tǒng),立體成像系統(tǒng)模型,已經(jīng)得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

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,可以作為研究、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)立

體電視系統(tǒng)的重要理論依據(jù).此外,探討了產(chǎn)生舒適立

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收稿日期:2004-01-14;修回日期:2004-07-13.

作者簡(jiǎn)介:侯春萍(1957) ),女,博士,教授,hcp@

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