用于傳輸和接收關(guān)于觀看空間的立體信息的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電視工程，即，立體電視(3D TV)，并且本發(fā)明可用作以下技術(shù)愿景：用 于移動對象的精確動態(tài)控制系統(tǒng)、用于在廣播3D TV、Web、以及文化、科學技術(shù)的不同分支 中的廣泛使用，其中，關(guān)于觀看對象空間的空間維度以及存在于其中的對象的信息是必需 的。
【背景技術(shù)】
[0002] 頻閃方法是已知的，該方法用來基于以下函數(shù)關(guān)系通過測量立體對幀中的相鄰點 的圖像上的相鄰點的線性視差來進行距離修正：
[0003] L = f(F；b； Δ1) (1)
[0004] 其中，
[0005] L是與觀看點的距離；
[0006] F是立體系統(tǒng)透鏡的焦距；
[0007] b是立體系統(tǒng)基底(base);
[0008] Δ 1是立體對幀中的觀看點的相鄰圖像之間的線性視差。
[0009] 用于類比，"Method for automated measurement of external medium coordinates for composing its 3D model in 3D TV system of technical vision"
[1]。該方法被設(shè)計為用在包括技術(shù)愿景系統(tǒng)的人機復合體中，該技術(shù)愿景系統(tǒng)由連接至PC 的TV立體塊、用于圖像可視化的顯示器、以及光標導向設(shè)備組成。通過光標將觀看場景的測 量點標記在顯示器上，并且自動使用PC軟件以及顯示器上的可視化來計算該測量點的三維 空間坐標。該方法的缺點如下：為了傳輸立體對幀，視頻流加倍;測量場景的靜態(tài)目標點的 坐標;并且操作者必須干涉一組對象點的選擇和測量，用于計算其幾何模型。
[0010] 對于原型，使用了利用所謂的2D+Z格式的方法"'Digital 3D TV"，Tele-Sputik， 2010·6[2]。
[0011] 通過將任意普通(2D)圖像與關(guān)于照相機與每個像素的距離(Ζ坐標)的信息相關(guān)聯(lián) 而執(zhí)行3D廣播的工程化實現(xiàn)方式。圖像的這種呈現(xiàn)被稱為"2D+Z格式"，并且Ζ坐標平面被稱 為"深度原稿（depth manuscript)"。這使得隨著數(shù)據(jù)流傳輸?shù)牧Ⅲw視頻增加正好25 %-30%。該原稿呈現(xiàn)為單色圖像，其中，通過灰度等級表示照相機與對象點的距離。在這種情 況下，對于原稿計算，使用用于分析視頻記錄的兩個信道之間的差異的算法。通過兩個圖像 電路將復合分辨率信道以及與后者同步的單色深度原稿Z圖像的視頻流傳輸至接收側(cè)。
[0012] 對于3D圖像重構(gòu)，應計算一系列幀。通過關(guān)于深度原稿進行初始圖像的插值來恢 復立體圖像。獲得的一系列幀模仿3D視頻，并且隨后展示在任意立體顯示器上。
[0013] 該方法的主要缺點包括:必須應用復雜算法，該復雜算法需要對幀圖像的分析以 及提高系統(tǒng)惰性的高計算強度。通常，這種方法可適用于僅接收主觀立體圖像的視覺表示。 在這種技術(shù)中，目標空間（objective space，客觀空間）的實時自動測量實質(zhì)上是不真實 的。將這種方法應用于導航和車輛控制系統(tǒng)(包括在各種媒介以及實時操作的過程中的遠 程和自動控制)是相當有問題的。
[0014] 為了確定目標空間圖像，其測量應伴隨有對立體對幀中的所有或大部分目標點圖 像的計算。在通過立體對圖像重構(gòu)對象的已知方法中，當通過航空攝影拍攝到的立體圖像 在立體壓縮機上進行處理時，由操作者花費很多時間來確定每個測量點，并且該每個測量 點僅可應用于靜態(tài)圖像，例如，在地圖中。
[0015] 對于該過程的自動化，已提出許多算法[3,4]。然而，該問題極其困難，并且明顯 地，遠遠不能得到解決:對立體對的分析意味計算機存儲器對世界的相當廣泛認知的存在、 而對立體對的解碼的缺乏通常是不可能的。[5]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本方法旨在基于現(xiàn)有的TV技術(shù)來創(chuàng)建TV立體系統(tǒng)，在獨立于目標空間的不變的參 考系中，通過圖像電路傳輸?shù)木哂凶钚”匦枨易銐驍?shù)據(jù)量的其實時自動測量被用在精確控 制系統(tǒng)中，并且用于在擴展的舒適觀看區(qū)域中播放3D圖像。本方法基于關(guān)系（1)，其中，所有 值都是常數(shù)，除了可以以下形式呈現(xiàn)的線性視差值：
[0017] L=KA1，
[0018] 其中，K是具體立體系統(tǒng)的儀器傳遞函數(shù)。
[0019] 根據(jù)3D校準場景在測量臺上測量用于系統(tǒng)的K，并且K是導致傳輸立體TV攝像機的 所有現(xiàn)有設(shè)計特征的常數(shù)值。
[0020] 測量單元中的線性視差成為顯示和測量3D觀看目標空間的主要任務，該單元與用 在系統(tǒng)中的度量相配。
[0021] 通過以下實現(xiàn)目標：由于為了執(zhí)行本發(fā)明的原因，通過具有對稱居中空間結(jié)構(gòu)的 攝像機位置的同步多角度立體TV系統(tǒng)來執(zhí)行立體TV拍攝，攝像機透鏡的軸線彼此平行且位 于相同平面中；根據(jù)來自目標空間中的各點圖像的信號與來自側(cè)面水平信號中的各點圖像 的和目標空間中的各點圖像的信號共輒的信號之間的直接時間視差的測量、以及水平比較 結(jié)構(gòu)中的水平掃描速度來形成深度原稿;及時記錄來自目標空間的同步觀看線的視頻信號 并利用由立體系統(tǒng)的線同步信號設(shè)置的原點將視頻信號合成在集成參考時間幀中；共輒信 號通過它們在水平視頻信號的比較結(jié)構(gòu)中的配置與攝像機位置的空間結(jié)構(gòu)的相似度、以及 在角度攝像機中的共輒信號水平與中央攝像機中的信號的等同性來識別;將全分辨率視頻 信號進一步傳輸至圖像電路，并且經(jīng)由接收器將與合成分辨率視頻信號同步的深度原稿信 號傳輸至計算塊，計算塊通過將來自中央攝像機的信號偏移合成立體幀的對應時間視差來 提供水平角度視頻信號的重構(gòu)、并且通過逐幀分析提供3D圖像的多角度立體表現(xiàn)-通過計 算包含的控制系統(tǒng)的信息支撐所需的對象的坐標和動態(tài)特征對目標空間的3D圖像的合 成。〇
【附圖說明】
[0022] 圖1說明：
[0023] 1.線同步信號，限定用于時間距離及時間間隔-視差的測量的共同參考；
[0024] 2.經(jīng)由圖像電路傳輸?shù)男盘枺?br>[0025] 3.計算塊；
[0026] 4 ·立體顯示器；
[0027] A和B是不同目標區(qū)域中的目標點;b是通用立體照相機基底；
[0028] 〇 JI; Ο U; Ο π是立體照相機透鏡的中心點；
[0029] △'11;厶'1；4'：1;8、;8'1； ;8'：1是視頻度量上的目標點的圖像；
[0030] ΔΒ'π== ΔΒ'Π是關(guān)于B'u點對稱的線性視差；
[0031] to是用于時間距離以及由線同步信號設(shè)置的間隔的共同參考點；
[0032]
是以水平掃描速度測量的從線同步信號到來自左側(cè)攝像機、中央攝像 機、以及右側(cè)攝像機的目標點B圖像的信號的時間距離；
[0033]
是以水平掃描速度測量的用于目標點B圖像的時間視差；
[0034]
是來自左側(cè)攝像機、中央攝像機、以及右側(cè)攝像機的目標點的B'圖 像的信號的水平。
【具體實施方式】
[0035]以2D格式傳輸觀看目標空間的二維圖像的TV方法廣泛應用于廣播和工業(yè)目的。以 3D格式傳輸三維圖像似乎相當非常規(guī)，并且