固态体积式真三维立体显示器中继系统设计

固态体积式真三维立体显示将三维目标体信息通过高速投影光学引擎,依据显示信息表面深度不同,分别投影到对应深度的显示体上。文章设计了用于固态体积式真三维立体显示照明光路中的中继系统,其放大率为-2,物方数值孔径为0.402,优化后畸变小于0.5%,大大提高了固态体积式真三维立体显示器照明系统的能量利用率和均匀性,降低了系统对光源亮度的要求,同时也减小了系统的发热量。     

一种用于固态体积式真三维显示的片源编码的改进方法

随着固态体积式真三维显示技术的快速发展,人们对该技术显示片源的要求不断提高,本文提出了一种用于固态体积式真三维显示的片源编码的改进方法。该方法对具有景深的虚拟场景提供3种处理模式:模式一,直接对RGB值和深度值进行编码、传输、解码;模式二,将RGB值转换成YUV值,再对YUV值和深度值进行编码、传输、解码;模式三,将RGB值转换成YUV值,对YUV值和深度值进行编码,再将编码后的YUV值转换成RGB值,对RGB值传输、解码。分别对这3种处理模式在工程样机上进行立体显示效果测试和编码效率的对比测试。实验证明:3种模式都能够达到立体显示要求,模式二和模式三生成的立体图像更逼真细致,模式二和模式三的编码效率比模式一的提高了至少3倍。该改进方法使生成的片源更具有灵活性和普适性,对YUV信号进行编码能够更贴合人眼对亮度的敏感度、使立体显示中的颜色信号更加充裕。     

固态体积式真三维立体显示器显示体驱动电路设计

固态体积式真三维立体显示器显示体是由多层大尺寸液晶光阀组成,高速投影光学引擎将对应深度的图片投射到对应深度的液晶光阀上成像,经过人眼合成即可实现立体显示,因此驱动显示体使其与高速投影光学引擎相匹配是显示立体图像的重要保证。介绍了单层液晶光阀驱动电路,该电路具有驱动能力强,响应速度快,可实现双极性驱动的特点。在解决多个上述电路并联引起振荡叠加的基础上设计了显示体驱动电路和驱动控制电路。在分析60Hz刷新频率下显示体闪烁的原因之后,基于传统驱动方式提出了一种新的驱动方式,解决闪烁现象。可以实现真三维立体无闪烁显示,对于单层48cm(19in)液晶光阀,上升时间和下降时间之和为0.5ms,实现了快速驱动。满足了固态体积式真三维显示体驱动设计要求,为大尺寸液晶光阀驱动提供了一种方法。     

一种真三维显示数据生成的方法

固态体积式真三维显示技术是目前最新的体数据显示技术.针对该技术存在的实时显示问题提出一种真三维显示数据生成的方法.该方法以Visual Studio.NET为平台通过基于OpenGL格式的三维模型为例进行实验,对三维图像数据进行读取、压缩编码以及快速绘制进行了研究.程序已在VC++.NET环境下编译、调试通过,优化代码后,图像显示的刷新速度为24帧/s,在计算机上初步实现了实时显示.     

真三维立体显示技术研究现状与进展

文章从双目视觉机理角度介绍了立体显示的相关原理,阐述了真三维立体显示的相关概念,同时解释了基于体素的三维显示技术,介绍了国外真三维立体显示技术的最新发展情况,并介绍我实验室自主研发的固态体积式真三维立体显示器的最新研究进展。     

固态体积式真三维立体显示器

为了追求更加真实的立体显示效果,实现真正的三维物理空间显示,合肥工业大学研发了第二代固态体积式真三维立体显示器,文章介绍了显示器的整机结构及系统设计,并对显示效果进行了测试。介绍了显示器的各组成部分及作用,主要包括LED光源、方棒积分器、中继系统、全反射棱镜、分色棱镜、三片数字微镜器件、投影镜头、折叠光路、显示体和控制电路等。然后进行了系统设计,包括液晶光阀制作、光源设计和电路模块设计。搭建了样机并测试了整机显示效果,亮度达到123cd/m2,色彩饱和度达到78.43%NTSC色域。显示图像颜色鲜艳,亮度较高,立体感较强。     

真三维立体显示技术中体扫描技术的图像引擎研究

真三维立体显示技术是近年来新兴的三维显示技术。在三维立体空间对物体成像，突破了平面显示的禁锢。立体显示技术使用了很多方法，如静态体成像技术和体扫描技术。本文研究了用于显示动态体的体扫描技术的图像引擎的一些特性，使用一个基本的配备了无源发射表面的平移运动的体扫描系统的图像引擎。详细研究了坐标系统的转换，处理图像数据的过程，体素排序等。为真三维立体显示技术的进一步研究提供了必要的理论基础和重要的技术方法。     

集成成像立体显示技术研究进展

集成成像立体显示是一种水平和垂直方向同时具有运动视差的真三维立体显示技术。本文概述了集成成像立体显示在显示三维图像时存在的景深范围小,视角范围窄,赝像等问题,介绍了提升景深范围、扩大视角、消除赝像的技术方法。介绍了利用子图像阵列进行计算机三维虚拟重建的最新研究进展。通过研究指出,具有二维和三维显示模式转换功能的集成成像立体显示技术是超薄型真三维立体显示器的重要发展方向。     

基于MSRCR的水下图像清晰化算法

针对水体、悬浮颗粒对光线极强的散射效应导致水下图像细节模糊、对比度下降及颜色失真的问题,在水下光学成像模型的基础上,利用改进的暗通道先验算法对图像进行清晰化处理,并结合MSRCR算法对图像进行颜色恢复,实验结果图像和客观质量评价指标显示,该算法提高了图像清晰度和对比度,并且达到了修正色彩不平衡的效果。     

计算机全息法实现光学图像假彩色编码

通过对原始图像进行假彩色编码,可提高图片的灰度差异,再现图片细节.该项技术广泛应用于材料样品组分的显微成像.提出了一种新的假彩色编码方法,利用计算机程序控制实现光栅条纹图案定义及输出,通过再次光学缩拍技术在胶片上制作衍射光栅,实现了图片的假彩色成像.与传统方法相比,该项技术具有成本低、颜色编码足够丰富,制作过程简单灵活等优点.     

基于线列红外探测器的图像增强算法研究

针对线列红外探测器扫描成像特点,提出了一种基于平台直方图统计的红外图像增强算法。仿真结果表明,该算法能够校正扫描型热像仪由盲、闪元引起的黑白道,提高图像的对比度,修正全局灰度等级,锐化图像中的边缘细节,对扫描成像系统的红外图像具有较好的增强效果。     

一种微光与红外图像彩色融合方法

微光夜视仪和红外热像仪这两种图像传感器互补的成像特性可以使它们在几乎任何条件渊昼/夜/烟/雾）下观察场景。针对微光与红外图像,提出了一种彩色融合算法,可以使融合图像有相对自然真实的颜色感觉。首先用中心-环绕拮抗彩色融合算法产生彩色源图像,然后在YCbCr 颜色空间中让源图像的直方图与参考图像的相匹配。为了增强融合图像的对比度,可以先用灰度融合图像代替亮度分量,然后进行直方图匹配。仿真结果表明文中提出的方法可以使融合图像接近自然真实的颜色感觉,易于分辨识别目标,从而提高观察者或机器视觉系统的工作效率,增强对总体形势的意识能力。     

基于FPGA的真三维显示器构建

通过介绍已制作的真三维显示器,解释了基于可视体素的显示技术.针对LED真三维显示分辨力较低的问题,采用了数字光投影的真三维显示方案,提出了基于FPGA的多机同步投影方法,实现了较高分辨力的空间可视体素显示.实验证明,该方法可保证真三维显示的实时性,降低系统对机械转台与光学元件的要求,为立体影像的互动提供了可靠的硬件基础...     

Static Volumetric Three-Dimensional Display

We present here the development of a volumetric display based on the two-frequency, two-step upconversion technique using novel techniques for addressing the imaging volume. Two 1024 times 768 digital micromirror displays, driven by 30-W lasers at 1532 and 850 nm are utilized to generate fast scanning of the image volume in a 17 mm times 17 mm times 60 mm 2% erbium-doped lithium yttrium fluoride (YLF) crystal. Experimentally, images at 532 nm were created at 30 (frames) times 1024 times 768 resolution, resulting in almost 23 million voxels, at 500 frames/s, significantly higher than that obtained with three-dimensional (3D) raster scanning (frame is 2D cross-sectional plane of the 3D image). Imaging optics modified from projector systems and fiber-optically coupled to the source, combined with custom designed software for converting two-dimensional (2D) rendering of volumetric images into control signals for the digital micromirror displays allow single-color image generation with no flicker and natural depth cues. Improvements in optical power efficiency and the speed of digital micromirror display controller boards are needed for the system to reach its full potential. The resulting system has the potential to increase resolution to nearly 800 million voxels without viewpoint obstruction and expand to three-color imagery.     

基于图像分割和平台直方图均衡的红外图像增强算法

针对原始红外图像模糊、对比度低的特点,提出了一种基于图像分割的平台直方图均衡算法。首先采取实时阈值提取方法选取阈值,将图像目标灰度与背景灰度分开;然后利用对数、指数结合的非线性变换抑制背景区域,扩展目标区域的动态范围;最后利用改进的双平台直方图均衡算法处理非线性变换后的灰度图像。实验结果表明:该方法有效地增强了原始红外图像,提高图像对比度的同时很好地保留了图像的细节和边缘信息,且避免了过亮现象,视觉效果得到改善。     

水下二维及三维距离选通成像去噪技术研究

相比传统水下摄像机,水下距离选通成像的作用距离可提高两三倍,同时基于该技术可实现快速高分辨率三维成像,在水底详查、避障导航、海洋科学研究、矿藏开发等方面具有广泛应用前景。虽然距离选通成像可通过空间切片的方式抑制水体的后向散射噪声,实现感兴趣区较高质量的成像,但是,在选通图像中仍不可避免地存在空间切片水体的后向散射噪声,导致图像信噪比和对比度降低,尤其是对于远距离目标或低反射率目标。介绍了针对水下距离选通二维成像及三维成像去噪方面的技术研究。在二维成像方面,一是采用双平台自适应增强算法提高图像对比度,更好地满足人眼视觉要求;二是采用参考水体去噪算法实现含目标图像的水体去噪,提高信噪比。在三维成像方面,针对距离能量相关三维成像,一是利用参考水体去噪算法实现去噪三维重建,二是采用双边滤波法对三维图像中数据空洞进行修复,提高三维图像质量。所述四种方法可独立或联合用于水下距离选通成像的去噪增强,提高水下距离选通成像技术的性能。     

基于FPGA的红外图像清晰化系统设计

针对红外图像普遍存在细节模糊、对比度低的问题,设计实现了基于FPGA的红外图像清晰化系统。首先对输入原始红外图像进行8×8窗口的平滑滤波,然后将滤波后的图像叠加拉普拉斯算子进行细节增强,以解决传统拉普拉斯增强产生的噪声放大问题。最后通过Gamma校正曲线调整增强后图像的灰度。硬件系统实现时采用串并行流水计算方式,仅占用2 %的Slice Register和5 %的LUT资源,工作频率最高达228 MHz,满足实时处理视频图像的需求。实验结果表明,系统能够有效提高图像的对比度,增强目标景物的细节。