DE10016074A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von 3D-Bildern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von 3D-BildernInfo
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von 3-D-Bildern beschrieben, die sich insbesondere auszeichnet durch einen Bildgenerator (15), mit dem zu einem Bild einer zugeführten ersten Folge von 2-D-Bildern ein Bild einer zweiten Folge von Bildern mit einem durch eine Approximationsvariable (alpha) vorbestimmbaren zeitlichen Abstand erzeugt wird, wobei das Bild der zweiten Bildfolge durch Approximation mit zu dem Bild der ersten Folge zeitlich benachbarten Bildern berechnet wird, einen Phasenanalysator (12), mit dem eine vorherrschende Bewegungsrichtung in aufeinanderfolgenden Bildern der ersten Bildfolge ermittelt wird, sowie einen Phasenumschalter (16), mit dem eine Zuordnung des Bildes der ersten und zweiten Bildfolge zu einem linken bzw. rechten Betrachtungskanal in Abhängigkeit von einer vorherrschenden Richtung der Bewegung in aufeinanderfolgenden Bildern der ersten Folge vorgenommen wird. Weiterhin wird ein entsprechendes Verfahren beschrieben (Fig. 1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von 3D-Bil
dern.
Zur Untersuchung von Objekten bedient man sich insbesondere in der Medizin und Na
turwissenschaft vielfach einer dreidimensionalen Bilderzeugung. Auch für den allge
meinen Konsumerbereich sind verschiedene Verfahren entwickelt worden, mit denen
insbesondere Fernsehbilder dreidimensional wiedergegeben werden können.
Hierbei unterscheidet man im wesentlichen zwischen einer Bild-sequentiellen Übertra
gung, bei der die Bilder für das rechte und das linke Auge abwechselnd nacheinander
übertragen oder auf einem Speichermedium gespeichert werden, sowie einer parallelen
Übertragung, bei der die Bilder auf zwei getrennten Kanälen geführt werden.
Ein besonderer Nachteil der Bild-sequentiellen Übertragung in Verbindung mit her
kömmlichen Fernsehsystemen besteht darin, dass die Bildwiederholrate für jedes Auge
auf 25 Bilder pro Sekunde reduziert ist. Dadurch ergibt sich für den Betrachter ein unan
genehmes Flimmern. Diese Beschränkung tritt zwar bei der Übertragung der Bildfolgen
über jeweils einen eigenen (linken bzw. rechten) Kanal nicht auf. Probleme können hier
bei jedoch bei der Synchronisation der beiden Kanäle sowie durch die Anforderungen
an den Empfänger entstehen, der gleichzeitig zwei getrennte Kanäle empfangen und
verarbeiten muss. Dies ist bei den allgemein marktüblichen Systemen nicht möglich.
In zukünftigen Fernsehsystemen soll die Signalübertragung und -Verarbeitung vollstän
dig digital erfolgen. In diesem Fall wird jedes Bild in einzelne Bildpunkte zerlegt, die
digitalisiert übertragen werden. Zur Reduzierung der erforderlichen Bandbreite werden
dabei entsprechende Komprimierungsverfahren eingesetzt, die jedoch für die Stereo
übertragung Probleme aufwerfen.
Bei Blockkodierungsverfahren ist es zum Beispiel bei sinnvoller Kompressionsrate im
allgemeinen nicht möglich, jede einzelne Zeile eines Bildes exakt zu rekonstruieren. In
terframe-Kodierungen wie zum Beispiel MPEG-2 ermöglichen es zudem nicht, Stereo
bilder Bild-sequentiell zu übertragen oder zu speichern, da Bildinformationen aus einem
Bild noch in einem anderen Bild enthalten sind und es dadurch zu sogenannten Übersprech-Effekten
kommt, die eine klare Trennung eines rechten von einem linken Bild
unmöglich machen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem/der auch bei Anwendung der ein
gangs genannten Übertragungs- und/oder Komprimierungsverfahren eine Wiedergabe
von 3D-Bildern möglich ist.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gemäss Anspruch 1 und einer Vorrich
tung gemäß Anspruch 10.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der fol
genden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Es
zeigt:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsan
ordnung;
Fig. 2 eine grafische Darstellung eines tatsächlichen Bildablaufs un einer abgetaste
ten Bildfolge;
Fig. 3a-c schematische Darstellungen zur Phasenkontrolle in aufeinanderfolgenden
Bildern; und
Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild einer Anwendung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung bei der Bilderzeugung.
Die wesentlichen Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihre Verbin
dungen untereinander sind in Fig. 1 schematisch dargestellt. Die Anordnung umfasst
einen ersten Eingang E1, über den die von einer Kamera erzeugten und über eine Über
tragungsstrecke übertragenen zweidimensionalen Bilder in einen A/D-Wandler 10 gelei
tet und digitalisiert werden. Die digitalisierten Bilder werden dann einem Bildspeicher
11 sowie einem Phasenumschalter 16 zugeführt. Mit einem Phasenanalysator 12, dessen
Ausgang mit dem Phasenumschalter 16 verbunden ist, werden die in dem Bildspeicher
11 gespeicherten Bilder analysiert. Weiterhin ist ein Langzeitspeicher 13 zur Spei
cherung von Bildern aus dem Bildspeicher 11 vorgesehen, dessen Ausgang mit einem
Bildgenerator 15 verbunden ist. Der Bildgenerator 15 ist ferner auch mit einem Ausgang
des Bildspeichers 11 sowie eines Bewegungsanalysators 14 verbunden, dem Bilder aus
dem Bildspeicher 11 zugeführt werden. Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen zwei
ten Eingang E2 zur manuellen Bewegungskontrolle, der mit dem Bildgenerator 15 ver
bunden ist, sowie einen dritten Eingang E3 zur manuellen Phasenkontrolle, der an dem
Phasenumschalter 16 anliegt. An zwei Ausgängen des Phasenumschalters 16, die mit
einem ersten bzw. zweiten Ausgang A1, A2 der Vorrichtung verbunden sind, liegt ein
rechtes bzw. linkes Stereobild BL, BR an.
Mit dieser Vorrichtung wird aus einer (ersten) Folge von zweidimensional aufgenom
menen Bildern eine zweite Bildfolge erzeugt, die zusammen mit der ersten Bildfolge
eine dreidimensionale Betrachtung der ursprünglich zweidimensionalen Bilder ermög
licht, wenn die erste und zweite Bildfolge einem linken bzw. rechten Auge zugeführt
wird. Die zweite Bildfolge wird gemäß folgender Beschreibung aus der sich durch die
Bewegung in der ersten Bildfolge ergebenden Bildinformation ermittelt. Folgende Defi
nitionen seien festgelegt:
Es sei xij ein digitalisiertes Bild zum Zeitpunkt t mit der horizontalen Auflösung I und
der vertikalen Auflösung J. Die Abtastrate sei Δt, so dass sich für ein zum Zeitpunkt k
abgetastetes und in dem Bildspeicer 11 gespeichertes Bild folgende Formel ergibt:
xk: = xij(t - Δtk)
In dem Bildspeicher 11 mit der Länge K befinden sich die letzten K Bilder. Es sei 0 ≦ α
≦ k eine reelle Zahl, die den zeitlichen Abstand von einem aktuellen Bild xk bezeichnet,
bei dem ein (synthetisches) Bild der zweiten Bildfolge erzeugt wird ("Approximations
variable"). Weiterhin bezeichnen BL das zur Zeit visualisierte linke Bild und BR das zur
Zeit visualisierte rechte Bild.
Es sei angenommen, dass der Wert von α fest gegeben ist. Die Bilder xk in dem Bild
speicher 11 werden als Abtastwerte (abgetastete Bildfolge gemäß Kurve b in Fig. 2)
einer stetigen Funktion (tatsächlicher Bildablauf gemäß Kurve a in Fig. 2) betrachtet.
Auf diese Funktion können verschiedene Approximationsverfahren angewendet werden.
Die nachfolgenden Erläuterungen beziehen sich in Verbindung mit Fig. 2 auf eine li
neare Spline-Approximation. Es können jedoch in entsprechender Weise auch andere
Approximationsverfahren angewendet werden, wie zum Beispiel höher-gradige oder po
lynomiale Approximationsverfahren.
Fig. 2 zeigt eine Bildfolge im zweidimensionalen (I/J-) Raum. Die zweite Bildfolge
wird mit dem Bildgenerator 15 wie folgt berechnet: zunächst wird αu als größte ganze
Zahl berechnet, die kleiner gleich α ist. Anschließend wird αo als kleinste ganze Zahl
berechnet, die größer gleich α ist. Es sei:
BL: = x0
BR: = xα o(α - αu) + xα u(1 - α + αu)
BR: = xα o(α - αu) + xα u(1 - α + αu)
wobei die Bildfolge BL für einen linken Betrachtungskanal (linkes Auge) durch die mo
mentanen tatsächlichen Bilder der ersten Bildfolge x0, x1, usw. und die (zweite) Bildfol
ge BR für einen rechten Betrachtungskanal (rechtes Auge) durch Approximation berech
net wird.
Diese Berechnung wird mit dem Bildgenerator 15 für alle Bildpunkte xij in einem ge
wählten Farbraum (RGB oder YUV) getrennt durchgeführt, das heißt:
BR: = bij (Y,U,V): =
(xij α o(Y)(α - αu) + xij α u(Y)(1 - α + αu),
xij α o(U)(α - αu) + xij α u(U)(1 - α + αu),
xij α o(V)(α - αu) + xij α u(V)(1 - α + αu)).
(xij α o(Y)(α - αu) + xij α u(Y)(1 - α + αu),
xij α o(U)(α - αu) + xij α u(U)(1 - α + αu),
xij α o(V)(α - αu) + xij α u(V)(1 - α + αu)).
Mit dem Phasenanalysator 12 wird außerdem eine automatische Phasenkontrolle zur Er
mittlung von Bewegungen in aufeinanderfolgenden Bildern der ersten Bildfolge durch
geführt. Es sei angenommen, dass jm := J/2 der horizontale Mittelpunkt eines Bildes ist,
so ist xijm 0 mit 0 ≦ i ≦ I die mittlere Spalte des Bildes x0 zum Zeitpunkt t. Ferner sei M <
jm eine gewählte ganze Zahl. Dann wird:
xij 0s: = xij 0 mit (0 < i < I, jm - M < j < jm + M)
als ein Scanbild definiert, das in Fig. 3a als vertikaler Streifen dargestellt ist. Dieser
besteht aus 2M + 1 Spalten s um den horizontalen Mittelpunkt jm des Bildes x0.
Es sei nun N eine fest gewählte Zahl mit N < M, so wird:
xij 1s mit 0 ≦ i ≦ I und jm - N ≦ j ≦ jm + N
als der Suchbereich (siehe Fig. 3b) im Bild x1 definiert, in dem das Teilbild mit der
größten Ähnlichkeit mit dem Scanbild xij 0s gesucht wird.
Es sei d1 die Ähnlichkeit des Scanbildes mit einem gleich großen Teilbild aus dem Such
bereich mit der Verschiebungsposition 1, wobei gilt: -N ≦ 1 ≦ +N.
Wird als Ähnlichkeitsmaß die Kreuzkorrelation gewählt, so ergibt sich d1 für die Ver
schiebungsposition 1:
Der Wert von 1 läuft dabei von -N bis +N, wobei 1 die momentane Verschiebeposition
eines Teilbildes in dem Suchbereich bezeichnet.
Alternativ zu der Kreuzkorrelation kann als Ähnlichkeitsmaß auch ein euklidischer Ab
stand oder ein Absolutbetrag gewählt werden.
Bei diesem Verfahren läuft somit, wie es in den Fig. 3a und b angedeutet ist, das
Scanbild xs (Fig. 3a) wie ein Scanner über den Suchbereich (Fig. 3b) des Bildes x1
(vorheriges Bild) und sucht den Bereich, der die größte Ähnlichkeit d1 mit dem Scanbild
aufweist, wobei die Ähnlichkeit d1 für jede Verschiebungsposition 1 berechnet wird.
Dabei sei eine ganze Zahl ε definiert, die als Trägheitsmoment bezeichnet werden kann,
und mit der gemäß Fig. 3c eine Unschärfe definiert wird. Diese dient dazu, eine Kame
rabewegung zu berücksichtigen, die nicht als Verschiebung des Bildes angesehen werden
soll. Für den Wert von ε gilt etwa -1 < ε < 1.
Diese Auswertung läuft im wesentlichen wie folgt ab. Zunächst werden mit dem Pha
senanalysator 12 alle Ähnlichsmaße d1 für -N ≦ 1 ≦ +N berechnet. Anschließend wird
das Ähnlichkeitsmaß dmin mit dem geringsten Wert gewählt (dmin: = min d1) und der In
dex Imin dieses Ähnlichkeitsmaßes ermittelt. Mit dem Phasenumschalter 16 werden die
Werte Imin und ε miteinander verglichen, und in Abhängigkeit von dem Vergleichser
gebnis schaltet der Phasenumschalter 16 wie folgt:
Wenn Imin < ε ist, so bedeutet dies, dass der Bereich der größten Ähnlichkeit im Such
bereich nach links verschoben ist und somit eine vorherrschende Bewegungsrichtung in
aufeinanderfolgenden Bildern x1, x0 der ersten Bildfolge von links nach rechts gegeben
ist. Dies kann durch eine Bewegung eines Objektes in den Bildern von links nach rechts
oder durch einen Kameraschwenk von rechts nach links bewirkt werden. In diesem Fall
wird für das linke Bild BL: = x0 (d. h. das aktuelle Bild der Bildfolge) und für das rechte
Bild BR ein berechnetes, synthetisches Bild (zweite Bildfolge) gewählt. Weiterhin wird
ein Indikator "shift" in dem Phasenumschalter 16 auf "links" gesetzt.
Wenn Imin < ε ist, so bedeutet dies, dass der Bereich der größten Ähnlichkeit im Such
bereich nach rechts verschoben ist und somit eine vorherrschende Bewegungsrichtung
in aufeinanderfolgenden Bildern x1, x0 der ersten Bildfolge von rechts nach links gege
ben ist. Dies kann durch eine Bewegung eines Objektes in den Bildern von rechts nach
links oder durch einen Kameraschwenk von links nach rechts bewirkt werden. In diesem
Fall wird für das linke Bild BL ein berechnetes, synthetisches Bild (zweite Bildfolge)
und für das rechte Bild BR: = x0 (d. h. das aktuelle Bild der Bildfolge) gewählt. Weiter
hin wird der Indikator "shift" auf "rechts" gesetzt.
Wenn |Imin| < ε und der Indikator auf "rechts" gesetzt ist, so wird für das linke Bild BL
ein berechnetes, synthetisches Bild (zweite Bildfolge) und für das rechte Bild BR: = x0
(d. h. das aktuelle Bild der ersten Bildfolge) gewählt.
Wenn schließlich |Imin| < ε und der Indikator auf "links" gesetzt ist, so wird für das lin
ke Bild BL: = x0 und für das rechte Bild BR ein berechnetes, synthetisches Bild (zweite
Bildfolge) gewählt.
Anschließend wird das nächste Bild eingelesen und der gleiche Ablauf für dieses Bild,
beginnend mit der Ermittlung des minimalen Wertes des Ähnlichkeitsmaßes dmin, wie
derholt.
Diese automatische Phasenkontrolle bzw. -Umschaltung kann auch ausgeschaltet und
zum Beispiel durch eine manuelle Umschaltung mit einer Tastatur über den dritten Ein
gang der Vorrichtung ersetzt werden.
Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform umfasst weiterhin den Bewegungsanalysator
14, mit dem durch eine dynamische Bewegungskontrolle bzw. -Ermittlung verhindert
wird, dass bei schnellen Bewegungen die Stereobasis zu groß wird. Außerdem wird da
mit sichergestellt, dass bei sehr langsamen Bewegungen eine bestimmte minimale Brei
te der Stereobasis erhalten bleibt, bevor diese bei Bildern ohne Bewegung verschwindet.
Zu diesem letztgenannten Zweck ist der Langzeitspeicher 13 vorgesehen, aus dem Bil
der ausgelesen und als Bilder der zweiten Bildfolge verwendet werden, wenn die Bewe
gungen zu langsam sind.
Das Ähnlichkeitsmaß dk zum Zeitpunkt tk sei wie folgt definiert:
Dieses Ähnlichkeitsmaß ist somit von dem Umfang abhängig, in dem sich der gesamte
Inhalt eines nächsten Bildes in einer Bildfolge von dem vorhergehenden Bildinhalt un
terscheidet und stellt somit ein Maß für die Geschwindigkeit der Bewegung in den Bil
dern dar.
Für die Auswertung dieses Ähnlichkeitsmaßes werden Schwellwerte δ0 < δ1 < δ2 defi
niert, wobei für ein unverändertes (konstantes) Bild zum Zeitpunkt tk im Vergleich zu
dem vorherigen Bild zum Zeitpunkt tk + 1 im Idealfall das Ähnlichkeitsmaß dk = 0 ist. Da
jedoch bei der Digitalisierung stets ein gewisses Rauschen gegeben ist, ist für ein un
verändertes Bild dk < δ0 anzusetzen.
Natürlich können auch für die Berechnung des Ähnlichkeitsmaßes anstelle der beschrie
benen Kreuzkorrelation ein euklidischer Abstand oder ein Absolutbetrag gewählt wer
den. Die einzelnen Farbwerte des gewählten Farbraumes RGB oder YUV müssen stets
getrennt verarbeitet werden.
Zur Auswertung des Wertes des Ähnlichkeitsmaßes dk (k = 0, 1, . . . K) wird dieses zu
nächst in dem Bewegungsanalysator 14 gespeichert und dann mit den Schwellwerten
verglichen.
Wenn dk < δ0 ist, so bedeutet dies, dass die Bewegungen in aufeinanderfolgenden Bil
dern sehr langsam oder Null sind. In diesem Fall wird die Übertragung der Werte von xk
in den Langzeitspeicher 13 gestoppt, so dass dort Bilder vorhanden bleiben, die einen
ausreichenden Bewegungsunterschied aufweisen. Außerdem dienen in dem Langzeit
speicher gespeicherte Bilder zur Erzeugung der zweiten Bildfolge, um somit eine Min
dest-Stereobasisbreite aufrecht zu erhalten.
Wenn dk < δ0 ist, wird der Wert der Approximationsvariablen α in Abhängigkeit von
der Größe des Ähnlichkeitsmaßes dk relativ zu den Schwellwerten δ0, δ1, δ2 wie folgt
verändert.
Wenn δ0 < dk < δ1 und d0 < d1 ist, so wird die Approximationsvariable α: = α + 1 ge
setzt. Wenn δ0 < dk < δ1 und d0 < d1 ist, so wird die Approximationsvariable α := α - 1
gesetzt.
Wenn δ1 < dk < δ2 ist, so bleibt die Approximationsvariable α := α. In diesem Fall ist
keine Anpassung erforderlich.
Wenn schließlich δ2 < dk ist, so bedeutet dies, dass die Bewegung sehr schnell ist und
die Stereobasisbreite zu groß werden würde. In diesem Fall wird die Approximations
variable α := 1/dk gesetzt.
Diese dynamische Bewegungskontrolle kann ebenso wie die automatische Phasenkon
trolle auch ausgeschaltet und durch eine manuelle Eingabe zum Beispiel mit einer Tastatur
über den zweiten Eingang der Vorrichtung ersetzt werden.
Das beschriebene Verfahren wird vorzugsweise mit einem Datenverarbeitungspro
gramm auf einem Rechner, insbesondere einem digitalen Bildverarbeitungssystem zur
Erzeugung einer dreidimensionalen Wiedergabe von zweidimensional übertragenen
oder gespeicherten Fernsehbildern durchgeführt.
Fig. 4 zeigt schließlich ein Blockschaltbild einer Vorrichtung (Stereo-Decoder oder
Stereo-Viewer) zum Erzeugen und Wiedergeben von 3D-Bildern, die aus einer Folge
von über eine Übertragungsstrecke übertragenen oder von einem Speichermedium aus
gelesenen 2D-Bildern berechnet werden.
Die Vorrichtung umfasst einen ersten Eingang 21, an dem die über eine Übertragungs
strecke übertragen und in bekannter Weise demodulierten bzw. dekomprimierten 2D-
Bilder anliegen. Weiterhin ist ein zweiter Eingang 22 vorgesehen, der zum Beispiel mit
einem DVD-Spieler, einem Videorecorder oder einer anderen Bildquelle verbunden ist.
Diese beiden Eingänge sind mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 23 gemäß Fig.
1 verbunden, mit der gemäß obiger Erläuterungen aus der Folge von 2D Bildern 3D Bil
der berechnet werden. Die Ausgänge A1, A2 dieser Vorrichtung, an denen eine Folge
von linken bzw. rechten Bildern BL, BR anliegt, sind mit einem Stereospeicher 24, 25
verbunden, in dem die Bilder für jeden Kanal gespeichert werden.
Über einen dritten Eingang 26 können durch Betätigung eines Auswahlschalters 27
schließlich verschiedene Treiberstufen ausgewählt werden, über die eine entsprechende
Wiedergabeeinrichtung angesteuert wird. Beispielhaft sind hier ein Treiber 28 für eine
Schutterbrille 29, ein Treiber 30 für einen autostereoskopischen Monitor 31 sowie ein
Treiber 32 für einen Stereo-Projektor 33 dargestellt.
Diese Vorrichtung ist vorzugsweise als Bestandteil eines digitalen Bildverarbeitungssy
stems zur Erzeugung einer dreidimensionalen Wiedergabe von zweidimensional über
tragenen oder gespeicherten Fernsehbildern ausgebildet.
Claims (13)
1. Verfahren zur Erzeugung von 3D Bildern,
dadurch gekennzeichnet, dass zu einem Bild einer ersten Folge von 2D Bildern ein Bild
einer zweiten Bildfolge mit einem durch eine Approximationsvariable (α) vorbestimm
baren zeitlichen Abstand erzeugt wird, wobei das Bild der zweiten Folge durch Ap
proximation mit zu dem Bild der ersten Folge zeitlich benachbarten Bildern berechnet
wird und eine Zuordnung des Bildes der ersten und zweiten Bildfolge zu einem linken
bzw. rechten Betrachtungskanal in Abhängigkeit von einer vorherrschenden Richtung
der Bewegung in aufeinanderfolgenden Bildern der ersten Folge vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass bei einer vorherrschenden Richtung der Bewegung in auf
einanderfolgenden Bildern der ersten Folge von links nach rechts das Bild der ersten
Bildfolge dem linken Kanal und das Bild der zweiten Bildfolge dem rechten Kanal zu
gewiesen wird, während im umgekehrten Fall das Bild der ersten Bildfolge dem rechten
Kanal und das Bild der zweiten Bildfolge dem linken Kanal zugewiesen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder der zweiten Bildfolge durch lineare Spline-Ap
proximation oder eine höher-gradige bzw. polynomiale Approximation sämtlicher Bild
punkte berechnet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der vorherrschenden Richtung der Bewe
gung ein vertikaler mittlerer Bereich eines aktuellen Bildes (x0) der ersten Bildfolge mit
verschiedenen vertikalen Bereichen eines vorherigen Bildes (x1) dieser Folge verglichen
und ermittelt wird, ob der vertikale Bereich des vorherigen Bildes, der die größte Ähn
lichkeit mit dem mittleren Bereich des aktuellen Bildes aufweist, links oder rechts von
der Mitte liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das Maß der Ähnlichkeit (d1) zwischen den Bildbereichen
durch Kreuzkorrelation gemäß Formel (1) oder durch Ermittlung eines euklidischen Ab
standes oder eines Absolutbetrages berechnet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass um den mittleren Bereich des aktuellen Bildes (x0) ein
Unschärfebereich (ε) festgelegt wird, mit dem kleine Bewegungen unterdrückt werden
können.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Maß der Ähnlichkeit (dk) zwischen aufeinanderfol
genden Bildern der ersten Bildfolge ermittelt und mit Schwellwerten (δ0, δ1) verglichen
wird, wobei in dem Fall, in dem δ0 < dk < δ1 ist, die Approximationsvariable (α) so ver
ändert wird, dass die Stereobasisbreite nicht unnatürlich groß wird und in dem Fall, in
dem δ0 < dk ist, vorherige Bilder aus einem Langzeitspeicher ausgelesen werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass das Maß der Ähnlichkeit (dk) durch Kreuzkorrelation ge
mäß Formel (2) oder durch Ermittlung eines euklidischen Abstandes oder eines Abso
lutbetrages berechnet wird.
9. Datenverarbeitungsprogramm zur Durchführung eines Verfahren nach einem der An
sprüche 1 bis 8 mit einem digitalen Bildverarbeitungssystem zur Erzeugung einer drei
dimensionalen Wiedergabe von zweidimensional übertragenen oder gespeicherten Fern
sehbildern.
10. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
gekennzeichnet durch
- - einen Bildgenerator (15), mit dem zu einem Bild einer zugeführten erste Folge von 2D-Bildern ein Bild einer zweiten Folge von Bildern mit einem durch eine Approxima tionsvariable (α) vorbestimmbaren zeitlichen Abstand erzeugt wird, wobei das Bild der zweiten Bildfolge durch Approximation mit zu dem Bild der ersten Folge zeitlich be nachbarten Bildern berechnet wird,
- - einen Phasenanalysator (12), mit dem eine vorherrschende Bewegungsrichtung in auf einanderfolgenden Bildern der ersten Bildfolge ermittelt wird, sowie
- - einen Phasenumschalter (16), mit dem eine Zuordnung des Bildes der ersten und zwei ten Bildfolge zu einem linken bzw. rechten Betrachtungskanal in Abhängigkeit von einer vorherrschenden Richtung der Bewegung in aufeinanderfolgenden Bildern der er sten Folge vorgenommen wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch einen Bewegungsanalysator (14), mit dem das Maß der Ähnlich
keit (dk) zwischen aufeinanderfolgenden Bildern der ersten Bildfolge ermittelt und die
Approximationsvariable (α) in Abhängigkeit von dem Ergebnis eines Vergleiches mit
Schwellwerten (δ0, δ1) so verändert werden kann, dass bei schnellen Bewegungen eine
Stereobasisbreite nicht unnatürlich groß wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11,
gekennzeichnet durch einen Langzeitspeicher (13) zur Speicherung von Bildern der er
sten Bildfolge, die auslesbar und zur Erzeugung von Bildern der zweiten Bildfolge ver
wendbar sind, um bei langsamen Bewegungen in aufeinanderfolgenden Bildern der er
sten Folge eine minimale Stereobasisbreite aufrechtzuerhalten.
13. Digitales Bildverarbeitungssystem zur Erzeugung einer dreidimensionalen Wieder
gabe von zweidimensional übertragenen oder gespeicherten Fernsehbildern mit einer
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12.
Priority Applications (11)
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