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第38卷 第5期2005年5月天 津 大 學(xué) 學(xué) 報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

(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,對平行成像系統(tǒng)和會聚成像系統(tǒng)進行比較,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).實驗驗證了立體成像系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型是正確的,可作為研究、設(shè)計和研制立體成像系統(tǒng)、處理立體圖像信號的參考.

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:TN919.8 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號: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個階段.電視技術(shù)的每一個

發(fā)展階段都體現(xiàn)了人類希望在電視機上再現(xiàn)人眼從自然界中所看到的一切這樣一個美好愿望.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)展更依賴于人類對視覺系統(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)和會聚成像系統(tǒng).與人眼觀看三維景物時的情況相同,兩部用于形成立體圖像的攝像機,其光軸通常會聚在所拍攝的物體上,這時稱兩部攝像機光軸的交點為會聚點,會聚點到兩部攝像機透鏡中心連線中點的距離為會聚距離.在數(shù)學(xué)上會聚距離可以是有限值,也可以是無限值.當(dāng)會聚距離非常遠時,兩部攝像機的光軸近于平行,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)和會聚成像系統(tǒng),立體成像系統(tǒng)模型,已經(jīng)得到了實驗驗證

[3]

,可以作為研究、設(shè)計和實現(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.

作者簡介:侯春萍(1957) ),女,博士,教授,hcp@

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