[發明專利]基于顯著性區域的立體圖像舒適度視差范圍的測定方法

在審

• 申請號: 201810252212.7
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108521568A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 李素梅;胡佳潔;常永莉;侯春萍
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H04N13/00
• 分類號: H04N13/00;H04N13/30
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種基于顯著性區域的立體圖像舒適度視差范圍的測定方法，其特征是，首先利用立體顯著區域提取算法獲得顯著立體圖像，并用眼動儀驗證其合理性；然后采用像素平移法對顯著立體圖像進行視差變換，得到實驗素材并進行主觀實驗，主觀實驗是由一組視銳度良好的被試對實驗素材進行評價；處理實驗數據，得到舒適視差的定量范圍。

2.如權利要求1所述的基于顯著性區域的立體圖像舒適度視差范圍的測定方法，其特征是，具體地，顯著立體圖像的獲取：通過基于圖形的視覺顯著區域GBVS(Graph-basedvisual saliency)算法處理右視點圖像得到二維圖像顯著圖，通過快速立體匹配算法得到立體圖像視差圖，結合二維圖像顯著圖和立體圖像視差圖得到立體顯著度圖，立體顯著度圖經模糊原理及掩膜優化得到顯著立體圖像；

采用像素平移法，對顯著立體圖像進行不同等級的水平視差調整和垂直視差調整，得到主觀實驗素材。

3.如權利要求1所述的基于顯著性區域的立體圖像舒適度視差范圍的測定方法，其特征是，視差失真圖像的獲取具體地：

預實驗確定正、負水平視差的最大調整范圍為250pixel，最小調整量為5pixel，因此一幅源立體圖像，經過視差調整可得100幅視差失真立體圖像；

預實驗確定最大正、負視差調整范圍為100pixel，最小調整量為2pixel，同理一幅源立體圖像經過垂直視差調整可得100幅視差立體圖像；

綜上，一幅源圖像共生成200幅視差失真的立體圖像。

4.如權利要求1所述的基于顯著性區域的立體圖像舒適度視差范圍的測定方法，其特征是，主觀實驗、處理實驗數據具體步驟如下：主觀實驗時所用顯示器的屏幕高度為27cm，觀看距離是屏幕高度的7倍，實驗挑選26名視銳度良好的被試，女性12名，男性14名，主眼均為右眼，采用雙刺激損傷標度法，被試對每幅失真圖像評分時都以源圖像作為參考，每位被試評測時長不超過30min，實驗前指導被試，被試理解評分規則后進行測試，為保證被試所給分值的準確性，需對實驗數據進行篩選；首先由每個被試所給分值x_i，計算一幅立體圖像所得評價值的均值和標準差，根據Grubbs檢驗法剔除異常主觀評價值；然后計算評分的二階矩和四階矩，按照國際電信聯盟ITU(International Telecommunication Union)-1438的方法剔除異常被試，兩級篩選后，對失真圖像的M個主觀分數x_i進行統計平均，得到主觀評價值用最小二乘分段線性擬合法處理主觀評價值數據。

5.如權利要求1所述的基于顯著性區域的立體圖像舒適度視差范圍的測定方法，其特征是，舒適視差的定量范圍具體地，按照評價意見MOS(MOS:Mean Opinion Score)值隨視差值變化的變化趨勢,設定圖像五個子區域R1～R5，選取MOS≥4的圖像為滿足視覺舒適要求的立體圖像，將R1～R5的信息匯總于表1如下：

表1 R1～R5區域屬性表

(1)R1區域為立體視覺舒適區，視差范圍為0～25pixels，是主觀評價值的增區間，R1區域靠近零視差面，視差范圍較窄，隨著入屏視差的出現，畫面立體感逐漸增強，入屏視差變大對增強立體感的貢獻大于對雙目融合的破壞，立體視覺體驗更好，在此區域內主觀評價值隨視差增大而增大，直到峰值；

(2)R2區域為立體視覺舒適區，視差范圍為25～80pixels，是主觀評價值的減區間，在R2內，隨著正視差的增大，畫面景深更深，立體感增強使得視覺體驗更好，但視差變大使得融合得到單目圖像所需時間逐漸變長，MOS值隨視差增大而減小，整體看來，此區域內的立體內容既具備良好的立體感也不易使觀眾產生視疲勞，因此R2區域是視覺舒適區域；

(3)R3區域為立體視覺不舒適區，視差范圍為＞80pixels，是主觀評價值的減區間，區間視差過大，超過Panum融像區的允許范圍，引起雙目的輻輳調節沖突，人眼所需融像時間更長，造成眼肌疲勞，視覺舒適度降低至4分以下，隨著視差進一步增大，人眼不能在短時間內融合左右視點得到立體圖像，出現復視現象，此時主觀分數降至3分以下，制作立體內容時應該避免這種情況；

(4)R4區域為立體視覺舒適區，視差范圍為0～-52pixels，是主觀評價值的減區間，相較于入屏的立體圖像，出屏立體圖像能帶來更逼真的視覺體驗，在R4區域，立體內容的水平視差較小，雙目差異在Panum融像區內，雙目單視的效果好，立體內容略微出屏，不會逼近人眼造成眼部肌肉緊張，此范圍內的立體內容視覺舒適度高；

(5)R5區域為立體視覺不舒適區，視差范圍為＜-52pixels，是主觀評價值的減區間。隨著負視差絕對值的增大，出屏視差過大，人眼感知到的3D圖像越來越遠離屏幕而接近人眼，逼迫眼球向內運動，視線的交叉角增大，被試產生眼脹和頭暈的感覺，此范圍內的立體內容視覺舒適度差，制作立體內容時應該避免這種情況；

(6)綜合來看，正視差區域和負視差區域基本關于直線x＝0對稱，主要差異有二：第一，正視差的舒適范圍大于負視差的舒適范圍，滿足立體內容舒適度要求的最大正視差為80pixels，最大負視差為-52pixels；第二，正視差區域存在一個較小的增區間R1，幅度較小的入屏視差能帶來立體感，且不會影響雙目融合，此時舒適度隨視差值增大而提高，直至視差大到干擾雙目融合時，視覺舒適度達到峰值。