Пространственные искажения в стереоскопических системах со сходящимися оптическими осями

• Автор: Гребенюк, Константин Александрович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 164 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Формирование стереоскопических изображений
1.1 Стереоскопическое зрение и стереоскопические оптические приборы
1.1.1 Стереоскопическое зрение
1.1.2 Стереоскопические оптические приборы
1.2 Проблема классификации основных подходов к воспроизведению стереоскопических видеоизображений
1.3 Методы, форматы и технологии воспроизведения стереоскопических видеоизображений
1.3.1 Методы стереоскопического видео
1.3.2 Форматы стереоскопического видео
1.3.3 Технологии стереоскопического видео
1.4 Выводы
Глава 2. Устранение пространственных искажений в стереоскопических
видеосистемах со сходящимися оптическими осями
2.1 Проблема пространственных искажений
в стереоскопических видеосистемах
2.1.1 История вопроса
2.1.2 Количественное описание стереоскопических изображений
2.1.3 Виды пространственных искажений
2.2 Аналитическое решение
2.2.1 Нахождение координат сопряженных точек
2.2.2 Устранение вертикального параллакса
2.2.3 Устранение искривления стереоскопического изображения
2.3 Графическое решение
2.3.1 Изложение графического метода
2.3.2 Применение графического метода
2.4 Выводы
Глава 3. Устранение пространственных искажений в стереоскопических
микроскопах со сходящимися оптическими осями
3.1 Проблема пространственных искажений в стереоскопических микроскопах
3.2 Вывод условий устранения искажений из рассмотрения хода главных лучей
3.2.1 Модель формирования стереоскопического изображения
3.2.2 Условия устранения пространственных искажений
3.3 Вывод условий устранения искажений через построение монокулярных изображений
3.3.1 Модель формирования стереоскопического изображения
3.3.2 Условия устранения пространственных искажений
3.4 Выводы
Глава 4. Экспериментальные исследования
4.1 Создание экспериментальной базы для исследования пространственных искажений в стереоскопических видеосистемах
4.1.1 Система стереоскопической съемки
4.1.2 Система стереоскопического воспроизведения
4.2 Экспериментальное исследование возможности оптической коррекции вертикального параллакса
4.2.1 Планирование и методика проведения экспериментов
4.2.2 Результаты экспериментов
4.3 Способ воспроизведения стереоскопических изображений
с использованием эффекта Брюстера
4.3.1 Сущность способа
4.3.2 Реализация способа
- - - 4.4 Выводы
Заключение
Список литературы

Введение
Актуальность темы
Человек видит мир объемным благодаря бинокулярному зрению. На сетчатках левого и правого глаз формируются перспективные изображения левого и правого ракурсов объекта, которые воспринимаются как единый объемный образ. Подобные перспективные изображения могут быть получены и в стереоскопическом приборе посредством двух одинаковых оптических систем. При этом ход лучей в стереоскопической системе может быть непрерывным, как в стереомикроскопах, или прерываться фотографической фиксацией промежуточного изображения, как в стереоскопических видеосистемах.
Интенсивное развитие стереоскопических систем сделало актуальным вопрос о геометрическом соответствии наблюдаемого в них пространства изображений пространству реальных предметов. Погрешности, нарушающие это соответствие, получили название пространственных искажений и были исследованы такими учеными как П.П. Атанасов [1,2], А.Г. Болтянский [3],
H.A. Валюс и Л.Я. Окунев [4,5], Д.Ю. Гальперн и J1.H. Голованова [6], Б.Т. Иванов [7], Ю.И. Короев [8], Г.В. Мамчев [9], М.М. Русинов [10], А.И. Тудо-ровский [11], В.Н. Чуриловский [12], А.Н. Шацкая [13], D.B. Diner [14,15], V.S. Grinberg [16], L.F. Hodges и D.F. McAllister [17], A. Kavanagh [18], H.F. Kurtz [19], B. Lacotte [20], L. Lipton [21], B.G. Saunders [22], A. Woods [23], H. Yamanoue [24], Ch. Yang [25], H. Yoshino [26] и другими, однако проблема пространственных искажений еще не может считаться решенной и требует дальнейшего изучения. В частности, до данного исследования в литературе отсутствовала ясность относительно возможности оптической коррекции пространственных искажений, возникающих в стереоскопических видеосистемах со сходящимися оптическими осями объективов камер.
В стереоскопических видеосистемах (СВС) объемность наблюдаемого изображения достигается благодаря раздельному бинокулярному наблюде-

1.3.2 Форматы стереоскопического видео
В работах [31] и [33] ставится вопрос об определении понятия «формат» в области стереоскопического видео. В [33] стереоскопический формат определяется как «метод назначения пикселей (или совокупностей пикселей - линий или кадров) соответствующим левому и правому изображениям, делающий возможным их отображение на экране дисплея и наблюдение зрителем как изображения с бинокулярным стереопсисом».
Принимая во внимание это определение и лексическое значение слова «формат», определим формат стереоскопического видео как совокупность правил представления информации, составляющей стереоскопическое видеоизображение, при ее хранении и воспроизведении, выполнение которых делает возможной сепарацию световых потоков от левого и правого перспективных изображений и наблюдение воспроизводимого изображения как изображения с бинокулярным стереопсисом. Обычно речь идет о представлении информации на пленке, в кадровом буфере видеокарты компьютера и на экране дисплея.
Распространенным является деление на форматы с чередованием во времени и форматы с чередованием в пространстве. Однако некоторые форматы не могут быть включены ни в ту, ни в другую группу, как, например, формат «анаглифная стереопара», упоминаемый в работе [27]. Поэтому при составлении классификации форматов стереоскопического видео в данной работе использовано разделение на форматы с одновременным представлением обеих частей стереопары и форматы с поочередным представлением частей стереопары. Составленная классификация форматов представлена на рис. 1.5.
В нее не включены «код белой линии» (White line code) и формат с последовательным сегментом (Segment sequential format), упоминаемые в работах [31] и [33], так как согласно принятому нами определению они скорее относятся не к форматам стереоскопического видео, а к технике их использова-