减小倾斜光栅式自由立体显示串扰的方法

光栅式自由立体显示中将光栅倾斜放置来平衡立体图像分辨率在水平和竖直方向的损失,并同时减小莫尔条纹的影响.但是,却因此造成了相邻视点图像间的串扰.串扰的存在降低了立体图像质量,且易引起观看者的视觉疲劳.本文在分析串扰产生原因的基础上,进行逆向推导,提出了一种减小串扰的方法.该方法通过调整合成图像中各子像素的灰度值来使串扰后的图像为原本应该显示的图像以达到减小串扰的目的.实验验证了该方法的有效性.     

LED自由立体显示系统交错阶梯狭缝光栅的设计

光栅结构是狭缝光栅式LED自由立体显示系统的核心部分.为了进一步提高狭缝光栅式LED自由立体显示系统的性能,提出了一种交错阶梯狭缝光栅结构设计方法.Tracepro仿真实验表明交错阶梯狭缝光栅能够有效分离不同视点图像,适用于构建狭缝光栅式LED自由立体显示系统.实验结果进一步证实:在莫尔条纹弱化方面,交错阶梯狭缝光栅优于阶梯狭缝光栅;在视点图像间串扰抑制方面,交错阶梯狭缝光栅优于传统倾斜狭缝光栅.     

柱透镜光栅立体显示的串扰度

为实现对柱透镜光栅立体显示串扰的定量分析,提出了一种串扰度的计算方法.首先,创建了用于描述显示屏上子像素视差图像的视点矩阵.然后,基于几何光学并结合视点矩阵,创建了用于描述观看位置上观看到的各幅视差图像信息量的视区矩阵.最后,由视区矩阵推导出串扰度的计算公式.实验测量结果与计算结果相近.验证了该计算方法的有效性.该方法可用于分析光栅倾斜角度、视点数及观看位置等因素对串扰的影响,且在定义串扰度阈值的基础上可确定最佳立体观看区域.     

基于狭缝光栅的自由立体显示器视区模型与计算仿真

对多视点狭缝光栅自由立体显示器的视区分布进行了研究,发现不同视点的视区中存在串扰区,即视点视区分布呈现出不连续的特征．通过计算狭缝光栅光路方程,建立了狭缝光栅自由立体显示器的视区分布模型,计算给出了合适的立体观看位置和视区范围,并对多视点串扰问题进行了仿真研究．仿真结果验证了视点视区的不连续性以及串扰区的分布特征,从而验证了所提理论的有效性．所提出的方法可以用来对狭缝光栅自由立体显示器参数进行校正,能有效地降低光栅设计难度,提高光栅设计的准确度．     

自由立体显示的自适应图像合成算法

现有的自由立体显示图像合成算法存在合成倾斜角度调整不灵活、合成速度慢、效果差等问题.为此,文中在自由立体显示的双目视差原理基础上,提出了在图像合成过程中对图像排布的倾斜角度进行调整的自适应立体图像合成算法.为减少子像素的判决次数,加快立体图像的合成速度,文中首先提出了一种新的判决准则——首列子像素视点判决准则,然后在图像合成过程中根据已经完成排布的部分图像的倾斜角度对将要排布图像的倾斜角度进行自动调整.仿真结果表明:文中算法能够适用于光栅倾斜角度为任意值的自由立体显示设备,并且能够得到排布更为合理的合成图像.     

基于柱镜光栅的超多视点大幅面立体画设计

光栅立体画广泛应用于户外大型广告、巨幅海报及舞台背景墙。针对目前光栅立体画视点数少、立体感弱、视点串扰等问题,提出了基于柱镜光栅的超多视点大幅面立体画设计方法。根据人眼的视觉原理和柱镜的光传输特性,推导了柱镜厚度、曲率半径、光栅节距等参数的计算公式。设计了满足观看距离6m、观看区域3m、视点数59个的柱镜光栅。利用光学设计软件LightTools模拟了该系统的视点分布,视点宽度为50mm,小于正常成年人眼瞳距。设计了圆弧形柱镜光栅减小视点串扰,视点串扰值为11.7%～15.8%。对模拟结果进行了实验验证,结果表明所设计的超多视点大幅面立体画满足自由立体观看的要求。     

狭缝光栅式自动立体显示器的优化设计

根据光栅式自动立体显示原理建立光学系统模型,运用ASAP光学设计软件对该系统进行仿真. 通过对光线透过狭缝后形成的视区分布条纹图的分析,提出了一种增大视区和控制串扰的方法,实现了对狭缝光栅式自动立体显示器的优化设计.     

多视成像实时校正与立体显示

手工摆放的平行摄像机阵列所拍摄的多视点立体图像往往会产生垂直视差. 为了消除多视点图像的垂直视差, 必须进行多视点图像的校正. 提出一种简单有效的多视图校正算法, 并基于该算法构建了自由立体显示系统. 应用多线程进行摄像机软同步以及后续的实时优化. 当摄像机图像的上传分辨率为1 280×960、上传速率为25 帧/s、目标3D 显示器的分辨率为1 920×1 080 时, 采用双线性插值, 可达到20 帧/s 左右的显示速率; 若采用复杂度更低的插值方法, 则可达到20 帧/s以上的显示速率. 该算法实现了8路摄像机实时校正和立体显示的3D电视系统.     

双波长全息光栅式波分复用器的研究

文中介绍了一种利用对红光、蓝光均敏感的双色非水溶性光致聚合物制成的全息光栅式波分复用器.该波分复用器是由双色二重全息光栅实现的,此光栅分辨率〉5 000 line/mm,具有一次成型、损耗小、通道宽度窄、串扰小,温度变化时中心波长的漂移几乎为零等优点.和单波长的二重光栅相比,它解决了由于光的相干性出现的串扰问题,串扰更小,所以在制作光栅时两束光不但可以选择角度入射也可以选择平行入射,同时具有良好的波长选择性和角度选择性,达到了增加通道数的目的.     

倾斜交错狭缝光栅的设计

针对立体显示中传统光栅设计方法存在的斜光栅所形成的可视区域比较小和垂直光栅所形成的莫尔条纹比较明显的问题,提出一种可视区域和莫尔条纹均在人眼视觉可接受范围内的倾斜交错光栅设计方法,在斜光栅结构的基础上以一个像素高度的一半为单位对光栅进行分段,将相邻两段狭缝错开一定距离,能减小斜光栅存在的视点间的干扰问题,从而提高可视区域范围.仿真及实测结果表明倾斜交错光栅比斜光栅可视区域增加了20%,而莫尔条纹亮度只减少9%,具有较高的实用价值.     

自动立体显示技术的研究发展

论述了三维显示技术中重要的自动立体显示技术的发展现状,对当前主要的自动立体显示技术进行了详细讨论和总结,指出了它们的优缺点、发展趋势和今后的主要发展动向,并介绍了发展自动立体显示技术所面临的一些问题。此外,文章也介绍了合肥工业大学研制基于视障原理的自动立体显示器情况。     

最佳观看距离可调的光栅3D显示

提出了一种基于后置式视差光栅的3D显示器,用于实现最佳观看距离位置的调节。这种显示器包含了一个后置式视差光栅和一个2D显示面板。后置视差光栅用于在不同方向上显示2D显示面板上的合成图像,并实现3D显示。后置式视差光栅的透光条由多个像素构成,通过调节发光像素的个数可以改变透光条的宽度与节距,从而改变显示器的最佳观看距离。详细叙述了这种显示器的设计原理和相关参数的计算;并完成了显示原型的制作。实验表明,透光条的宽度和节距可以调节显示器的最佳观看距离。     

等速万向节驱动轴总成圆周间隙分析

基于球笼式等速万向节的空间立体模型，推导了球笼式等速万向节在任意摆角和转角下的圆周间隙角计算公式；利用MATLAB软件分析了驱动轴总成最优的装配位置；基于最小的圆周间隙波动，提出了驱动轴总成的装配要求.结果表明：在输入轴与输出轴存在夹角的情况下，驱动轴两端的圆周间隙随着转角的变化而波动；合理的装配方式可以有效地减小等速万向节驱动轴总成的圆周间隙值和间隙波动，进而降低汽车行驶过程中的振动和噪声.     

四象限探测系统信号光斑的优化设计

分析了四象限探测系统角误差形成的原理。深入研究了探测器角误差形成原理与光斑位置、大小和探测器面积的关系,证明光斑半径r小一些有利于提高误差信号Ux、Uy的测量精度,r大一些则有利用扩展Ux、Uy的测量线性区。从与误差信号测量误差关联的原理误差及与信噪比SNR有关系统误差出发,提出了光斑大小优化设计的问题,得出实际设计的光斑大小稍大于探测器有效半径的1/2有助于改善系统性能,并通过相关系统研制稳定性跟踪试验给予验证。     

元动作装配单元误差传递模型及有效路径求解方法

在对机械产品进行"功能-运动-动作"结构化分解的基础上,将影响元动作装配单元装配精度的误差源分为零部件的形状误差、位置误差、装配位置误差和运动误差等四类误差源。引入误差链接模型作为元动作装配单元误差关联关系的基本封装单元,构建结构化误差关联模型——链接网络和链接矩阵,形象描述误差间的耦合嵌套关系。提出基于误差链接模型的装配误差传递路径求解方法,用老鼠迷宫算法搜索所有可能的误差传递路径,以装配精度最高作为判别依据,得到各误差分量的有效传递路径。以蜗杆转动元动作装配单元蜗杆轴线平行度误差有效传递路径为目标,对上述方法进行验证,结果表明该方法能够高效地搜索到所有误差传递路径,并快速获得有效传递路径。该方法的提出为整机装配过程质量预测与控制提供了理论依据。     

连续性健美操动作图像视觉误差校正方法分析

为了解决传统方法校正后图像容易出现模糊或锯齿效应,视觉误差校正效果不好的问题,研究了一种新的连续性健美操动作图像视觉误差校正方法。通过JAI相机(丹麦)逐行扫描电荷耦合器件(CCD)相机转换成视频信号,得到的信号通过图像采集卡采集,转化成PC机可处理的数字信号,通过全息投影获取连续性健美操动作图像。按照视觉误差完成对图像像素集视差函数的配准,通过向量量化技术实现对图像的亚像素级模板匹配,对经处理的连续性健美操动作图像进行分形编码处理,为视觉误差校正提供依据。对连续性健美操动作图像进行编码和解码处理,求出和原始图像间的误差,获取误差图像,对其进行插值处理,获取误差补偿结果,实现连续性健美操动作图像视觉误差校正。结果表明:经所提方法处理后的图像无显著的视觉误差,峰值信噪比和结构相似性很高。可见所提方法主观和客观评价结果好。