旋轉(zhuǎn)偏差對(duì)立體觀看舒適度影響的腦電分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明將事件相關(guān)電位（EventRelatedPotentials，ERP)技術(shù)應(yīng)用于評(píng)價(jià)由旋 轉(zhuǎn)偏差引起的立體觀看舒適度影響。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著3D(ThreeDimensional)成像技術(shù)的發(fā)展，立體視頻的制作在視覺與信息處 理領(lǐng)域已經(jīng)掀起了研究熱潮。目前3D立體視頻正處于由實(shí)驗(yàn)室研究邁向產(chǎn)品化、市場(chǎng)化的 關(guān)鍵時(shí)期。視覺舒適度的可行范圍是促進(jìn)其市場(chǎng)發(fā)展的重要因素之一 [12]。為了推進(jìn)立體 產(chǎn)品的市場(chǎng)化，了解立體顯示的相關(guān)原理及產(chǎn)生不舒適的相關(guān)因素尤其重要，其相關(guān)內(nèi)容 已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外的研究焦點(diǎn)。誘發(fā)觀看立體產(chǎn)品不舒適的因素有多種，如調(diào)節(jié)與匯聚矛盾、 視差分布、雙目不匹配、深度不一致以及認(rèn)知矛盾。立體產(chǎn)品的制作原理使得左右視圖的不 協(xié)調(diào)會(huì)引發(fā)觀看者雙眼焦點(diǎn)調(diào)節(jié)和輻輳的沖突，這是引起不舒適度的主要原因 [3 4]。
[0003] 立體內(nèi)容的評(píng)價(jià)方法可以分為主觀評(píng)價(jià)方法和客觀評(píng)價(jià)方法兩種。主觀評(píng)價(jià)方 法的時(shí)間分辨率相對(duì)較低，無法同步地對(duì)生理以及心理信息進(jìn)行反饋，加上被試對(duì)于立體 信息的感知質(zhì)量差異較大，主觀臆斷甚至?xí)率箤?shí)驗(yàn)結(jié)果與事實(shí)相悖。針對(duì)主觀評(píng)價(jià)方 法的局限性，以及解決視覺疲勞因素的影響，出現(xiàn)了各種結(jié)合人類視覺特性的客觀評(píng)價(jià)方 法，比如測(cè)量生物信號(hào)的方法，但是這種方法受限于被試的疲勞狀況。在此基礎(chǔ)上的改 進(jìn)客觀評(píng)價(jià)方法如利用生物電信號(hào)的事件相關(guān)電位（ERP)、穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位（SSVREP: Steady-statevisualevokedpotential)以及核石茲共振（FMRI:Functionalmagnetic resonanceimaging)等方法。腦電信號(hào)因?yàn)椴皇芡饨缫蛩赜绊?，能夠忠?shí)地記錄觀看者的 真實(shí)反映，而具有較高的準(zhǔn)確性。事件相關(guān)電位具有高時(shí)間分辨率，可以連續(xù)記錄被試觀看 立體內(nèi)容時(shí)的腦電信號(hào)?？紤]設(shè)備性價(jià)比，實(shí)驗(yàn)復(fù)雜度等因素，本發(fā)明選取ERP研究左右視 圖旋轉(zhuǎn)偏差對(duì)于觀看舒適度的影響。
[0004] 采用sidebyside格式的3D圖像作為研究樣本，人們通過左右眼對(duì)樣本雙邊信 息的獨(dú)立感知，經(jīng)過大腦對(duì)視覺信息的接收、分析、處理得出圖像的深度信息，從而得到圖 像的立體感覺[5-6]。針對(duì)影響立體產(chǎn)品觀看舒適度的旋轉(zhuǎn)偏差指標(biāo)問題，調(diào)整左右視圖的 旋轉(zhuǎn)角度，得到具有定量的旋轉(zhuǎn)偏差指標(biāo)的立體視圖作為測(cè)試圖像。
[0005] 事件相關(guān)電位，即對(duì)特定的感知（視覺、聽覺、觸覺等）器官施加特定的實(shí)驗(yàn)刺激 時(shí)，所引起的生理電信號(hào)的變化 [7]。ERP具有波形及潛伏期恒定的重要特征，因此可以從隨 機(jī)變化的自發(fā)腦電（EEG)信號(hào)中將其提取出來。應(yīng)用隨機(jī)信號(hào)的基本原理，依據(jù)ERP信號(hào) 潛伏期恒定及波形不變性，獲取預(yù)期的事件相關(guān)電位。
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 本發(fā)明的目的是，提供一種旋轉(zhuǎn)偏差對(duì)立體觀看舒適度影響的腦電分析方法。本 發(fā)明以旋轉(zhuǎn)偏差作為刺激進(jìn)而從EEG信號(hào)中提取ERP信號(hào)，建立具有旋轉(zhuǎn)偏差的立體圖像 引起人的不舒適度性與腦電信號(hào)之間的關(guān)聯(lián)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0020] 本發(fā)明為了達(dá)到上述目的，是通過下面所述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0021] -種旋轉(zhuǎn)偏差對(duì)立體觀看舒適度影響的腦電分析方法，包括下列步驟：
[0022] 1)選取內(nèi)容符合實(shí)驗(yàn)要求的左右格式的立體圖像對(duì)，保持左視圖不變，右視圖分 別旋轉(zhuǎn)0°，0.36°，0.72°，1.08°與1.44°作為測(cè)試序列；
[0023] 2)選取符合實(shí)驗(yàn)要求的被試，對(duì)被試進(jìn)行測(cè)試練習(xí)；
[0024] 3)記錄被試的腦電信號(hào)；
[0025] 4)對(duì)被試的腦電信號(hào)進(jìn)行離線處理，分析不同區(qū)域之間的差異；
[0026] 5)提取枕區(qū)，枕頂區(qū)的ERP成分，根據(jù)測(cè)試圖像類型將其分類，分析不同偏差等級(jí) 之間的幅值差異性；
[0027] 6)對(duì)不同偏差等級(jí)的ERP波形幅值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；
[0028] 7)結(jié)合分析腦電信號(hào)的客觀評(píng)價(jià)結(jié)果與主觀評(píng)價(jià)結(jié)果，通過分析得出立體內(nèi)容觀 看舒適度的旋轉(zhuǎn)偏差閾值，獲取立體圖像舒適度的不同旋轉(zhuǎn)偏差等級(jí)的最終評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0029] 本發(fā)明可以為建立基于ERP的立體圖像觀看舒適度客觀評(píng)價(jià)方法提供基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0030] 圖1實(shí)驗(yàn)的立體測(cè)試圖像（右視圖）其中，（1)為Snow(雪景）；（2)H〇rse(馬）； (3)Windmill(風(fēng)車）
[0031] 圖2旋轉(zhuǎn)偏差的不協(xié)調(diào)檢測(cè)曲線
[0032] 圖3腦電地形圖
[0033] 圖4不同測(cè)試圖像不同偏差等級(jí)的波形圖，⑴測(cè)試圖像"Snow"誘發(fā)的平均ERP 信號(hào)；⑵測(cè)試圖像"Horse"誘發(fā)的平均ERP信號(hào)；⑶測(cè)試圖像"Windmill"誘發(fā)的平均 ERP信號(hào)
[0034] 圖5ERP信號(hào)的總平均
[0035] 圖6不同旋轉(zhuǎn)等級(jí)的腦空間地形圖，（a) 0.00° ;(b) 0.36° ;(c) 0.72° ;(d) 1.08° ; (e)1.44°
[0036] 圖7ERP信號(hào)平均幅值統(tǒng)計(jì) 具體實(shí)施方案
[0037] 101 :實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建及被試的準(zhǔn)備工作：
[0038] ERP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括立體顯示器（刺激呈現(xiàn)裝置）、Neuroscan信號(hào)放大器、高性能 計(jì)算機(jī)2臺(tái)、32導(dǎo)電極帽（Ag-AgCl電極，根據(jù)國(guó)際10-20系統(tǒng)分布）、偏光式立體眼鏡。圖 1所示為正在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的被試與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及環(huán)境。
[0039] 數(shù)據(jù)采集由32導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)的Nueroscan公司腦電設(shè)備完成，電極帽（Ag-AgCl電極） 為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的10-20格式。以1000HZ的采樣率記錄EEG(Electroencephalogram)信號(hào)，選 取NueroscanSuAmps放大器與0. 05-100HZ帶通濾波器對(duì)本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行放大濾波處理。 將A2電極放置在右側(cè)乳突處作為記錄腦電數(shù)據(jù)的參考電極。為了更好的分析及處理數(shù)據(jù)， 左右水平眼電（記錄被試斜視情況）貼置在左右眼角角2cm處，上下垂直眼電（記錄被試 眨眼情況）貼置在左眼上下2cm處與待測(cè)數(shù)據(jù)同時(shí)被記錄。為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性， 需要注射適量導(dǎo)電膏確保每個(gè)電極的電阻低于5kQ。
[0040] 為了消除人眼視覺系統(tǒng)的輻輳及其自動(dòng)調(diào)節(jié)的沖突，在本實(shí)驗(yàn)中采用平均亮度 值偏高的立體圖像測(cè)試序列。實(shí)驗(yàn)過程中讓被試坐在距離顯示屏中心的正前方3倍距離 處。立體圖像的測(cè)試序列包含3幅左右視圖具有不同旋轉(zhuǎn)偏差等級(jí)的圖像（分別為Snow、 Horse、Windmill)，分辨率為1366*768,如圖1所示。根據(jù)圖像失真處理對(duì)測(cè)試圖像