雙眼視差與立體視覺

　　1、雙眼視差

　　指由于正常的瞳孔距離和注視角度不同，造成左右眼視網膜上的物像存在一定程度的水平差異。在觀察立體視標的時候，兩只眼由于相距約60mm，所以會從不同角度觀察，左眼看到視標的左側部分多一些，右眼看到右側的部分多一些(圖6-10)。這種在雙眼視網膜結像出現微小的水平像位差，稱為雙眼視差(tfinocular parallax)或立體視差(stereoscopic vision)。視差常用角度單位表示(1度等于60’；1’等于60")，視差是屬于深度信息的客觀物理現象，所產生的主要是水平視差即是產生立體視覺的生理基礎。一般在雙眼黃斑與黃斑對應點上查到的視差稱為零視差。(zero parallax)在單視圓注視點前與后的物像刺激兩眼視網膜的非對應點而形成的視差稱為交叉視差與非交叉視差。位于注視點前的物像落在雙眼的黃斑顳側網膜，為交叉視差，位于注視點后的物像落在雙眼的黃斑鼻側網膜，則為非交叉視差，正是由此形成Panum對應感覺區的前、后界。顏少明《立體視覺檢查圖》中的交叉視差和非交叉視差檢查圖即按此原理設計，其正常值均為100’～150’。

　　2、立體視覺

　　又稱深度覺、空間視覺，是由于Panum對應感覺區內，存在輕微視差的物像刺激雙眼視網膜對應點，大腦才能由此產生對該物體三維空間的立體形狀及判斷其位置遠近距離關系的感知能力。

　　傳統理論認為立體視覺是第Ⅲ級即最高級別的雙眼視覺。立體視覺研究多偏重于根據幾何光學原理，雙眼的視差范圍等，很少涉及視網膜以上的視覺系統和雙眼的信息匹配。

　　自從20世紀60年代美國貝爾實驗室的信息學家Julesz利用計算機研究發明隨機點立體圖對(RDS)，樹立了立體視覺走向信息科學的一個里程碑。研究證實了雙眼視差是產生立體視的基礎，同時也揭示了圖像識別是人類視覺系統最高級的功能，它涉及最高級的信息加工過程-感知、記憶、認識搜索、形成概念及對圖像再認識。立體深度知覺則被認為是在二維圖形識別之前的初級視功能，挑戰了立體視覺是雙眼視覺最高階段的經典理論。

　　20世紀70年代受傅里葉光學(Fourier optics)信息加工的影響，雙眼視覺的研究也逐漸從幾何光學的“視差”領域進入物理光學“空間頻率”(spatial frequency)的領域。尤其是從人工智能的角度賦予了立體視覺嶄新的研究方法——視覺計算理論。

　　20世紀80年代美國麻省理工學院人工智能實驗室的馬爾(Mart)提出了一種視覺計算理論，首先成功地應用在雙眼匹配上，使兩張有視差的平面圖完全由計算機根據視覺計算理論產生有深度的立體圖形。
 
　　我國鄭竺英從自己的研究和引述浙江大學葛霽光的研究結果分析，從物理光學的角度探討了空間頻率(頻差)與立體視覺的關系，發現視差和頻差存在對應關系，認為頻率效應可以克服視差。根據立體圖對傅里葉分析，再結合頻差克服視差心理物理實驗以及人的視覺系統所存在的空問頻率通道，認為視覺系統在加工深度信息時，可根據圖像的空間頻率表象對客觀存在的深度線索一雙眼視差．進行頻差分析和綜合?？梢杂纱送茰y，深度知覺不是由視網膜像位置上的差異造成的，而是由大腦皮質神經元對兩個視網膜像空間頻率的差別進行比較和分析產生的?？梢哉f，立體視覺的形成是涉及視皮質以外大腦高級整合區的一項復雜的認知過程，是相對獨立的雙眼視覺的最高階段。