[发明专利]一种针对辐辏与调节一致性的3D视频舒适度评价方法

说明书

技术领域

本发明属于立体图像舒适度评价和3D图像处理技术领域，具体涉及一种针对辐辏与调节一致性的3D视频舒适度评价方法。

背景技术

随着科学技术的不断进步，视频影像从无声到有声，从黑白到彩色。原始的平面二维影像不再满足人们的需求，数字化3D视频技术逐渐走入人们的生活，应用日趋广泛。3D技术为3D体验者带来了一场观影革命，它带给人们美好的视觉体验的同时，也暴露出许多问题，如头晕、眼睛疲劳和头痛等现象。

相关研究人员从人眼的视觉感知机理出发，研究了观看3D视频产生视觉疲劳的可能原因，结果表明这些原因主要包括辐辏变化和晶状体调节不一致、双目视差、视差变化的不连续性等，其中，辐辏和调节的矛盾是产生3D视频观看产生视觉疲劳的最主要原因。

通过检索文献发现，有关3D视频观视舒适度问题的研究发展较缓慢，国内外相关的研究报导较少。其中一部分研究是视觉疲劳的主观评价方法，对于立体视频的客观评价研究起步较晚，且尚不存在科学体系和行业统一的测定标准。在当前3D技术蓬勃发展的大趋势下，解决3D观看引起的视觉疲劳问题成为了必修课，因此对3D视频观视舒适度做出相应的评价成为目前非常重要的研究课题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种能很好地反映水平视差范围和观看距离对3D视频舒适度的影响，为3D视频舒适度的评价提供依据的针对辐辏与调节一致性的3D视频舒适度客观评价方法。

本发明的针对辐辏与调节一致性的3D视频舒适度评价方法包括下列步骤：

1.1结合人眼视觉特性和深度感知理论，确定人的双眼舒适视差范围，将视差角在-1°～+1°范围定义为双眼舒适视差范围，其中视差角是双眼辐辏角度的差值，视差角与视差范围的计算公式为：

视差角：θ＝α-β

其中：

当θ近似于tanθ时，

正视差时，负视差时，

根据视差角θ∈(-1°,+1°)，可得到深度的舒适范围为：单位mm；

根据关系式：可推导双眼视差的舒适范围为：单位mm；

其中：α为双眼正常汇聚在显示屏时的辐辏角度；β为双眼汇聚在显示屏外某一对象的辐辏角度；β₁为正视差情况下，某一对象在显示屏后面时双眼汇聚的辐辏角度；β₂为负视差情况下，某一对象在显示屏前面时双眼汇聚的辐辏角度；s为水平视差；T为立体深度；D为观察距离；e为瞳孔距离；d₁为正视差舒适范围边界值；d₂为负视差舒适范围边界值；

1.2根据3D视频每一帧左右视图视差值和由观看距离确定的双眼舒适视差范围，建立基于像素点的舒适度评价因子,舒适度评价因子分为正视差和负视差两部分，正视差舒适度评价因子为：

负视差舒适度评价因子为：

其中：d₁为正视差舒适范围边界值；d₂为负视差舒适范围边界值；d(x,y)为3D视频中左右视图对应像素点的视差值；

1.3根据步骤1.2所述得到的基于像素点的舒适度评价因子，建立3D视频每一帧的舒适度客观评价模型，其数学表达式为：

其中：VC表示针对辐辏与调节一致性的舒适度评价客观评分；N和M分别表示一帧图像的宽和高。

本发明的特点及有益效果在于：

本发明结合人眼视觉特性和深度感知理论，提出了一种针对辐辏与调节一致性的3D视频舒适度客观评价方法，该方法从定量的角度研究了辐辏与调节一致性对3D视频观视舒适度的影响，能够很好地反映水平视差范围和观看距离对3D视频舒适度的影响，从而为3D视频舒适度的评价提供了依据。

附图说明

图1为针对辐辏与调节一致性的3D视频舒适度评价方法的流程图

图2为视差角概念说明示意图

图3为舒适视差范围说明示意图

图4为水平视差示意图

图5为辐辏与调节变化曲线示意图

图6为After effects制作片源图像示意图

图7为AC.bmp左右立体图像示意图

图8为ballet.bmp左右立体图像示意图

图9为以水平视差为变量的AC序列曲线示意图

图10为以水平视差为变量的ballet序列曲线示意图

图11为以观看距离为变量的AC序列曲线示意图

图12为以观看距离为变量的ballet序列曲线示意图