DE10131401A1

DE10131401A1 - Verfahren zur Transformation eines aus mehreren Ansichten zusammengesetzten Bildes

Info

Publication number: DE10131401A1
Application number: DE2001131401
Authority: DE
Inventors: Ingo Relke
Original assignee: 4D Vision GmbH
Current assignee: Newsight 07745 Jena De GmbH
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2003-01-09

Abstract

Die Erfindung bezeiht sich auf ein Verfahren zur Transformation eines aus mehreren Ansichten zusammengesetzten Bildes. Vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Verfahren dazu eingesetzt werden, aus mehreren Ansichten zusammengesetzte Bilder ohne merkliche Verluste an Bildqualität und Raumeindruck zu komprimieren, zu vergrößern und zu verkleinern oder andere Manipulationen daran auszuführen. Gekennzeichnet ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere dadurch, daß vor einem der Schritte Komprimieren, Vergrößern etc. eine definierte Umordnung der Bildelemente vorgenommen wird, die hernach durch eine zweite Umordnung superponiert wird. Bei der ersten Umordnung werden bevorzugt solche Bildelemente einer Zeile benachbart angeordnet, die aus ein- und derselben Ansicht herrühren. Dadurch vermischen Bildmanipulationen wie beispielsweise Vergrößern oder Verkleinern kaum noch die verschiedenen Ansichten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Transformation eines aus mehreren Ansichten zusammengesetzten Bildes. Vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Verfahren dazu eingesetzt werden, aus mehreren Ansichten zusammengesetzte Bilder ohne merkliche Verluste an Bildqualität und Raumeindruck zu komprimieren, zu vergrößern und zu verkleinern. Gekennzeichnet ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere dadurch, daß vor einem der Schritte Komprimieren, Vergrößern etc. eine Umordnung der Bildelemente vorgenommen wird, die hernach durch eine zweite Umordnung superponiert wird.
Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur räumlichen Darstellung bekannt, die darauf beruhen, ein aus mehreren Ansichten zusammengesetzten Bild darzustellen, wobei auf Grund geeigneter Maßnahmen für die verschiedenen Augen eines Betrachteraugenpaares verschiedene Ansichten sichtbar gemacht werden.
Dies ist zum Beispiel mit Hilfe von Lentikularschirmen oder Wellenlängenfilterarrays (s. DE 100 03 326.1) möglich.
Die hierbei zu verwendenden aus mehreren Ansichten zusammengesetzten Bilder weisen jedoch eine Reihe von Eigenschaften auf, die deren Handhabung erschweren. Beispielsweise führt eine Vergrößerung oder Verkleinerung der zusammengesetzten Bilder nach im Stand der Technik bekannten Verfahren zu einer Vermischung der verschiedenen räumlichen Kanäle (d. h. der Ansichten). Überdies ist nach einer Vergrößerung oder Verkleinerung der genannten zusammengesetzten Bilder die positionsbezogene Zuordnung der Ansichten verändert, das heißt an einer bestimmten Position im vergrößerten bzw. verkleinerten Bild steht nicht mehr notwendigerweise die Information einer bestimmten Ansicht.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zu beschreiben, welches wahlweise das a) Vergrößern, b) Verkleinern, c) Komprimieren und Dekomprimieren, d) Übertragen, e) Komprimieren, Übertragen und Dekomprimieren, f) Herausschneiden von Bildbereichen von aus mehreren Ansichten zusammengesetzten Bildern in einer Weise unterstützt, daß dabei die Bildinformationen verschiedener Ansichten nur minimal oder gar nicht gemischt werden und der Positionsbezug der Bildinformationen zu den verschiedenen Ansichten im wesentlichen erhalten bleibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einem Verfahren zur Transformation eines aus mehreren Ansichten zusammengesetzten Bildes, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

- Erstes Umordnen der Bildelemente einer Zeile derart, daß ein Bildelement, welches aus einer bestimmten Ansicht herrührt, maximal an ein unmittelbar horizontal benachbartes Bildelement angrenzt, welches aus einer anderen Ansicht herrührt,
- Durchführen mindestens eines der folgenden Verfahrensschritte an dem umgeordneten Bild a) Vergrößern, b) Verkleinern, c) Komprimieren und Dekomprimieren, d) Übertragen, e) Komprimieren, Übertragen und Dekomprimieren, f) Herausschneiden von Bildbereichen; hierbei entsteht jeweils das bearbeitete umgeordnete Bild,
- Zweites Umordnen der Bildelemente des bearbeiteten umgeordneten Bildes nach einer gegebenen Vorschrift.

Als umzuordnende Bildelemente kommen beispielsweise die Farbsubpixel eines Vollfarbpixels oder die Vollfarbpixel selbst in Frage. Auch Gruppen von Farbsubpixeln oder Vollfarbpixeln können vorteilhaft als umzuordnende Bildelemente verwendet werden.
Das erste Umordnen ergibt verfahrensgemäß ein umgeordnetes Bild, in dem die Bildinformation jeweils einer bestimmten Ansicht i. d. R. öfter aneinander grenzen, als im Ursprungsbild.
Es ist zu betonen, daß im Rahmen der gesamten Erfindung beim Umordnen von Bildelementen stets die tatsächlich durch die Bildelemente repräsentierte Bildinformation, d. h. ein Wert, und nicht (allein) der Bezug zu einer bestimmten Ansicht, aus der die Information herrührt, umgeordnet werden soll. Weiterhin muß beim ggf. Umordnen auf notwendige Farbkompatibilitäten geachtet werden, d. h. beispielsweise ein rotfarbenes Bildelement muß auch stets als ein solches behandelt werden.
Vorzugsweise ist zu dem originalen aus mehreren Ansichten zusammengesetzten Bild eine Bildelementzuordnungsmatrix gegeben, die beschreibt, welches Bildelement zu welcher Ansicht gehört. Diese Information wird für den ersten Umordnungsschritt herangezogen.
Bevorzugt werden dann bei dem Ersten Umordnen alle in einer Zeile vorhandenen Bildelemente, die aus ein und derselben Ansicht herrühren, unmittelbar nebeneinander angeordnet, besonders bevorzugt unter Wahrung ihrer Reihenfolge in der Ursprungszeile. Ist die Verteilung der Bildelemente in dem aus mehreren Ansichten zusammengesetzten Bild auf die Zeilen und Spalten periodisch - was bei autostereoskopischen Bildern meistens der Fall ist -, so erhält man ein umgeordnetes Bild, welches in eine Vielzahl von Bildbereichen (meistens in rechteckiger Form) aufteilbar ist, wobei in jedem Bildbereich nur jeweils ausschließlich Bildinformationen einer einzigen Ansicht beinhaltet sind. Damit ist die teilweise Vermischung von Bildinformation benachbarter Bildelemente, etwa beim Vergrößern des Bildes, nicht mehr so kritisch, da dann im wesentlichen nur pro Bildbereich eine Ansicht vergrößert wird. Bildinformation verschiedener Ansichten wird nun im wesentlichen nur noch an Randbereichen gemischt.
Beim ersten Umordnen wird dazu in einer bevorzugten Ausführung ein Index erstellt, der Informationen darüber beinhaltet, an welchen Bildbereichen im umgeordneten Bild Bildinformation welcher Ansicht steht. Dieser Index kann auch Information über die Farbigkeit der umgeordneten Bildelemente enthalten.
Nach diesem ersten Umordnen wird wie vorstehend beschrieben mindestens einer der Schritte a) Vergrößern, b) Verkleinern, c) Komprimieren und Dekomprimieren, d) Übertragen, e) Komprimieren, Übertragen und Dekomprimieren oder f) Herausschneiden von Bildbereichen ausgeführt, wobei jeweils das bearbeitete umgeordnete Bild entsteht. Auf diese bearbeitete umgeordnete Bild wird danach - wie obenstehend - Vorschrift zum zweiten Umordnen angewandt.
Diese Vorschrift für das Zweite Umordnen der Bildelemente beinhaltet vorzugsweise ein Verfahren, welches mindestens die folgenden Schritte umfaßt:

- Vorgabe einer Bildkombinationsvorschrift, die festlegt, an welchen Positionen die Bildelemente verschiedener Ansichten jeweils stehen sollen, wobei vorzugsweise eine in Zeilen und Spalten periodische Vorschrift vorgegeben wird und wobei die Bildkombinationsvorschrift vorzugsweise mit besagter Bildelementzuordnungsmatrix korrespondiert,
- (optional) Einteilen des bearbeiteten umgeordneten Bildes in Bildelemente,
- Umordnen der Bildelemente gemäß der vorgegebenen Bildkombinationsvorschrift.

Diese zweite Umordnungsvorschrift macht aus dem bearbeiteten umgeordneten Bild sozusagen wieder ein aus mehreren Ansichten zusammengesetztes Bild mit einer durch die Bildkombinationsvorschrift vorgegebenen Struktur. Die bevorzugte Korrespondenz zwischen besagter Bildkombinationsvorschrift mit besagter oben beschriebener Bildelementzuordnungsmatrix erlaubt den Einsatz des zum zweiten Mal umgeordneten Bildes auf ebenjenen autostereoskopischen Einrichtungen, die auch das originale aus mehreren Ansichten zusammengesetzte Bild für den Betrachter räumlich wahrnehmbar darstellen.
Nicht in diesem Sinne korrespondierende Bildkombinationsvorschriften sind jedoch auch denkbar. Derlei Vorschriften bringen insbesondere dann Vorteile, wenn beispielsweise ein aus N Ansichten zusammengesetztes autostereoskopisches Bild, dessen Bildelementzuordnungsmatrix bekannt ist, auf einer autostereoskopischen Einrichtung dargestellt werden soll, die weniger als N Ansichten verwendet. Dann werden einfach Bildelemente mindestens einer Ansicht nicht in das zum zweiten Mal umgeordnete Bild übernommen.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch eine Anordnung zur Transformation eines aus mehreren Ansichten zusammengesetzten Bildes basierend auf den vorstehend beschriebenen Verfahrensschritten. Eine solche erfindungsgemäße Anordnung umfaßt mindestens eine Recheneinrichtung, wobei in der Recheneinrichtung Mittel vorgesehen sind zum

- Ersten Umordnen der Bildelemente einer Zeile derart, daß ein Bildelement, welches aus einer bestimmten Ansicht herrührt, maximal an ein unmittelbar horizontal benachbartes Bildelement angrenzt, welches aus einer anderen Ansicht herrührt,
- Durchführen mindestens eines der folgenden Verfahrensschritte an dem umgeordneten Bild a) Vergrößern, b) Verkleinern, c) Komprimieren und Dekomprimieren, d) Übertragen, e) Komprimieren, Übertragen und Dekomprimieren, f) Herausschneiden von Bildbereichen;
- Zweiten Umordnen der Bildelemente des bearbeiteten umgeordneten Bildes nach einer in der Recheneinrichtung abgespeicherten Vorschrift.

Die Erfindung wird nun an Hand einiger Zeichnungen näher erläutert werden.
Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer im Stand der Technik bekannten Bildelementzuordnungsmatrix basierend auf 8 verschiedenen Ansichten,
Fig. 2 eine beispielhafte, ausschnittsweise dargestellte erste Umordnung einer Zeile eines Bildes, welches nach der in Fig. 1 gezeigten Bildelementzuordnungsmatrix zusammengesetzt ist,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer im Stand der Technik bekannten Bildelementzuordnungsmatrix basierend auf 40 verschiedenen Ansichten,
Fig. 4 eine beispielhafte, ausschnittsweise dargestellte erste Umordnung eines Bildes, welches nach der in Fig. 3 gezeigten Bildelementzuordnungsmatrix zusammengesetzt ist; es sind hier nur die Bildbereiche bestimmter Ansichten dargestellt.
Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer im Stand der Technik bekannten Bildelementzuordnungsmatrix basierend auf 8 verschiedenen Ansichten. Eine solche Bildelementzuordnungsmatrix kann vorteilhaft für Bilder im Zusammenhang mit autostereoskopischen Anordnungen beschrieben in der DE 100 03 326.1 eingesetzt werden.
Die Fig. 2 illustriert nun eine vorteilhafte Variante der erfindungsgemäßen ersten Umordnung einer Zeile eines Bildes, welches nach der in Fig. 1 gezeigten Bildelementzuordnungsmatrix zusammengesetzt ist. Dabei ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur ein Ausschnitt dargestellt, der auf der Annahme basiert, daß lediglich 32 Bildelemente pro Zeile vorhanden wären. (Daher sind nur jeweils 4 Bildelemente der Ansicht 1, 4 Bildelemente der Ansicht 2 usw. dargestellt; bei 8 Ansichten ergeben sich daher 32 Bildelemente pro Zeile.)
Die Buchstaben R, G, B stehen für die Art der Bildelemente; hierbei handelt es sich um Farbsubpixel der Farben rot, grün und blau. Das Paar (i,j) steht für die Indexadressierung in Zeilen und Spalten.
Bei der ersten und auch der zweiten Umordnung muß, wie weiter oben bereits angedeutet, ggf. auf die Farbigkeit der Bildinformation geachtet werden. Hierzu können jeweils mehrere benachbarte, in der Umordnung in einer vom Standard (z. B. RGB) abweichenden Farbreihenfolge angeordnete Farbsubpixel in die Standardreihenfolge (z. B. RGB) umsortiert worden. Dies würde beispielsweise bedeuten, daß die zweite und dritte Bildinformation der Ansicht 1 in der in Fig. 2 dargestellten umgeordneten Zeile vertauscht werden sollte, um wieder eine RGB-Reihenfolge zu erzielen.
Eine Umsortierung muß nicht zwingend erfolgen, wenn im umgeordneten Bild eine zusätzliche Informationsmatrix zur Definition der Farbigkeit der entsprechenden Werte erstellt wird.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus einer im Stand der Technik bekannten Bildelementzuordnungsmatrix basierend auf 40 verschiedenen Ansichten.
Die Fig. 4 illustriert eine beispielhafte, ausschnittsweise dargestellte erste Umordnung eines Bildes, welches nach der in Fig. 3 gezeigten Bildelementzuordnungsmatrix zusammengesetzt ist. Hierbei sind nur die Bildbereiche bestimmter Ansichten dargestellt (als Ausschnitt).
Es wird an Hand von Fig. 4 ersichtlich, daß auf Grund der bevorzugten erfindungsgemäßen ersten Umordnung eines periodisch zusammengesetzten Bildes ein Bild entsteht, welches im wesentlichen die gleichen Abmaße hat wie das Originalbild. Darüber hinaus entstehen zumeist Bilder mit genausoviel Bildbereichen, wie Ansichten in dem Originalbild vorhanden sind.
Die umgeordneten Bilder, welche ausschnittsweise in Fig. 2 und Fig. 4 dargestellt sind, können nun wie weiter oben schon erläutert durch verschiedenerlei Verfahren bearbeitet werden. Nach der Bearbeitung kann das umgeordnete bearbeitete Bild unter Zuhilfenahme der entsprechenden Vorschrift zum zweiten Male umgeordnet werden, wobei in den bevorzugten Ausführungen wiederum aus mehreren Ansichten zusammengesetzte Bilder entstehen.
Die Erfindung ermöglicht eine Reihe von Manipulationen an aus mehreren Ansichten zusammengesetzten Bildern, die im Stande der Technik zu starken Verlusten bzgl. des Raumeindruckes der manipulierten Bilder führen würden.
Überdies wird die Überführung von Bildern, die aus einer festen Anzahl Ansichten zusammengesetzt sind, in zusammengesetzte Bilder mit einer geringeren als dieser festen Anzahl Ansichten ermöglicht.

Claims

1. Verfahren zur Transformation eines aus mehreren Ansichten zusammengesetzten Bildes, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

- Erstes Umordnen der Bildelemente einer Zeile derart, daß ein Bildelement, welches aus einer bestimmten Ansicht herrührt, maximal an ein unmittelbar horizontal benachbartes Bildelement angrenzt, welches aus einer anderen Ansicht herrührt,

- Durchführen mindestens eines der folgenden Verfahrensschritte an dem umgeordneten Bild a) Vergrößern, b) Verkleinern, c) Komprimieren und Dekomprimieren, d) Übertragen, e) Komprimieren, Übertragen und Dekomprimieren, f) Herausschneiden von Bildbereichen; hierbei entsteht jeweils das bearbeitete umgeordnete Bild,

- Zweites Umordnen der Bildelemente des bearbeiteten umgeordneten Bildes nach einer gegebenen Vorschrift.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des ersten Umordnungsschrittes die Information, welches Bildelement zu welcher Ansicht gehört, aus einer Bildelementzuordnungsmatrix bezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle in einer Zeile vorhandenen Bildelemente, die aus ein und derselben Ansicht herrühren, bei dem Ersten Umordnen unmittelbar nebeneinander angeordnet werden, bevorzugt unter Wahrung ihrer Reihenfolge in der Ursprungszeile.

4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß beim ersten Umordnen ein Index erstellt wird, der Informationen darüber beinhaltet, an welchen Bildbereichen im umgeordneten Bild Bildinformation welcher Ansicht steht.

5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschrift für das Zweite Umordnen der Bildelemente ein Verfahren beinhaltet, welches mindestens die folgenden Schritte umfaßt:

- Vorgabe einer Bildkombinationsvorschrift, die festlegt, an welchen Positionen die Bildelemente verschiedener Ansichten jeweils stehen sollen, wobei vorzugsweise eine in Zeilen und Spalten periodische Vorschrift vorgegeben wird und wobei die Bildkombinationsvorschrift vorzugsweise mit besagter Bildelementkombinationsmatrix korrespondiert,

- (optional) Einteilen des bearbeiteten umgeordneten Bildes in Bildelemente,

- Umordnen der Bildelemente gemäß der vorgegebenen Bildkombinationsvorschrift.

6. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die umzuordnenden Bildelemente die Farbsubpixel der Vollfarbpixel des Bildes sind.

7. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die umzuordnenden Bildelemente die Vollfarbpixel des Bildes sind.

8. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die umzuordnenden Bildelemente Gruppen von Farbsubpixeln oder Vollfarbpixeln des Bildes sind.

9. Verfahren zur Transformation eines aus mehreren Ansichten zusammengesetzten Bildes, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

- Zweites Umordnen der Bildelemente des bearbeiteten umgeordneten Bildes nach einer gegebenen Vorschrift, wobei Bildelemente mindestens einer Ansicht nicht in das zum zweiten Mal umgeordnete Bild übernommen werden.

10. Anordnung zur Transformation eines aus mehreren Ansichten zusammengesetzten Bildes, umfassend mindestens eine Recheneinrichtung, wobei in der Recheneinrichtung Mittel vorgesehen sind zum
Ersten Umordnen der Bildelemente einer Zeile derart, daß ein Bildelement, welches aus einer bestimmten Ansicht herrührt, maximal an ein unmittelbar horizontal benachbartes Bildelement angrenzt, welches aus einer anderen Ansicht herrührt,
Durchführen mindestens eines der folgenden Verfahrensschritte an dem umgeordneten Bild a) Vergrößern, b) Verkleinern, c) Komprimieren und Dekomprimieren, d) Übertragen, e) Komprimieren, Übertragen und Dekomprimieren, f) Herausschneiden von Bildbereichen;
Zweiten Umordnen der Bildelemente des bearbeiteten umgeordneten Bildes nach einer in der Recheneinrichtung abgespeicherten Vorschrift.