DE4140502C1

DE4140502C1 - Stereoscopic video recorder using half image memory - synchronising two video signals contg. spatial information to form complete picture

Info

Publication number: DE4140502C1
Application number: DE4140502A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. Richter (Fh), 8500 Nuernberg, De
Original assignee: Grundig EMV Elektromechanische Versuchsanstalt Max Grundig GmbH
Current assignee: Grundig AG
Priority date: 1991-12-09
Filing date: 1991-12-09
Publication date: 1992-06-25
Anticipated expiration: 2011-12-10

Abstract

A recording and playback system is provided or stereoscopic effect video pictures by combining the monitor with switching of spectacle lenses worn by ther user. Each of two video inputs (V1,V2) is coupled to a pair of demodulators (DEM1,DEM2) and circuits (SA1,SA2) that separate the synchronising pulses from the video components. The pulses are used to access an image display (BSP) to read half frames representing the two inputs. The half frame data are fed via a selector (U), the observer spectacle lenses being switched by one of the synchronising signals. ADVANTAGE - Avoids appearance of unsharp pictures.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die Aufzeichnung und Wiedergabe stereoskopischer Videobilder.The invention relates to a device for the Recording and playback of stereoscopic video images.

Seit langer Zeit wird versucht, dem Betrachter von Videobildern eine räumliche Wahrnehmung dieser Bilder zu ermöglichen. Die bekannten Verfahren beruhen auf der Erkenntnis, daß die räumliche Wahrnehmung dadurch verursacht wird, daß das rechte und linke Auge den gleichen Gegenstand unter verschiedenen Blickwinkeln wahrnehmen. Die räumliche Wahrnehmung eines auf einer Kathodenstrahlröhre oder einem LCD-Bildschirm wiedergegebenen Bildes läßt sich somit dadurch erreichen, daß die Bilder von zwei in Augenabstand montierten Kameras auf dem Bildschirm dargestellt werden und für die Augen des Betrachters trennbar sind. Ein bekanntes Hilfsmittel für die Trennung der beiden Bilder ist eine Brille mit einer grünen und einer roten Folie, wenn das Bild der einen Kamera rot und das Bild der anderen Kamera grün eingefärbt wird. Eine echte farbige Betrachtung des sich ergebenden räumlichen Gesamtbildes ist dabei nicht möglich. For a long time, the viewer of Video images give a spatial perception of these images enable. The known methods are based on the Realization that spatial perception thereby is caused that the right and left eye the same object from different angles perceive. The spatial perception one on one Cathode ray tube or an LCD screen reproduced image can thus be achieved that the pictures of two mounted eye to eye Cameras are shown on the screen and for that Eyes of the viewer are separable. A well known A tool for separating the two pictures is one Glasses with a green and a red film, if that Image of one camera is red and the image of the other camera is colored green. A real colorful look at the resulting spatial overall picture is not possible.

Bei einem anderen bekannten Verfahren zur Trennung der von den versetzt angeordneten Kameras aufgenommenen Bildern wird eine Brille verwendet, die jeweils das eine oder andere Auge des Betrachters abdeckt, so daß zeitlich abwechselnd nur das linke oder rechte Auge den Bildschirm wahrnehmen kann. Am Bildschirm werden die von den beiden Kameras stammenden Bilder zeitlich wechselnd - mit der Bildwechselfrequenz bzw. der Halbbildwechselfrequenz - dargestellt. Das Umschalten der Brille muß dementsprechend synchron zur Bildwechselfrequenz bzw. zur Halbbildwechselfrequenz erfolgen. Damit ist sichergestellt, daß zeitlich abwechselnd nur das linke oder rechte Auge jeweils die ihm zugeordneten Bilder wahrnimmt, wodurch der erwünschte räumliche Effekt erzielt wird.In another known method for separating the captured by the staggered cameras Glasses are used for images, each one or other viewer's eye covering, so that temporally alternately only the left or right eye the screen can perceive. On the screen are those of the two Images from cameras change with time - with the Frame rate or the field rate - shown. Switching the glasses must accordingly in sync with the frame rate or Field change frequency take place. So that is ensures that only the left one alternates in time or right eye each of the images assigned to it perceives what the desired spatial effect is achieved.

Eine Brille zum Betrachten eines Stereobildes, die für die dem linken oder rechten Auge des Betrachters zugeordneten Bildinformationen durchsichtig und ansonsten undurchsichtig ist, wird beispielsweise in der Patentschrift DE 21 11 067 B2 beschrieben. Sie besteht aus zwei LC-Displays, die synchron zu den Bildwechseln für das jeweilige Auge durch Anlegen einer entsprechenden Steuerspannung durchsichtigt bzw. undurchsichtig werden.A pair of glasses for viewing a stereo image the left or right eye of the beholder associated image information transparent and otherwise is opaque, for example, in the Patent specification DE 21 11 067 B2 described. it consists of two LC displays synchronized with the image changes for the respective eye by putting on an appropriate one Control voltage become transparent or opaque.

In der Patentschrift DE 38 08 969 C1 wird ein möglicher Aufbau zur Wiedergabe von dreidimensionalen Bildern beschrieben. Zur Trennung der die räumlichen Informationen enthaltenden Bilder, die zeitlich abwechselnd dargestellt werden, dient eine Brille der oben beschriebenen Art. Zur Abtastung der Bilder werden zwei Kameras verwendet, deren Bilder in zwei Halbbildspeichern zwischengespeichert werden. Eine Impulsaufbereitungseinheit stellt die Synchronität der aus den Zwischenspeichern ausgelesenen Bildsignale her. Mit dem Steuersignal der Impulsaufbereitungseinheit werden auch die LC-Displays der Betrachterbrille gesteuert.In the patent DE 38 08 969 C1 one is possible Setup for rendering three-dimensional images described. To separate the spatial Images containing information that are timed glasses are used alternately Art described above. To scan the images used two cameras, their images in two Field storage can be buffered. A Pulse processing unit ensures the synchronicity of the image signals read out from the buffer stores. With the control signal of the pulse processing unit also become the LC displays of the observer glasses controlled.

Nachteilig bei dem oben genannten Aufbau zur Wiedergabe von dreidimensionalen Bildern ist, daß für jede Kamera ein Halbbildspeicher verwendet wird, und daß zur Sicherstellung der Synchronität der von den beiden Kameras stammenden Bildsignale eine spezielle Impulsaufbereitungseinheit verwendet werden muß.Disadvantageous in the above structure for playback of three-dimensional images is that for every camera a field memory is used, and that for Ensuring the synchronicity of the two Image signals from cameras have a special Pulse processing unit must be used.

Einen weiteren Nachteil stellt die Tatsache dar, daß es zur Betrachtung derartiger Bilder immer nötig ist, die Betrachterbrille zu tragen, da ansonsten - bei dem sich ohne Brille ergebenden zweidimensionalen Bild - ein unscharfer Bildeindruck entsteht.Another disadvantage is the fact that it is always necessary to look at such images that To wear observer glasses, otherwise - with the two-dimensional image without glasses - a blurred image impression arises.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Einrichtung für die Aufzeichnung und Wiedergabe von stereoskopischen Bildern anzugeben, bei der der schaltungstechnische Aufwand im Vergleich zum Stand der Technik stark verringert wird. Außerdem soll es auch ermöglicht werden, die Wiedergabe von Aufzeichnungen mit der Einrichtung so vorzunehmen, daß beim Betrachten ohne Spezialbrille kein unscharfer Bildeindruck entsteht. The object of the present invention is therefore a Device for recording and playback of specify stereoscopic images in which the circuit complexity compared to the state of the Technology is greatly reduced. Besides, it should also be made possible with the playback of recordings make the device so that when viewing without Special glasses no blurred image impression is created.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß nur ein Bildspeicher verwendet wird, in den ein erstes Videosignal nach Maßgabe seiner eigenen Synchronimpulse eingelesen wird, und daß das Auslesen des zwischengespeicherten ersten Videosignals nach Maßgabe der Synchronimpulse eines zweiten Videosignals erfolgt. Somit ist die Synchronität des ersten Videosignals zum zweiten sichergestellt. Deshalb kann mit den Synchronimpulsen des zweiten Videosignals die zeitlich abwechselnde Darstellung der Halbbilder sowie die Betrachterbrille gesteuert werden.According to the invention, the task at hand Invention solved in that only one image memory is used in the first video signal after In accordance with its own sync pulses, and that reading the cached first Video signal in accordance with the sync pulses second video signal takes place. So is the synchronicity of the first video signal to the second. Therefore, with the sync pulses of the second Video signal the alternating representation of the Fields and the viewer glasses can be controlled.

Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Einrichtung anhand zweier Figuren näher beschrieben. Dabei wird das Zusammenwirken der erfindungsgemäßen Einrichtung mit einem Videorekorder beschrieben. Die Einrichtung ist dadurch aber nicht auf die Anwendung in Videorekordern oder anderen Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräten beschränkt, vielmehr kann sie auch für Anzeigeeinrichtungen mit Kathodenstrahlröhre, LC-Display oder Projektionssystem verwendet werden.The device according to the invention is described below two figures described in more detail. It will Interaction of the device according to the invention with described a video recorder. The facility is but not for use in video recorders or other recording and playback devices limited, rather it can also be used for Display devices with cathode ray tube, LC display or projection system can be used.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung für die Aufzeichnung stereoskopischer Bilder mit einem Videorekorder, und Fig. 1 shows an embodiment of the device according to the invention for recording stereoscopic images with a video recorder, and

Fig. 2 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung für die Wiedergabe stereoskopischer Bilder. Fig. 2 shows an embodiment of the device according to the invention for the reproduction of stereoscopic images.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Einrichtung für den Fall der Aufzeichnung von stereoskopischen Bildern bzw. für den Fall der direkten Darstellung von stereoskopischen Bildern mit einer Anzeigeeinrichtung dargestellt. Die Einrichtung weist zwei Eingänge V1 und V2 auf, an denen stereoskopische Videosignale anliegen. Für die Demodulation der Videosignale V1 und V2 sind zwei Demodulatoren DEM1 und DEM2 vorgesehen, die die modulierten Videosignale, die beispielsweise von zwei in Augenabstand montierten Kameras stammen können, für die weitere Verarbeitung in Komponentensignale umwandeln.In Fig. 1, the device according to the invention for the case of the recording of stereoscopic images and in the case of direct display of stereoscopic images is presented with a display device. The device has two inputs V 1 and V 2 , at which stereoscopic video signals are present. For the demodulation of the video signals V 1 and V 2 , two demodulators DEM 1 and DEM 2 are provided, which convert the modulated video signals, which can originate, for example, from two cameras mounted at eye distance, into component signals for further processing.

Außerdem sind zwei Schaltungen SA1 und SA2 zur Abtrennung der Synchronimpule von den Videosignalen V1 und V2 vorhanden. Gesteuert durch die Synchronimpulse des ersten Videosignals V1 werden die Halbbilder des ersten Videosignals V1 in einen Halbbildspeicher BSP eingeschrieben. Dazu werden die Synchronimpulse (Horizontal- und Vertikalsynchronimpulse) dem Eingang W des Bildspeichers BSP zugeführt.There are also two circuits SA 1 and SA 2 for separating the synchronization pulses from the video signals V 1 and V 2 . Controlled by the synchronization pulses of the first video signal V 1 , the fields of the first video signal V 1 are written into a field memory BSP. For this purpose, the synchronizing pulses (horizontal and vertical synchronizing pulses) are fed to the input W of the image memory BSP.

Der in der Einrichtung vorgesehene Halbbildspeicher BSP umfaßt neben den Speicherschaltungen Schaltungsteile, welche die für die Speicherung nötige Umwandlung des analogen Komponentensignals des Videosignals V1 in digitale Signale sowie die Rückwandlung der aus den Speicherschaltungen ausgelesenen digitalen Signale in analoge Signale bewirken. Das Auslesen der Halbbilder des ersten Videosignals V1 wird über den Eingang R des Bildspeichers BSP mit den vom zweiten Videosignal V2 abgetrennten Synchronimpulsen gesteuert. Dadurch sind die Videosignale V1 und V2 synchronisiert und weisen zeitlich die gleichen Horizontal- und Vertikalsynchronimpulse auf.The field memory BSP provided in the device comprises, in addition to the memory circuits, circuit parts which effect the conversion of the analog component signal of the video signal V 1 into digital signals and the conversion of the digital signals read out from the memory circuits into analog signals. The reading out of the fields of the first video signal V 1 is controlled via the input R of the image memory BSP with the synchronizing pulses separated from the second video signal V 2 . As a result, the video signals V 1 and V 2 are synchronized and have the same horizontal and vertical synchronizing pulses.

Mit dem Umschalter U, der von den Vertikalsynchronimpulsen des zweiten Videosignals V2 gesteuert wird, wird zeitlich abwechselnd ein Halbbild des ersten Videosignals V1 und ein Halbbild des zweiten Videosignals V2 zur Modulation im Modulator MOD durchgeschaltet. Beispielsweise werden alle ersten Halbbilder des ersten Videosignals V1 und alle zweiten Halbbilder des zweiten Videosignals vom Umschalter U durchgeschaltet. Das resultierende Videosignal V3 weist demnach pro Vollbild ein Halbbild des ersten Videosignals V1 und ein Halbbild des zweiten Videosignals V2 auf, sowie die Synchronimpulse des zweiten Videosignals V2. Das Videosignal V3, dessen Halbbilder stereoskopische Bildinformation enthalten, kann mit einem herkömmlichen Videorekorder aufgezeichnet werden, bzw. mit einer Anzeigeeinheit dargestellt werden.With the changeover switch U, which is controlled by the vertical synchronizing pulses of the second video signal V 2 , a field of the first video signal V 1 and a field of the second video signal V 2 are alternately switched through for modulation in the modulator MOD. For example, all first fields of the first video signal V 1 and all second fields of the second video signal are switched through by the switch U. The resulting video signal V 3 accordingly has one field of the first video signal V 1 and one field of the second video signal V 2 per frame, as well as the synchronizing pulses of the second video signal V 2 . The video signal V 3 , the fields of which contain stereoscopic image information, can be recorded with a conventional video recorder or can be displayed with a display unit.

Zur Steuerung der Betrachterbrille dienen die Vertikalsynchronsignale des zweiten Videosignals V2, die über den Anschluß BS zur Verfügung gestellt werden.The vertical synchronizing signals of the second video signal V 2 , which are made available via the connection BS, are used to control the observer glasses.

Wurde das Videosignal V3 mit einen Videorekorder aufgezeichnet, so ist die Wiedergabe mit jedem beliebigen anderen Videorekorder möglich, wenn die Vertikalsynchronimpulse für die Steuerung der Betrachterbrille zur Verfügung gestellt werden. If the video signal V 3 was recorded with a video recorder, playback with any other video recorder is possible if the vertical sync pulses are provided for the control of the viewer glasses.

Ist keine Betrachterbrille vorhanden, so kann mit einem Videorekorder, der die erfindungsgemäße Einrichtung aufweist, eine Wiedergabeart gewählt werden, die das Betrachten der Aufzeichnung ohne unscharfen Bildeindruck erlaubt. In dieser Wiedergabeart muß auf den räumlichen Bildeindruck verzichtet werden. Wie in Fig. 2 dargestellt wird zur Steuerung dieser Wiedergabeart der Eingang WE des Bildspeichers BSP verwendet. Der Eingang WE erlaubt es, den Einschreibvorgang in den Bildspeicher BSP zu verhindern. Wird an den Eingang WE ein Signal angelegt, das nur das Einschreiben jedes zweiten Halbbildes gestattet, so werden die eingeschriebenen Halbbilder jeweils zweimal aus dem Bildspeicher BSP ausgelesen. Dadurch sind bei dieser Wiedergabeart die beiden Halbbilder eines Vollbildes gleich, und der unscharfe Bildeindruck wird vermieden.If no viewing glasses are available, a video recorder which has the device according to the invention can be used to select a type of playback which allows the recording to be viewed without a blurred image impression. In this type of reproduction, the spatial image impression must be dispensed with. As shown in FIG. 2, the input WE of the image memory BSP is used to control this type of reproduction. The WE input makes it possible to prevent the writing process into the image memory BSP. If a signal is applied to the input WE which only allows the writing of every second field, the fields written are read out twice from the image memory BSP. As a result, the two fields of a full image are the same in this type of display, and the blurred image impression is avoided.

Das aufgezeichnete Videosignal wird vom Videorekorder wiedergegeben und vom Demodulator DEM1 in ein Komponentensignal umgewandelt, das am Bildspeicher BSP anliegt. Mit der Schaltung SA1 werden die Synchronimpulse des an V1 anliegenden, vom Videorekorder stammenden Videosignals zur Ein- und Auslesevorgangssteuerung W und R des Bildspeichers BSP abgetrennt. Die vertikalen Synchronimpulse liegen außerdem an der EXOR-Logikschaltung EOR an und steuern über den Eingang WE des Bildspeichers BSP auch die Sperrung des Einlesevorgangs wie oben beschrieben. Am zweiten Anschluß der EXOR-Logikschaltung EOR liegt das Signal H12, mit dem ausgewählt werden kann, welches der beiden Halbbilder bei der Wiedergabeart ohne Betrachterbrille dargestellt wird. The recorded video signal is reproduced by the video recorder and converted by the demodulator DEM 1 into a component signal which is applied to the image memory BSP. With the circuit SA 1 , the synchronizing pulses of the video signal applied to V 1 , originating from the video recorder, for the reading and reading process control W and R of the image memory BSP are separated. The vertical synchronizing pulses are also applied to the EXOR logic circuit EOR and also control the blocking of the reading process as described above via the input WE of the image memory BSP. At the second connection of the EXOR logic circuit EOR there is the signal H 12 , with which it can be selected which of the two fields is displayed without viewing glasses in the reproduction mode.

Über den Umschalter U, der bei Wiedergabebetrieb immer die in Fig. 2 dargestellte Schaltstellung aufweist, und den Modulator MOD steht am Anschluß V3 das Videosignal zur weiteren Verarbeitung durch eine Anzeigeeinheit zur Verfügung.Via the changeover switch U, which always has the switch position shown in FIG. 2 during playback operation, and the modulator MOD, the video signal is available at terminal V 3 for further processing by a display unit.

Wird dahingegen die Darstellung der stereoskopischen Bilder gewünscht, kann das Vertikalsynchronsignal mittels des Umschalters U1 für die Betrachterbrille zur Verfügung gestellt werden. In diesem Fall wird der Einschreibevorgang in den Bildspeicher BSP nicht mehr derart über den Eingang WE beeinflußt, daß nur jedes zweite Halbbild eingelesen werden kann.If, on the other hand, the representation of the stereoscopic images is desired, the vertical synchronizing signal can be made available for the observer glasses by means of the switch U 1 . In this case, the writing process into the image memory BSP is no longer influenced via the input WE in such a way that only every second field can be read.

Die in Fig. 2 dargestellten Schaltungsbestandteile sind bis auf den Umschalter U1, die Logikschaltung EOR und den Eingang WE des Bildspeichers BSP gleich den Bestandteilen der Fig. 1. Für die Wiedergabe kann also dieselbe Einrichtung wie für die Aufzeichnung verwendet werden, wenn zusätzlich ein weiterer Umschalter vorgesehen wird, der zur Steuerung des Auslesevorgangs aus dem Bildspeicher BSP an den Eingang R statt der Synchronimpulse von Schaltung SA2 die Synchronimpulse der Schaltung SA1 anlegt. Außerdem muß, wie oben beschrieben, der Umschalter U immer die Schaltstellung aus Fig. 2 aufweisen. Except for the switch U 1 , the logic circuit EOR and the input WE of the image memory BSP, the circuit components shown in FIG. 2 are the same as the components in FIG. 1. The same device as for the recording can therefore be used for the reproduction, if an additional one Another switch is provided, which controls the readout process from the image memory BSP to the input R instead of the synchronizing pulses from circuit SA 2, the synchronizing pulses from circuit SA 1 . In addition, as described above, the changeover switch U must always have the switch position from FIG. 2.

Besonders vorteilhaft läßt sich die erfindungsgemäße Einrichtung realisieren, wenn diese Bestandteil eines Videorekorders ist, der bereits über einen Halbbildspeicher verfügt. Dabei kann es sich z. B. um einen Halbbildspeicher für die Zeitfehlerkorrektur handeln.The invention can be particularly advantageous Realize the facility if it is part of a VCR is already one Field memory. It can be z. B. um a field memory for time error correction act.

Claims

1. Device for the recording and / or playback of stereoscopic video images with a video device and a viewer glasses with switchable glasses with which the video images can be assigned to the eyes of the viewer field by field, characterized in that two circuits (SA 1 ; SA 2 ) for Separation of the synchronizing pulses from the video signals containing the stereoscopic image information (V 1 ; V 2 ) are present,
there is an image memory (BSP) in which the video fields of the first video signal (V 1 ) are written,
the image memory (BSP) has a control input (W) for controlling the writing process,
the writing process is controlled by the synchronization pulses of the first video signal (V 1 ),
the image memory (BSP) has a control input (R) for controlling the reading process,
the readout process is controlled by the synchronizing pulses of the second video signal (V 2 ),
there is a changeover switch (U) for field-by-frame changeover of the first and second video signals (V 1 ; V 2 ), for generating a third video signal (V 3 ), and
the switch (U) and the viewer glasses are controlled by the vertical sync pulses (BS) of the second video signal (V 2 ).

2. Device according to claim 1, characterized, that a first mode to play the recorded stereoscopic images with the spatial information and a second mode of operation for playback without the spatial information available.

3. Device according to claim 2, characterized in
that when the spatial information is reproduced, the two fields of each frame containing the stereoscopic image information are written into and read from the image memory (BSP),
that during playback without spatial information only one of the two fields of a frame is written into the image memory (BSP) in order to be read out twice, and that at the control inputs (W; R) of the image memory (BSP) the data from the circuit ( SA 1 ) separate sync pulses are present.

4. Setup according to one of the preceding Expectations, characterized, that the image memory (BSP) is a field memory is.