EP2478705A1 - Verfahren und vorrichtung zum erzeugen von teilansichten und/oder einer raumbildvorlage aus einer 2d-ansicht für eine stereoskopische wiedergabe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (1) und eine Vorrichtung (31, 51) zum Erzeugen von Bilddaten, insbesondere einer Raumbildvorlage, für eine stereoskopische Wiedergabe über eine autostereoskopische Wiedergabevorrichtung. Das Verfahren (1) zum Erzeugen von Bilddaten für eine Wiedergabe, die einen dreidimensionalen visuellen Eindruck bei einem menschlichen Betrachter hervorruft, umfasst die Schritte Empfangen und/oder Einlesen von, vorzugsweise farbigen, 2D-Bilddaten einer Ursprungsansicht (2), Ableiten von mehreren weiteren Teilansichten (7-1 bis 7-4), die die in der Ursprungsansicht (2) gezeigte Information aus unterschiedlichen Betrachtungswinkeln darstellen; wobei für jeden Bildpunkt der 2D-Bilddaten der Ursprungsansicht (2) Farbwerte mindestens zweier Grundfarben eines Farbsystems ermittelt werden, jedem der Bildpunkte (21 -k) automatisiert ein Steuerwert (8, 23-k) abhängig von den mindestens zwei bestimmten Farbwerten zugeordnet wird, wobei jeder der Steuerwerte (8, 23-k) eine Disparitätsinformation darstellt, und beim Ableiten der mehreren Teilansichten (7-1 bis 7-4), die unterschiedliche Betrachtungsrichtungen einer durch die 2D-Bilddaten der Ursprungsansicht (2) repräsentierten Ursprungsszene darstellen, die einzelnen Bildpunkte (21-k) der Ursprungsansicht bildpunktweise entsprechend eines für die jeweilige Ansicht vorgegebenen Verschiebungsvektors und des dem einzelnen Bildpunkt zugeordneten Steuerwerts (8, 23-k) relativ zueinander verschoben werden und anhand der verschobenen Bildpunkte (25-I) die Bildpunkte der jeweiligen Ansicht abgeleitet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung (31, 51) setzt das erfindungsgemäße Verfahren (1) vorzugsweise mittels eine anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis um, so dass beispielsweise für Ansichten einer Bildsequenz automatisiert mit der Taktrate der Bildwiedergabe einer Bildsequenz (d. h. in Widergabe-Video-Echtzeit) jeweils mehrere Teilansichten (7-1 bis 7-4) errechnet und bedarfsweise jeweils zu einer Raumbildvorlage für eine autostereoskopische Wiedergabevorrichtung (9) zusammengefasst werden können.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Teilansichten und/oder einer Raumbildvorlage aus einer 2D-Ansicht für eine stereoskopische Wiedergabe

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Teilansichten und gegebenenfalls einer Raumbildvorlage für eine stereoskopische Wiedergabe über eine autostereoskopische Wiedergabevorrichtung. Hierfür werden aus einer zweidimensionalen Abbildung, die eine Ursprungsansicht ist und eine Ursprungsszene aus einem Betrachtungswinkel abbildet, mehrere weitere Ansichten, die als Teilansichten bezeichnet werden, abgeleitet, die die Ursprungsszene aus anderen Betrachtungswinkeln darstellen. Aus diesen weiteren Ansichten wird in der Regel, gegebenenfalls unter Einbeziehung der Ursprungsansicht, die ebenfalls eine Teilansicht darstellt, eine Raumbildvorlage erstellt, die bei einer Wiedergabe über die autostereoskopische Wiedergabevorrichtung bei einem menschlichen Betrachter einen dreidimensionalen visuellen Eindruck der Ursprungsszene erzeugt.

Abbildungen der realen, dreidimensionalen Welt, ebenso wie rechnerisch oder künstlerisch generierte dreidimensionale Szenen und Objekte werden seit jeher auf zweidimensionalen Flächen abgebildet und in Form einer Projektion dargestellt. Die Tiefeninformation geht hierbei verloren, allerdings lernt der Mensch bereits in früher Kindheit, einen Teil dieser Information aufgrund seiner Erfahrung und der Objektkenntnis zu rekonstruieren.

Um die Tiefeninformation zu erhalten, sind im Stand der Technik verschiedene Verfahren zum Erfassen und zum anschließenden Darstellen bekannt. Beispielsweise kann die reale dreidimensionale Welt stereoskopisch erfasst werden. Hierzu wird dieselbe Szene mittels mindestens zweier Erfassungseinrichtungen aus unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen bzw. Betrachtungswinkeln erfasst. Die Erfassung muss bei bewegten Objekten in der Szene zeitgleich erfolgen. Die Erfassung kann beispielsweise fotografisch per Film oder auch digital mittels einer Videokamera, einer CCD, eines elektronischen Fotoapparats oder Ähnlichen erfolgen. Die unterschiedlichen Ansichten können auch rechnerisch bzw. künstlich erzeugt werden, wobei die Szenen und Objekte aus mindestens zwei Richtungen erfasst und die resultierenden Abbildungen anschließend auf geeignete Weise separat dem linken und rechten Auge des Menschen sichtbar gemacht werden. Durch die Rekombination der Abbildungen im visuellen Perzeptionsapparat des menschlichen Gehirns kann so ein richtiger dreidimensionaler Bildeindruck beim Betrachter erzeugt werden.

Für die Wiedergabe stereoskopisch erfasster oder berechneter Abbildungen existieren verschiedene technische Lösungen. Klassisch sind dabei Stereo-Dia-Bildbetrachter für jeweils einen Betrachter zu nennen. Bekannt sind weiter verschiedene Verfahren zur Abgrenzung der rechten und linken Abbildung mittels Einfärbung und anschließender Trennung der Anteile durch Nutzung unterschiedlich farbiger Brillengläser. Ein seit Langem bekanntes Verfahren nutzt die Polaritätseigenschaft des Lichtes, wobei die unterschiedlichen Abbildungen den Augen des Betrachters gleichzeitig, jedoch mit unterschiedlichen Polarisierungsrichtungen angeboten und durch entsprechende Polarisationsfilter (-brillen) vor dem rechten und linken Auge getrennt werden. Für die stereoskopische Darstellung werden auch elektronisch gesteuerte Shutterbrillen genutzt, bei denen dem Betrachter die rechte und linke Abbildung mittels technischer Geräte alternierend und mit einer ausreichend großen Geschwindigkeit angeboten werden, wobei das jeweils rechte oder linke Brillenglas mit gleicher Frequenz alternierend schwarz geschaltet werden. Bei ausreichender Geschwindigkeit ist der menschliche visuelle Apparat nicht mehr in der Lage, die Einzelbilder getrennt wahrzunehmen, so dass im Ergebnis wiederum der Eindruck eines dreidimensionalen Gesamtbildes entsteht, obwohl den beiden Augen verschiedene Bildinformationen (Ansichten) zu unterschiedlichen Zeitpunkten zugeführt werden. Die auf der Basis der verschiedenen genannten Brillen funktionierenden Verfahren haben den Vorteil, dass auch mehrere mit Brillen ausgestattete Betrachter gleichzeitig die dargebotene Bildinformation in adäquater Art und Weise sehen können, wobei die Nutzung einer Brille subjektiv oftmals als Nachteil empfunden wird.

Aus diesem Grunde wurden verschiedene autostereoskopische Visualisierungssysteme entwickelt, die heute zum Stand der Technik gehören. Bei diesen Anzeigegeräten oder Wiedergabegeräten werden mehrere Abbildungen aus verschiedenen Aufnahmepositionen gleichzeitig überlagert dargestellt und in einer vor die Abbildungsebene platzierten Vorrichtung optisch so voneinander getrennt, dass die Augen eines Betrachters jeweils zwei verschiedene Abbildungen sehen können. Dies wird bei optoelektronischen Displays dadurch erreicht, dass die Abstrahlrichtung für einzelne Bildpunkte eingeschränkt bzw. modifiziert wird und somit, in einem eingeschränkten Betrachtungsraum verschiedene Teilbilder aus verschiedenen Richtungen gesehen werden können. Entspricht der Abstrahlwinkel zweier benachbarter Bilder in einer bestimmten Entfernung dem Abstand der Augen, kann somit auch ohne Brille ein dreidimensionales Bild beim Betrachter generiert werden. Als geeignete Vorrichtungen zur Trennung der Abstrahlrichtung sind unter anderem Barrieren, Lentikularfolien sowie Mikrolinsenarrays bekannt.

Aus der Anmeldung US2007/0046899 von Shuji Moro et al. ist eine neuartige Displaytechnik bekannt, bei der eine verlustarme Abstrahlung der Einzelbilder unter Nutzung eines Reflektionsmoduls erfolgt. Die autostereoskopische Darstellung ist aufgrund der erforderlichen, gleichzeitigen Darstellung mehrerer überlagerter Bilder in der Regel mit einem Verlust an Bildpunktauflösung und in vielen Fällen (z.B. bei der Nutzung von Barrieren) auch mit einem Verlust an Bildhelligkeit verbunden. Einige autostereoskopische Lösungen weisen außerdem den Nachteil auf, dass jeweils nur ein einzelner Betrachter den stereoskopischen Effekt wahrnehmen kann, wobei auch aufwendige Trackingsysteme zum Einsatz kommen, mit deren Hilfe die Eigenbewegung des Betrachters oder die Augenbewegung im Raum vor der Abbildungsebene erkannt und anschließend kompensiert werden.

Die vorstehend genannten Verfahren zur Erzeugung dreidimensionaler Bildeindrücke beim Menschen setzen voraus, dass jeweils zumindest zwei verschiedene Ansichten der dargestellten Szene bzw. der Objekte vorhanden sind, die aus unterschiedlichen Richtungen erfasst bzw. berechnet worden sind. Für die Erfassung dieser Art von Bildmaterial sind Mehrkamerasysteme und entsprechende Bild-Speicher und -Übertragungsmittel erforderlich. Für virtuell generierte Szenen lässt sich diese Aufgabe in der Regel relativ einfach lösen, indem zwei Ansichten der Szenen mit unterschiedlichen virtuellen Kamerapositionen gerendert werden.

Es existieren jedoch bereits riesige Mengen monokular aufgenommenen Bild- und Filmmaterials in verschiedensten digitalen und analogen Formaten, die zum Fundus der menschlichen Kultur gehören. Fast die gesamte Studio- und Aufnahmetechnik für Bildinformationen ebenso wie Übertragungskanäle und Visualisierungstechnik sind gegenwärtig auf monokular aufgenommene Bildinformation ausgelegt. Eine Verdoppelung der Bandbreiten, wie sie für den Übergang zu stereoskopischer Bildinformation erforderlich wäre, ist teilweise technisch nicht möglich und wirtschaftlich kaum realisierbar.

Wie angeführt stellt die Bereitstellung verschiedener Ansichten für virtuell generierte Szenen durch mehrfaches Rendering in der Regel kein Problem dar: Da die erforderliche Auflösung für die Stereopaare geringer ist, entsteht in diesem Fall auch kein wesentlich höherer Rechenaufwand. Dieses gilt jedoch nur für die Wiedergabe auf einer bestimmten Wiedergabevorrichtung und eine vorgegebene optimale Betrachtungsentfernung eines autostereoskopischen Displays. Die Problematik hinsichtlich der benötigten gesteigerten Bandbreite bei der Übertragung bleibt jedoch bestehen, sofern eine Wiedergabe auf beliebigen autostereoskopischen Wiedergabevorrichtungen erfolgen soll, da dann die Teilbilder mit voller Auflösung zu übertragen sind. Anders stellt sich die Situation bei Aufnahmen der realen Welt (Film, Fernsehen) bzw. hinsichtlich des vorhandenen Fundus insbesondere von Film- und Videomaterial einschließlich traditionell erzeugter Animationsfilme dar. Auch für bereits älteres virtuell generiertes Material (Computerspiele, Präsentationen etc.) ist eine Neuberechnung in stereoskopischer Form nicht unproblematisch.

Neben den genannten Schwierigkeiten und Problemen bei Aufnahme- und Übertragungstechnik stehen der breiten Nutzung stereoskopischer Verfahren weitere Hindernisse im Weg. So sind aus der modernen Film- und Videoproduktion optisch und rechnerisch erzeugte Effekte wie Überblendungen, Einblendungen, Tricktechniken und die Mischung von Realität und virtueller Realität nicht mehr wegzudenken. Diese Effekte beruhen zu einem nicht geringen Teil auf der Mischung von 2D- und 3D-Bildmaterial. Ein Großteil der Verfahren und Werkzeuge könnte im Fall einer stereoskopischen Wiedergabe nicht mehr oder nur noch sehr eingeschränkt genutzt werden.

Des Weiteren hat sich bei der versuchsweisen Nutzung der Stereoskopie gezeigt, dass die Betrachtung stereoskopisch erfasster und autostereoskopisch wiedergegebener Bildinformation Probleme hinsichtlich der visuellen Perzeption beim Betrachter auslösen kann. Diese Probleme haben ihre Ursache darin, dass bei stereoskopischen Aufnahmen der Aufnehmende über die Fokussierung der verwendeten Aufnahmeoptik darüber entscheidet, welche Bildebene betrachtet wird bzw. betrachtet werden soll, der Betrachtende jedoch aufgrund seiner Erfahrung gewohnt ist, sein Auge selbstständig und nach eigenem Ermessen auf einzelne Objekte oder in einer Betrachtungsentfernung zu fokussieren. Aufgrund dieses Dilemmas entspricht der resultierende visuelle Eindruck des Betrachters trotz der stereoskopisch richtigen Darstellung nicht der natürlichen Wahrnehmung. Auch ein Auftreten von physiologischen, psychologischen und/oder medizinischen Problemen, beispielsweise bei der Akkodomation der Augen, ist bei längerer Betrachtung solcher Bildsequenzen bekannt.

Aufgrund der genannten technischen, wirtschaftlichen und weiteren Probleme gibt es seit einiger Zeit Bestrebungen, traditionell monokular aufgenommene Bildinformation rechnerisch so aufzubereiten, dass sie mit einer generisch erzeugten, zusätzlichen Tiefeninformation über stereoskopische Displaytechnik visualisiert werden kann. Da die reale Tiefeninformation fehlt, basieren diese Ansätze insbesondere auf vorgeschalteten Operationen zur Bildanalyse und Bildsegmentierung, die entweder interaktiv von einem Operator oder mittels kombinierter Bildverarbeitungsverfahren ausgeführt werden können. In der DE 103 48 618 A1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem mittels vorgeschalteter Interpretation und Segmentierung einer vorliegenden Abbildung durch Analyse der Strukturauflösung oder der in bestimmten Bereichen überwiegend vorliegenden Farbanteile, eine Segmentierung in einzelne, zusammenhängende Bereiche erfolgt, denen dann mehr oder weniger willkürlich verschiedene Tiefenwerte manuell bzw. interaktiv über einen Operator zugeordnet werden. Grundlage für die Segmentierung sind dabei empirische Regeln. In Ausnahmefällen lassen aus den Segmentierungen Inhalte automatisiert ableiten und den Inhalten Tiefenwerte zuordnen. Hierfür sind aber inhaltsbezogene Vorgaben notwendig.

Bei dem beschriebenen Verfahren werden die ermittelten Segmente einzelnen Tiefenebenen zugeordnet, eine durchgängig stetige Tiefenkarte für das Ausgangsbild kann nicht generiert werden. Ferner sind die Hervorhebung in den Vordergrund oder Zurücksetzung in den Hintergrund einzelner Bildsegmente ausdrücklich an die Interpretation des Bildinhaltes, d.h. an die in der jeweiligen Szene vorhandenen erkannten Objekte gebunden. So wird in der DE 103 48 618 A1 ausdrücklich die inhaltsabhängige Segmentierungsweise hervorgehoben. Eine automatisierte Erkennung dieser Bildinhalte ist, wenn überhaupt, nur in Spezialfällen möglich.

Eine automatisierte Erzeugung von mehreren Ansichten einer zweidimensional erfassten Ursprungsszene und/oder einer hieraus abgeleiteten Raumbildvorlage ist mit den Verfahren nach dem Stand der Technik nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die automatisiert aus einer zweidimensionalen (2D) Ansicht einer Ursprungsszene weitere Ansichten der Ursprungsszene generieren, die die Szene aus unterschiedlichen Betrachtungswinkeln oder Betrachtungsrichtungen darstellen und hieraus bedarfsweise eine Raumbildvorlage zusammenfügen, dass bei einer Wiedergabe über eine stereoskopische oder autostereoskopische Wiedergabeeinrichtung ein möglichst realistischer dreidimensionaler visueller Eindruck bei einem Betrachter hervorgerufen wird. Das Verfahren und die Vorrichtung sind vorzugsweise ausgebildet, einzelne zweidimensionale Ansichten einer Sequenz in Echtzeit automatisiert bearbeiten zu können, d.h. ohne einen menschlichen Eingriff während der Bearbeitung zu erfordern.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Rezeptoren für unterschiedliche Farbreize auf der menschlichen Netzhaut nicht gleichmäßig verteilt sind. Daher haben unterschiedliche Farbtöne einen unterschiedlich starken Einfluss auf das räumliche Sehen des Menschen. Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Erzeugen von Bilddaten für eine Wiedergabe, die einen dreidimensionalen visuellen Eindruck bei einem menschlichen Betrachter hervorruft, umfassend die Schritte: Empfangen und/oder Einlesen von 2D- Bilddaten einer Ursprungsansicht, Ableiten von mehreren weiteren Ansichten, die in der Ursprungsansicht gezeigte Informationen, die als Ursprungsszene bezeichnet werden, aus unterschiedlichen Betrachtungswinkeln darstellen. Diese Ansichten, die die Ursprungsszene aus unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen bzw. Betrachtungswinkeln darstellen, werden hier im Folgenden auch als Teilansichten bezeichnet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass für jeden Bildpunkt der 2D-Bilddaten der Ursprungsansicht Farbwerte mindestens zweier Grundfarben eines Farbsystems ermittelt werden, jedem der Bildpunkte automatisiert ein Steuerwert abhängig von den mindestens zwei bestimmten Farbwerten zugeordnet wird, wobei jeder der Steuerwerte eine Disparitätsinformation darstellt, und beim Ableiten der mehreren Ansichten, die unterschiedliche Betrachtungsrichtungen einer durch die 2D- Bilddaten der Ursprungsansicht repräsentierten Ursprungsszene darstellen, die einzelnen Bildpunkte der Ursprungsansicht bildpunktweise entsprechend eines für die jeweilige Teilansicht vorgegebenen Verschiebungsvektors und des dem einzelnen Bildpunkt zugeordneten Steuerwerts relativ zueinander verschoben werden und anhand der verschobenen Bildpunkte der Ursprungsansicht die Bildpunkte der jeweiligen abgeleiteten Teilansicht abgeleitet werden. Entscheidend ist, dass die Steuerwerte, die die Disparität einzelner Bildpunkte in den verschiedenen Ansichten gemeinsam mit Verschiebungsvektoren, die eine Betrachtungswinkeländerung zwischen den einzelnen Ansichten festlegen, automatisiert nur abhängig von den einzelnen Farbwerten, die den einzelnen Bildpunkten der Ursprungsansicht zugeordnet sind, abgeleitet werden. Die mehreren Teilansichten der in der Ursprungsansicht dargestellten Ursprungsszene können somit ohne einen menschlichen Eingriff vollständig automatisiert bestimmt werden. Unter der Disparität oder einer Disparitätsinformation wird hier ein Maß verstanden, welches angibt, wie groß ein Versatz der Abbildungspositionen desselben abgebildeten Objekts in unterschiedlichen Teilansichten ist, die dieselbe Ursprungsszene aus unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen darstellen. Es wird somit eine Vorrichtung zum Erzeugen von Bilddaten für eine Wiedergabe über eine stereoskopische oder autostereoskopische Wiedergabevorrichtung geschaffen, deren Wiedergabe über die Wiedergabevorrichtung einen dreidimensionalen visuellen Eindruck bei einem menschlichen Betrachter hervorrufen, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Schnittstelle zum Empfangen von digitalen 2D-Bilddaten einer Ursprungsansicht, und eine Ansichtenermittlungseinheit zum Ableiten von mehreren abgeleiteten Teilansichten, die die in der Ursprungsansicht repräsentierte Ursprungsszene jeweils aus einem anderen Betrachtungswinkel darstellen. Erfindungsgemäß umfasst die Ansichtenermittlungseinheit eine Farbwertermittlungseinheit, die für jeden der Bildpunkte der Ursprungsansicht Farbwerte für mindestens zwei Grundfarben eines Farbsystems bestimmt; eine Zuordnungseinheit, die jedem der Bildpunkte abhängig von den mindestens zwei ermittelten Farbwerten einen Steuerwert zuordnet, und eine Verschiebungseinheit, die für jede der weiteren Ansichten jeden einzelnen Bildpunkt der Ursprungsansicht abhängig von dem zugeordneten Steuerwert und einem für die entsprechende Ansicht vorgegebenen Verschiebungsvektor verschiebt und anhand der verschobenen Bildpunkte die Bildpunkte der jeweiligen Teilansicht ableitet. Dieses bedeutet, dass anhand des zugeordneten Steuerwertes und des Verschiebungsvektors für jeden Punkt die Sichtbarkeit und gegebenenfalls der Ort der Sichtbarkeit und der Farbwert in der jeweiligen Teilansicht unter Einbeziehung der benachbarten Bildpunkte festgelegt werden. Vorteil der Erfindung ist es, dass auf einfache Weise mehrere abgeleitete Teilansichten erstellt werden können, ohne dass hierfür ein Eingreifen einer Person notwendig ist oder ein Inhalt der in der Ursprungsansicht dargestellten Ursprungsszene erforderlich ist. Je nach Wahl der Betrachtungsrichtungen bzw. Betrachtungswinkel bzw. Betrachtungspositionen, für die die einzelnen Teilansichten abgeleitet werden, stellt auch die Ursprungsansicht eine Teilansicht dar, der der Verschiebungsvektor 0 zu geordnet ist. Dieses ist dann der Fall, wenn einer der Teilansichten die ursprüngliche Betrachtungsrichtung (bzw. der ursprüngliche Betrachtungswinkel bzw. die ursprüngliche Betrachtungsposition) zugeordnet wird. Auch wenn eine der Teilansichten identisch mit der Ursprungsansicht ist, wird diese Teilansicht auch als abgeleitete Teilansicht aufgefasst. Dieses bedeutet, dass die abgeleiteten Teilansichten die Ursprungsansicht umfassen können, jedoch nicht in jedem Fall umfassen müssen. In vielen Fällen unterscheiden sich sämtliche Teilansichten, die abgeleitet werden, von der Ursprungsansicht.

Die Darstellung der gewonnenen Bilddaten erfolgt in der Regel über autostereoskopische Wiedergabevorrichtungen. Diese werden in der Regel mit einer so genannten Raumbildvorlage versorgt. Eine solche kann über ein Zusammenführen der mehreren abgeleiteten Teilansichten, die gegebenenfalls die Ursprungsansicht umfassen, erstellt werden. Eine bevorzugte Weiterbildung sieht somit vor, die abgeleiteten Teilansichten zu einer Raumbildvorlage zusammenzufassen. Eine entsprechende Vorrichtung umfasst somit eine Zusammenführeinheit zum Erstellen der Raumbildvorlage. Die Art und Weise, in der die mehreren abgeleiteten Teilansichten, die gegebenenfalls die Ursprungsansicht umfassen, zu einer Raumbildvorlage zusammengefasst werden, ist abhängig von der Wiedergabevorrichtung, die verwendet werden soll. Die hierfür notwendigen Angaben werden in der Regel durch den Hersteller der Wiedergabevorrichtung angegeben.

Bei einer Ausführungsform werden die Steuerwerte für die 2D-Bilddaten der Ursprungsansicht an einer zentralen Stelle, beispielsweise einer Sendestation ermittelt und diesen zugeordnet. In der Sendestation wird somit ein Verfahren ausgeführt, dass die Schritte umfasst: Empfangen und/oder Einlesen von 2D-Bilddaten einer Ursprungsansicht, Ableiten und Zuordnen eines Steuerwerts zu jedem Bildpunkt der Ursprungsansicht; wobei für jeden Bildpunkt der 2D-Bilddaten der Ursprungsansicht Farbwerte mindestens zweier Grundfarben eines Farbsystems ermittelt werden und jedem der Bildpunkte automatisiert ein Steuerwert abhängig von den mindestens zwei bestimmten Farbwerten zugeordnet wird, wobei jeder der Steuerwerte eine Disparitätsinformation darstellt.

Anschließend werden die 2D-Bilddaten gemeinsam mit den Steuerwerten zu einer oder mehreren Empfangsstationen übertragen, was mittels eines Pfeils angedeutet ist. Es versteht sich, dass die Übertragung je nach Übertragungsstrecke codiert oder uncodiert erfolgen kann. Bei einer Codierung kann auch eine Codierung gewählt werden, die es ermöglicht Übertragungsfehler zu erkennen und gegebenenfalls sogar zu korrigieren.

In den Empfangsstationen werden folgende Schritte ausgeführt: Empfangen und/oder

Einlesen von 2D-Bilddaten einer Ursprungsansicht und von Bildpunkten der 2D-Bilddaten zugeordneten Steuerwerten, wobei jeder der Steuerwerte eine Disparitätsinformation darstellt und für den zugeordneten Bildpunkt der 2D-Bilddaten der Ursprungsansicht aus Farbwerten mindestens zweier Grundfarben eines Farbsystems ermittelt ist oder aus diesen automatisiert ermittelbar ist, Ableiten von mehreren weiteren Teilansichten, die die in der Ursprungsansicht gezeigte Information aus unterschiedlichen Betrachtungswinkeln darstellen;

wobei beim Ableiten der mehreren Teilansichten, die unterschiedliche Betrachtungsrichtungen einer durch die 2D-Bilddaten der Ursprungsansicht repräsentierten Ursprungsszene darstellen, die einzelnen Bildpunkte der Ursprungsansicht bildpunktweise entsprechend eines für die jeweilige Ansicht vorgegebenen Verschiebungsvektors und des dem einzelnen

Bildpunkt zugeordneten Steuerwerts relativ zueinander verschoben werden und anhand der verschobenen Bildpunkte die Bildpunkte der jeweiligen Teilansicht abgeleitet werden.

Eine Vorrichtung zur Bilddatenverarbeitung zum Erzeugen von Bilddaten für eine Wiedergabe über eine Wiedergabevorrichtung, bei deren Wiedergabe über die Wiedergabevorrichtung ein dreidimensionaler visueller Eindruck bei einem menschlichen Betrachter hervorgerufen wird, umfasst in einer solchen Empfangsstation: eine Schnittstelle zum Empfangen von digitalen 2D-Bilddaten einer Ursprungsansicht sowie von Steuerwerten, wobei jedem Bildpunkt genau ein Steuerwert zugeordnet ist und jeder der Steuerwerte eine Disparitätsinformation darstellt und für den zugeordneten Bildpunkt der 2D-Bilddaten der Ursprungsansicht aus Farbwerten mindestens zweier Grundfarben eines Farbsystems dieses zugeordneten Bildpunktes ermittelt ist oder aus diesen Farbwerten automatisiert ermittelbar ist; eine Ansichtenermittlungseinheit zum Ableiten von mehreren Teilansichten, die die in der Ursprungsansicht repräsentierte Ursprungsszene aus unterschiedlichen Betrachtungswinkeln darstellen; und eine Zusammenfassungseinheit zum Erstellen einer Raumbildvorlage aus den mehreren

Teilansichten, wobei die Ansichtenermittlungseinheit eine Verschiebungseinheit umfasst, die für jede der Teilansichten jeden der einzelnen Bildpunkte der Ursprungsansicht abhängig von dem zugeordneten Steuerwert und einem für die entsprechende Teilansicht vorgegebenen Verschiebungsvektor verschiebt und anhand der verschobenen Bildpunkte die Bildpunkte der jeweiligen Teilansicht ableitet.

Eine Sendestation umfasst eine Vorrichtung zur Bilddatenbearbeitung zum Aufbereiten von Bilddaten für eine Wiedergabe über eine Wiedergabevorrichtung, bei deren Wiedergabe über die Wiedergabevorrichtung ein dreidimensionaler visueller Eindruck bei einem menschlichen Betrachter hervorgerufen wird, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Schnittstelle zum

Empfangen von digitalen 2D-Bilddaten einer Ursprungsansicht;

eine Farbwertermittlungseinheit, die für jeden der Bildpunkte der Ursprungsansicht Farbwerte für mindestens zwei Grundfarben eines Farbsystems bestimmt, sowie

eine Zuordnungseinheit, die jedem der Bildpunkte abhängig von den mindestens zwei ermittelten Farbwerten einen Steuerwert zuordnet. Bevorzugt können die 2D-Bilddaten und die zugeordneten Steuerwerte über die Schnittstelle zum Empfangen der 2D-Bilddaten oder eine weitere Schnittstelle, beispielsweise eine Sendeschnittstelle ausgegeben oder bereitgestellt werden.

Die den einzelnen Bildpunkten zugeordneten Steuerwerte werden bei einer bevorzugten Ausführungsform errechnet. Bei einer Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist hierfür eine Berechnungseinheit vorgesehen. Hierbei wird eine Funktion verwendet, die von den mindestens zwei bestimmten Farbwerten als Variablen abhängig ist.

Die Funktion für die Berechnung der Steuerwerte in Abhängigkeit der ermittelten Farbwerte ist bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Funktion, die einen Extremwert aufweist und stetig bzw. diskret stetig ist, nicht jedoch durchgehend differenzierbar sein muss.

Zusätzlich zu der Abhängigkeit von den mindestens zwei bestimmten Farbwerten kann die Funktion noch von Parameterwerten abhängen, die durch das Wiedergabegerät bestimmt sind, mit dem die erzeugten Bilddaten wiedergegeben werden sollen. Darüber hinaus hat bei einigen Ausführungsformen ein vorgegebener optimaler Betrachtungsabstand einen Einfluss auf die Berechnung der Steuerwerte.

Als Farbsystem wird ein System bezeichnet, welches es ermöglicht, eine Farbe über Farbwerte einzelner Grundfarben zu charakterisieren. Ein bekanntes Farbsystem zur Charakterisierung von Farben ist beispielsweise das RGB-System (Rot-Grün-Blau-System), bei dem die einzelnen Farben über eine Farbaddition eines roten Farbanteils, eines grünen Farbanteils und eines blauen Farbanteils der Grundfarben Rot, Grün und Blau erzeugbar sind. Bei einer Bestimmung von Farbwerten für eine Farbe wird jeweils der Anteil der einzelnen Grundfarbe ermittelt, mit dem diese an der Farbaddition teilnimmt. Hierbei werden im RGB- Farbsystem für jede Grundfarbe beispielsweise Farbwerte zwischen 0 und 100 bestimmt. Die Farbwerte geben dann einen Prozentsatz einer Intensität an, mit der die jeweilige Grundfarbe in die Farbaddition eingeht. Gehen bei einem RGB-Farbsystem beispielsweise alle Farben Rot, Grün und Blau mit 100 % Intensität in die Farbaddition ein, so ergibt sich eine weiße Farbe für den menschlichen Betrachter. Gehen Rot und Grün mit 100 % Intensität und Blau mit 0 % Intensität in die Farbaddition ein, so ergibt sich beispielsweise ein gelber Farbton.

Insbesondere wenn mehrere Ursprungsansichten einer Bildsequenz für eine dreidimensionale Aufbereitung bearbeitet werden sollen, die anschließend auf derselben Wiedergabevorrichtung ausgegeben und im selben Abstand hierzu betrachtet werden sollen, ist es von Vorteil, wenn die Steuerwerte, die dann ja ausschließlich von den mindestens zwei Farbwerten abhängen, nur einmal für alle möglichen Farbwertkombinationen berechnet und in einem Steuerwertspeicher abgelegt werden. Bei einem Zuordnen der Steuerwerte zu den einzelnen Bildpunkten können dann abhängig von den ermittelten mindestens zwei Farbwerten die Steuerwerte aus dem Steuerwertespeicher ausgelesen werden.

Bei einer anderen Ausführungsform werden die Steuerwerte jeweils individuell aktuell für jeden Bildpunkt anhand der Steuerwertefunktion berechnet. Dies bietet sich dann an, wenn Bilddaten für nur eine Ursprungsansicht bearbeitet werden sollen oder aufeinanderfolgend Bilddaten von unterschiedlichen Ursprungsansichten bearbeitet werden sollen, die jedoch auf unterschiedlichen Wiedergabevorrichtungen oder in unterschiedlichen Abständen zu der oder den Wiedergabevorrichtungen betrachtet werden sollen.

Um Wiedergabevorrichtungen verwenden zu können, die nicht nur von einer Betrachtungsposition aus einen räumlichen Effekt erzeugen, ist es notwendig, dass mehr als zwei Ansichten aus der Ursprungsansicht abgeleitet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden n Teilansichten abgeleitet, wobei n s 2 gilt und der der Teilansicht zugeordnete Verschiebevektor V_m der Teilansicht m mit m = 1 , ... n gegeben ist durch: V_m=a^*(-1+2^*(m-1)/(n-1)), wobei a eine Konstante ist und vorzugsweise gilt: a = 1. Bei dieser Ausführungsform wird eine gleiche Anzahl von Teilansichten erzeugt, die gegenüber einer Ursprungsbetrachtungsposition, von der aus die Ursprungsansicht aufgenommen ist, eine nach links verschobene Betrachtungsposition darstellen, wie Ansichten erzeugt werden, die eine nach rechts verschobene Betrachtungsposition gegenüber der Betrachtungsposition darstellen, die für die Ursprungsansicht gewählt ist. Ist n ungerade, so stellt die Ursprungsansicht eine der Teilansichten, nämlich die Teilansicht m=(n+1)/2, dar, die vorzugsweise für ein Berechnen einer Raumbildvorlage mit verwendet wird. Vorteilhaft ist es, dass die Betrachtungspositionen zueinander jeweils um denselben Abstand verschoben sind. Dies ist bei der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform über die Wahl der Verschiebungsvektoren gewährleistet.

Das Verschieben der einzelnen Bildpunkte der Ursprungsansicht erfolgt bevorzugt in der Weise, dass die jeweiligen Bildpunkte gemäß eines Disparitätsvektors verschoben werden, wobei der Disparitätsvektor für jeden Bildpunkt als ein Produkt aus dem dem Bildpunkt zugeordneten Steuerwert und dem Verschiebevektor der entsprechenden Ansicht errechnet wird. Der Disparitätsvektor ist somit für jeden Bildpunkt der mit dem entsprechenden Steuerwert gewichtete Verschiebevektor der entsprechenden Ansicht. Die Bildpunkte der Ursprungsansicht werden zeilenweise einzeln in der Richtung nacheinander verarbeitet, in die der jeweilige Verschiebungsvektor weist, der der Teilansicht zugeordnet ist, die abgeleitet wird. Die Bildpunkte der Ursprungsansicht, die an Positionen verschoben werden, die (bezogen auf die Abarbeitungsrichtung) hinter einer Position zurückbleiben, an die zuvor schon ein Bildpunkt der Zeile verschoben wurde, bleiben unberücksichtigt. Dieses hat seine Ursache darin, dass Bildpunkte, die einen geringeren Steuerwert aufweisen als ihr benachbarter Bildpunkt, der bezüglich der Verschieberichtung "vor ihnen" angeordnet ist, in der erzeugten abgeleiteten Teilansicht, die einen geänderten Betrachtungswinkel gegenüber der Ursprungsansicht darstellt, nicht sichtbar sind. Die Disparität, die durch den Steuerwert ausgedrückt ist, bestimmt somit im Verhältnis zu den Disparitäten (Steuerwerten) der benachbarten Bildpunkte (nicht notwendigerweise der unmittelbar benachbarten Bildpunkte) auch eine Sichtbarkeit des entsprechenden Bildpunktes. Bildpunkte, die in einer der Teilansichten nicht sichtbar sein werden, brauchen für diese Teilansicht dementsprechend nicht verschoben zu werden. Dieses ist gleichbedeutend damit, dass der entsprechende Bildpunkt der Ursprungsansicht nicht berücksichtigt wird. Aus den verschobenen Bildpunkten werden anschließend die Bildpunkte der abgeleiteten Ansicht, der Teilansicht, abgeleitet.

Sind die Steuerwerte ganzzahlig und ist auch der Betrag des Verschiebungsvektors V ein ganzzahliger Wert, so werden die einer Matrix zugeordneten Bildpunkte, welche vertikale Spalten und horizontale Zeilen aufweist, beim Verschiebevorgang automatisch an eine neue Matrixposition verschoben, wenn man davon ausgeht, dass der Abstand zwischen den einzelnen Matrixpositionen ein ganzzahliges Vielfaches des Bildpunktabstands und der Steuerwertebereich und die Wertebereich der Längen der Verschiebungsvektoren entsprechend gewählt sind. Da ein resultierender Versatz der einzelnen Bildpunkte der Ursprungsansicht ausschließlich von den bildpunktbezogenen Steuerwerten und den teilansichtbezogenen Verschiebungsvektoren bestimmt ist, können in der den verschobenen Bildpunkten zugeordneten Bildpunktstruktur oder -Matrix Fehlstellen entstehen, wenn sich Disparitätsvektoren der in der Ursprungsansicht benachbarten Bildpunkte voneinander unterscheiden. Diese sind zum Teil nicht verschobenen bzw. nicht zu berücksichtigenden Bildpunkte der Ursprungsansicht zuzuordnen, wie oben bereist erläutert ist. Fehlstellen entstehen aber auch dann, wenn in Abarbeitungsrichtung der Steuerwert der Bildpunkte größer wird. Ein nachfolgender Bildpunkt wird somit um einen größeren Betrag verschoben als der vorangehende Bildpunkt, so dass zwischen diesen eine oder mehrere Fehlstellen entstehen können. Die Fehlstellen können, unabhängig von ihrer Entstehungsursache, entweder durch die Farbwerte des verschobenen Bildpunktes aufgefüllt werden, der bezüglich der Verschieberichtung vor der oder den jeweiligen Fehlstellen der Bildpunktstruktur oder Matrix angeordnet ist, d.h. geringer oder gar nicht verschoben ist, als der Bildpunkt, der soweit verschoben ist, dass ein oder mehrere andere Bildpunkte mit einem geringeren Steuerwert als nicht sichtbar zu betrachten ist oder sind und deshalb unberücksichtigt bzw. unverschoben bleibt oder bleiben und so die eine oder die mehreren Fehlstellen verursacht oder verursachen.

Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die entstandenen Fehlstellen in einer Zeile mit Farbwerten versehen werden, die durch eine Interpolation aus den Farbwerten bei der Ableitung der Ansicht zu berücksichtigenden verschobenen Bildpunkte ermittelt werden, die nach der Verschiebung die Fehlstellen umschließen bzw. begrenzen. Sind die Beträge der aus den Verschiebungsvektoren und den Steuerwerten gebildeten Disparitätsvektoren nicht ganzzahlig, so ist es für alle oder die meisten Bildpunkte der der Teilansicht zugeordneten Matrix notwendig, die Farbwerte für die einzelnen Matrixpositionen entweder anhand der Farbwerte des Bildpunktes festzulegen, der der Matrixposition in der jeweiligen Zeile am nächsten ist oder die Farbwerte über eine Interpolation aus den Farbwerten der zu berücksichtigenden verschobenen Bildpunkte zu errechnen. Die Interpolation kann linear ausgeführt oder einer anderen vorgegebenen Funktion folgend ausgeführt werden. Ferner können auch Farbwerte von verschobenen Bildpunkten berücksichtigt werden, die übernächste oder überübernächste usw. Nachbarn sind. Es wird angemerkt, dass den Bildpunkten der Teilansichten selbstverständlich jeweils eine vollständige Farbinformation zugewiesen wird, die Farbwerte bezüglich aller Grundfarben des Farbsystems umfasst. In jedem Fall kann jedoch der Rechenaufwand zum Erzeugen der einzelnen abzuleitenden Teilansichten einer Ursprungsansicht einer Sequenz so gering gehalten werden, dass die Errechnung der mehreren Teilansichten in„Video/TV-Echtzeit" erfolgen kann, d. h. sich nach einer gegebenenfalls notwendigen Anlaufphase die mehreren Teilansichten im Takt der Bildrate der Bildsequenz errechnen lassen. Hierbei ist zu beachten, dass sowohl die einzelnen Teilansichten parallel abgeleitet werden können als auch die einzelnen Zeilen zeilenweise jeweils parallel unabhängig voneinander bearbeitet werden können. Über diese Parallelisierung ist es möglich, auch bei hohen Ursprungsansichtsraten, die zu verarbeiten sind, die benötigten abgeleiteten Teilansichten zum Bestimmen einer Raumbildvorlage mit der Taktrate der Bildfolge bei einer Wiedergabe einer Bildsequenz zu errechnen.

Da auf die empfangenen 2D-Bilddaten bei der Ableitung der Teilansichten und der Steuerwerte in der Regel mehrfach zugegriffen wird, werden diese bei einigen Ausführungsformen in einem ersten Speicherbereich abgelegt. Ebenso ist es bei einigen Ausführungsformen vorgesehen, die ermittelten Teilansichten oder zumindest Teile hiervon in zweiten Speicherbereichen abzulegen.

Die einzelnen Einheiten der Vorrichtung zum Erzeugen der benötigten Bilddaten sind vorzugsweise über eine softwaregesteuerte Rechnereinheit realisiert. Ebenso ist es jedoch auch möglich, die einzelnen Einheiten in eine oder mehrere FPGA-Einheiten zu integrieren. Wieder eine andere Ausführungsform sieht vor, dass eine ASIC-Schaltung die einzelnen Einheiten umsetzt, wobei die Bilddaten der Ursprungsansicht sowie gegebenenfalls Parameterwerte, die gerate- bzw. betrachtungsentfernungsabhängig sind, über Datenleitungen eingelesen werden können und die erzeugten Bilddaten über Datenleitungen ausgegeben werden. Hierbei sind Ausführungsformen realisierbar, bei denen der erste Speicherbereich und die zweiten Speicherbereiche in die ASIC-Schaltung integriert sein können oder auch in einem Speicher befindlich sein können, der mit der ASIC-Schaltung gekoppelt ist. Ebenso verhält es sich mit dem Steuerwertespeicher, der jedoch vorzugsweise in der ASIC-Schaltung realisiert ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Ablauf der Verarbeitung von Bilddaten eines 2D-Bilds zur

Aufarbeitung und Darstellung als 3D-Bild; Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der bildpunkteweisen

Verschiebung von Bildpunkten zur Erzeugung der abgeleiteten Teilansichten;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Aufbereiten von 2D-

Bilddaten für eine dreidimensionale Darstellung;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer schematischen Darstellung einer

Vorrichtung zur Aufbereitung von 2D-Bilddaten für eine dreidimensionale Darstellung;

Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung einer optimierten

Bearbeitung von 2D-Bilddaten zur dreidimensionalen Darstellung;

Fig. 6a bis 6c beispielhafte Zuordnungsmatrizen für die Zusammenfassung von Teilansichten zu einer Raumbildvorlage; und

Fig.7 eine schematische Darstellung eines Verfahrens, bei dem den 2D-Bilddaten in einer Sendestation Steuerwerte zugeordnet werden und an Empfangsstationen aus den empfangenen 2D-Bilddaten der Ursprungsansicht gemeinsam mit den empfangenen Steuerdaten die Teilansichten abgeleitet und zu Raumbildvorlagen zusammengefasst werden.

In Fig. 1 ist schematisch ein Verfahren 1 einer Verarbeitung von 2D-Bilddaten einer Ursprungsansicht 2 dargestellt. Zunächst werden die 2D-Bilddaten beispielsweise in Form einer Bilddatei empfangen, erfasst oder eingelesen. Die Bilddatei der 2D-Bilddaten umfasst hierbei digitalisierte Bildpunkte der Ursprungsansicht 2, die eine Ursprungsszene repräsentiert. Bei den empfangenen 2D-Bilddaten handelt es sich vorzugsweise um farbige 2D Bilddaten. Für jeden Bildpunkt der Ursprungsansicht 2 steht hierbei eine Farbinformation zur Verfügung. Beispielsweise stehen insgesamt 24 Bit zur Codierung der Farbe zur Verfügung, wobei jeweils 8 Bit für eine Codierung eines Farbwertes in einem RGB- Farbsystem verwendet werden. Die empfangenen 2D-Bilddaten können jedoch eine Graustufencodierung aufweisen, wobei jedem Bildpunkt eine Graustufe zugeordnet ist.

Bei den empfangenen 2D-Bilddaten kann es sich um die Bilddaten eines Einzelbildes handeln, welches beispielsweise von einem Datenträger 3 stammt oder um eine Ansicht einer Bildsequenz 4 handeln, die beispielsweise von einem Empfangs-/Wiedergabegerät 5 bereitgestellt wird. Das Empfangs-/Wiedergabegerät 5 kann beispielsweise ein Fernsehempfänger, ein Videorecorder, ein DVD-Player oder anderes Abspielgerät sein.

Die 2D-Bilddaten werden in einer Verarbeitungsstufe, die auch als Ansichtenermittlungseinheit 6 bezeichnet werden kann, verarbeitet, um hieraus mehrere Teilansichten 7-1 , 7-2, 7-3, 7-4 abzuleiten. Die mehreren abgeleiteten Teilansichten 7-1 bis 7- 4 weisen jeweils dieselbe Anzahl von Bildpunkten auf, wie die durch die 2D-Bilddaten repräsentierte Ursprungsansicht. Wird bei der angestrebten 3D-Wiedergabe gegenüber der Ursprungsansicht 2 eine Änderung des Formats, der Auflösung etc. gewünscht, so wird die Ursprungsansicht vor einer Verarbeitung entsprechend angepasst, so dass diese Bedingung für diese angepasste Ursprungsansicht und die hieraus abgeleiteten Teilansichten gilt.

Jede der abgeleiteten Teilansichten 7-1 bis 7-4 stellt die durch die Ursprungsansicht 2 repräsentierte Ursprungsszene aus einer anderen Betrachtungsposition bzw. einem anderen Betrachtungswinkel oder einer anderen Betrachtungsrichtung dar. Durch die Ansichtenermittlungseinheit 6 werden für jeden Bildpunkt der Ursprungsansicht 2 zunächst mindestens zwei Farbwerte von Grundfarben eines Farbsystems bestimmt. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel, in dem die 2D-Bilddaten der Ursprungsansicht in Form einer RGB-codierten Bilddatei zur Verfügung gestellt werden, können die entsprechenden Farbwerte, beispielsweise für die Grundfarben Rot und Blau eines jeden Bildpunktes, einfach aus der 2D-Bilddatei ausgelesen werden. Wird die 2D-Bilddatei in einem anderen Farbsystem oder in Grau stufen werten codiert bereitgestellt, so müssen die Farbwerte gegebenenfalls berechnet werden. Vorzugsweise findet eine Umrechnung der Farbwerte in das RGB- Farbsystem statt. Für eine Umrechnung von einer Graustufencodierung in eine RGB- Codierung oder eine Umrechung von einem Farbsystem in ein anderes Farbsystem gibt es im Stand der Technik bekannte Berechnungsvorschriften.

Den Bildpunkten der Ursprungsansicht 2 werden anhand der ermittelten Farbwerte individuell Steuerwerte 8 zugeordnet. Der Steuerwert 8 stellt jeweils eine Disparitätsinformation dar, die im späteren Verarbeitungsablauf bestimmt, wie groß die Disparität für den jeweiligen Bildpunkt in den einzelnen abgeleiteten Teilansichten 7-1 bis 7-4 bezüglich der Ursprungsansicht 2 bzw. zwischen den einzelnen abgeleiteten Teilansichten 7-1 bis 7-4 sein wird. Nimmt man eine reale Szene von zwei leicht gegeneinander verschobenen Betrachtungspositionen auf, so stellt man fest, dass Bildpunkte, die dasselbe Objekt darstellen und eine große Disparität zwischen den beiden Aufnahmen aufweisen, häufig Bildpunkte von Objekten„verdecken", die nur eine geringere Disparität aufweisen würden. Somit regeln die Steuerwerte 8 auch die Sichtbarkeit einzelner Bildpunkte der Ursprungsansicht 2 in den abgeleiteten Teilansichten 7-1 bis 7-4, wie weiter unten erläutert wird.

Die einzelnen Bildpunkte der 2D-Bilddatei können einer Bildpunktmatrix zugeordnet werden, die vertikale Spalten und horizontale Zeilen aufweist. Um die einzelnen abgeleiteten Teilansichten 7-1 bis 7-4 zu erzeugen, werden die 2D-Bilddaten der Ursprungsansicht 2 zeilenweise mehrfach bearbeitet, um jeweils Bildpunktzeilen für die mehreren abgeleiteten Ansichten 7-1 bis 7-4 zu erzeugen. Hierbei wird jede Zeile jeweils so oft verarbeitet, wie abgeleitete Teilansichten erzeugt werden. (Ist eine der abgeleiteten Teilansichten aufgrund der Vorgaben hinsichtlich der den Teilansichten zugewiesenen Betrachtungsrichtungen identisch mit der Ursprungsansicht, so kann eine Bearbeitung der Bildzeile selbstverständlich eingespart werden.) Im dargestellten Ausführungsbeispiel, in dem vier abgeleitete Teilansichten 7-1 bis 7-4 erzeugt bzw. abgeleitet werden, wird jede Zeile der Ursprungsansicht 2 somit viermal bearbeitet. Hierbei wird jeweils von der Bildzeile der Ursprungsansicht 2 ausgegangen. Jeder der abzuleitenden Teilansichten 7-1 bis 7-4 ist ein Verschiebungsvektor V_m zugeordnet, wobei m ein Index der jeweiligen Ansicht angibt, d.h. m=1 n und n die Anzahl der abgeleiteten Ansichten angibt. Die abgeleiteten Teilansichten

7-1 bis 7-4 stellen jeweils die durch die Ursprungsansicht 2 dargestellte Ursprungsszene betrachtet von unterschiedlichen Betrachtungspositionen dar. Diese Betrachtungspositionen sind oder werden jeweils in gleicher Anzahl äquidistant symmetrisch rechts und links zu der Betrachtungsposition errechnet, von der aus die Ursprungsansicht aufgenommen ist. Die Verschiebung der Betrachtungsposition relativ zu der Betrachtungsposition der Ursprungsansicht wird jeweils über einen Verschiebungsvektor V_m repräsentiert, der der jeweiligen Teilansicht m zugeordnet ist. Bei einer gleich beabstandeten symmetrischen Verteilung der Betrachtungspositionen für die abzuleitenden Teilansichten ergibt sich eine Berechnungsvorschrift für den Verschiebungsvektor V_m=a^*(-1+2^*(m-1 )/(n-1 )), wobei a eine Konstante ist und vorzugsweise gleich 1 gewählt ist. Der der jeweiligen Teilansicht m zugeordnete Verschiebungsvektor V_m wird mit dem dem einzelnen Bildpunkt zugeordneten Steuerwert gewichtet oder skaliert, um einen Disparitätsvektor für jeden einzelnen Bildpunkt der Ursprungsansicht 2 bei der zeilenweisen Verarbeitung zu bestimmen. Für jeden Bildpunkt der Ursprungsansicht 2 werden somit so viele Disparitätsvektoren bestimmt, wie Teilansichten abgeleitet werden. Während die Steuerwerte jeweils dasselbe Vorzeichen aufweisen, treten sowohl positive als auch negative Verschiebevektoren auf. Das Vorzeichen des Verschiebevektors wird hierbei mit einer Verschieberichtung assoziiert. Innerhalb einer Bildpunktzeile wird ein positives Vorzeichen mit einer Richtung assoziiert, die von links nach rechts weist und ein negatives Vorzeichen entsprechend mit einer Richtung, die von rechts nach links weist. Die einzelnen Bildpunkte einer Zeile werden entsprechend jener Richtung abgearbeitet, die durch die Richtung des Verschiebevektors für die entsprechende Teilansicht vorgegeben ist. Ist der Verschiebevektor positiv, so werden die Bildpunkte einer Zeile von links nach rechts abgearbeitet und von links nach rechts entsprechend des jeweiligen Disparitätsvektors verschoben. Hierbei ist zu beachten, dass jene Bildpunkte, deren Disparitätsvektor eine Länge aufweist, die geringer als die Länge des zuvor bearbeiteten Bildpunktes ist, aufgrund der Disparität in der entsprechenden Teilansicht, die errechnet wird, nicht sichtbar sind und deshalb nicht verschoben werden bzw. für die Ableitung der Bildpunkte der entsprechenden Teilansicht nicht berücksichtigt werd. Dieses bedeutet auch, dass Bildpunkte deren Disparitätsvektor ihnen eine neue Position zuweisen würde, die bereits durch einen zuvor verschobenen Bildpunkt mit einem größeren Disparitätsvektor belegt ist, nicht sichtbar sind und deshalb nicht verschoben oder berücksichtigt werden. Da dieses nicht nur bezüglich des unmittelbar vorausverarbeiteten Bildpunkts auftreten kann, gilt allgemein, dass ein Bildpunkt, der mit dem Disparitätsvektor an eine Position verschoben würde, die hinter einer Position in Bezug auf die Verarbeitungsrichtung zurückbleibt, an die bereits zuvor ein Bildpunkt der Zeile verschoben wurde, nicht verschoben wird bzw. bei der Ableitung der Bildpunkte für die entsprechende Teilansicht nicht berücksichtigt wird.

Bei einer Ausführungsform werden die Beträge der Disparitätsvektoren auf ganze Zahlen gerundet, so dass die verschobenen Bildpunkte mit Bildpunkten eines matrixartigen Rasters der abzuleitenden Teilansicht assoziiert werden können. Die verschobenen Bildpunkte stellen somit unmittelbar die abgeleiteten Bildpunkte der Teilansicht dar.

Da die Disparitätsvektoren ursprünglich (nicht notwendigerweise unmittelbar) benachbarter Bildpunkte der Ursprungsansicht stark voneinander abweichen können, wie oben erläutert ist, treten zwischen den verschobenen Bildpunkten, die bei der Ableitung der Bildpunkte der Teilansicht berücksichtigt werden, Lücken bzw. Fehlstellen in dem mit der entsprechenden Teilansicht assoziierten matrixartigen Raster auf. Diese Fehlstellen werden bei einer Ausführungsform mit den Farbwerten aufgefüllt, die dem bezüglich der Abarbeitungsrichtung der Zeile zuvor verschobenen und zu berücksichtigenden Bildpunkt entsprechen. Bei einer anderen Ausführungsform werden die Farbwerte der Fehlstellen durch eine Interpolation der zu berücksichtigenden benachbarten Farbwerte errechnet.

Anstelle einer Rundung der Längen der Disparitätsvektoren auf ganze Zahlen können die Farbwerte für die einzelnen Bildpunkte auch aus den zu berücksichtigenden verschobenen Bildpunkten, deren Positionen dann nicht exakt mit den Bildpunktpositionen des matrixartigen Rasters der Teilansicht übereinstimmen, durch eine subpixelgenaue Interpolation berechnet werden. Die Bildpunkte einer Zeile können jeweils unabhängig von den Bildpunkten in den benachbarten Zeilen ermittelt werden. Ebenso können die Bildpunkte der verschiedenen zu erzeugenden abgeleiteten Teilansichten 7-1 bis 7-4 zeitgleich unabhängig voneinander aus den Bildpunkten der Bilddaten abgeleitet werden, die die Ursprungsansicht 2 darstellt. Hierdurch ist es somit möglich, die Berechnung der einzelnen abgeleiteten Teilansichten 7-1 bis 7-4 auch zeitlich zu parallelisieren. Es ist somit möglich, selbst bei hochaufgelösten Bildformaten mit einer hohen Bildfrequenz die mehreren abgeleiteten Teilansichten 7-1 bis 7-4 in Echtzeit zu berechnen, d. h. mit der Bildfrequenz.

Die einzelnen ermittelten Zeilen von Bildpunkten der abgeleiteten Teilansichten 7-1 bis 7-4 werden in der hier beschriebenen Ausführungsform jeweils in entsprechende Bildspeicher abgespeichert. Um eine Wiedergabe über eine stereoskopische Wiedergabevorrichtung 9 zu gewährleisten, werden die mehreren abgeleiteten Ansichten 7-1 bis 7-4 zu einer Raumbildvorlage 10 in einer so genannten Rekombinationsstufe 11 zusammengefügt, die an die stereoskopische Wiedergabevorrichtung 9 ausgegeben wird.

Es wird erneut angemerkt, dass, die Ursprungsansicht vor einer Verarbeitung, d.h. einer Ableitung der mehreren Ansichten, auf das Wiedergabeformat umskaliert wird, sofern die Auflösung der Wiedergabevorrichtung von einer Auflösung der Ursprungsansicht abweicht. Dies ist in Fig. 1 nicht dargestellt, kann jedoch optional vorgesehen sein.

Die Steuerwerte 8 werden bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß einer Funktion berechnet, die von dem blauen und roten Farbwertanteil der Bildpunkte abhängig ist. Die Funktion weist ein Extremum auf, welches bei einem Rotwert R^lim und bei einem Blauwert B^l,m auftritt. Die Rot- und Blaufarbwerte R^,im, B^lim, an denen das Maximum der Steuerwertfunktion auftritt, werden als roter Farbgrenzwert und blauer Farbgrenzwert bezeichnet. Zunächst werden die Absolutbeträge der Differenzen des jeweiligen Farbwertes und des entsprechenden Farbgrenzwertes ermittelt. Der Steuerwert ist durch den jeweils größeren dieser Absolutbetrage geteilt durch eine Normierungskonstante festgelegt. Ist der Absolutwert des um den Betrag des roten Farbgrenzwertes reduzierten Farbwerts des roten Farbanteils eines Bildpunktes der Ursprungsansicht 2 größer als der Absolutwert des um den Betrag des blauen Farbgrenzwertes reduzierten Farbwerts des blauen Farbanteils, so ist der Steuerwert durch den Absolutbetrag der Differenz des roten Farbwerts und des roten Farbgrenzwerts bestimmt, ist hingegen der Absolutwert des um den Betrag des blauen Farbgrenzwertes reduzierten Farbwerts des blauen Farbanteils größer als der Absolutwert des um den Betrag des roten Farbgrenzwertes reduzierten Farbwerts des roten Farbanteils, so wird der Steuerwert durch den Absolutbetrag der Differenz des blauen Farbwerts und des blauen Farbgrenzwertes bestimmt. Die Absolutbeträge der entsprechenden Differenzen sind jeweils durch einen gemeinsamen Faktor normiert.

Verallgemeinert gilt:

Seien ^ und f₂ Farbwerte eines Bildpunktes bezüglich zweier Grundfarben dann errechnet sich der Steuerwert S fa) gemäß folgender Formel:

S(fi,f₂) = (|fi-fi^lim|/ konst.), wenn |f₁-f₁ ^lim|>=|f₂-f₂ ^lim| und

S(fi,f₂) = (|f₂-f₂ ^lim|/ konst.), sonst.,

wobei konst. für eine Normierungskonstante steht und ^m und f₂ ^hm Farbgrenzwerte der Grundfarben sind, an denen die Steuerwertfunktion S(fi,f₂) ein Extremum aufweist. Die Funktion ist stetig über der Fläche der Farbwerte und f₂. Bei geeigneter Wahl des Farbsystems, sind die Steuerwerte von genau zwei Farbwerten abhängig.

Da die Steuerwerte für mehrere Bilddatensätze, die unterschiedliche Ursprungsansichten einer Bildsequenz darstellen, unverändert bleiben, können die Steuerwerte in einem Steuerwertespeicher abgelegt werden und aus diesem ausgelesen werden und müssen nur ein einziges Mal für die entsprechende Bildsequenz errechnet werden. Bleibt die verwendete Wiedergabevorrichtung und der gewünschte optimale Betrachtungsabstand für unterschiedliche Bildsequenzen konstant, so müssen die Steuerwerte nur ein einziges Mal berechnet werden.

Anhand von Fig. 2 soll erläutert werden, wie die einzelnen Bildpunkte 21-k (k = 1 , 2, ...) der Ursprungsansicht einer Zeile 22 verschoben werden, um die Bildpunkte 23-I (I = 1 ,2, ...) einer Zeile 24 einer Teilansicht m zu erzeugen. Es sind bereits die ersten acht Bildpunkte 21-1 bis 21-8 in den Bearbeitungsschritten S1 bis S8 zu den verschobenen Bildpunkten 23-1 bis 23-8 verschoben worden. Für die Bearbeitungsschritte S9 bis S18 ist jeweils dargestellt, wie die einzelnen Bildpunkte in den einzelnen Schritten verschoben werden bzw. nicht verschoben und nicht berücksichtigt werden. Die einzelnen Bildpunkte 21-k sind als Kästchen dargestellt, wobei ihre Farbe, die durch die einzelnen Farbwerte festgelegt ist, über eine Schraffur schematisch gekennzeichnet ist. Den einzelnen Bildpunkten 21-k der Bildzeile 22 der Ursprungsansicht sind die einzelnen Steuerwerte 23 zugeordnet. Im Verfahrenschritt S9 soll der Bildpunkt 21-9, welchem der Steuerwert mit dem Betrag 6 zugeordnet ist, verschoben werden. Die Bildpunkte 21-1 bis 21-8, denen jeweils ein Steuerwert 0 zugeordnet ist, sind bereits verschoben worden. Das zu verschiebende Pixel 21-9 wird um sechs Bildpunktstellen in der Bildzeile 24 der zu erzeugenden Ansicht nach rechts verschoben und stellt somit einen Teilansichtbildpunkt 25-15 dar. Zwischen dem in Verfahrensschritt S9 festgelegten Bildpunkt 25-15 der erzeugten Teilansicht und dem zuletzt beim Verschieben des Ursprungsbildpunktes 21-8 festgelegten Bildpunkts 25-8 der zu erzeugenden Teilansicht sind Leerstellen 25-9 bis 25-14 entstanden. Diese werden mit dem Farbwert aufgefüllt, der dem Bildpunkt entspricht, der zuletzt vor dem aktuell verschobenen Bildpunkt 25-15 festgelegt worden ist, nämlich dem Bildpunkt 25-8. Dies ist in der eingeklammerten Bildzeile 24' im Verarbeitungsschritt S9' schematisch dargestellt. In den nachfolgenden Bearbeitungsschritten S10 und S11 werden die Bildpunkte der Ursprungsansicht 21-10 und 21-11 , denen ebenfalls jeweils ein Steuerwert mit dem Wert 6 zugeordnet ist, in die Bildpunkte 25-16 bzw. 25-17 verschoben. In dem darauf folgenden Bearbeitungsschritt S12 ist dem Bildpunkt 21-12 ein Steuerwert mit dem Wert 2 zugeordnet. Würde man diesen Bildpunkt 21-12 um zwei Bildpunktstellen verschieben, so würde ein bereits festgelegter Bildpunkt, nämlich der Bildpunkt 25-14 überschrieben. Da Punkte, die einen geringeren Steuerwert aufweisen und somit eine geringere Disparität in den verschobenen Ansichten aufweisen als die zuvor bearbeiteten Bildpunkte, die einen Steuerwert des Wertes 6 aufweisen, wird dieser Bildpunkt 21-12 in der entsprechenden Teilansicht aufgrund der Disparität quasi verdeckt. Somit wird dieser Bildpunkt 21-12 nicht verschoben bzw. bei der Festlegung der Farbwerte für die Bildpunkte der zu erzeugenden Teilansicht nicht berücksichtigt. Gleiches tritt in den nachfolgenden Bearbeitungsschritten S13 bis S17 auf, in denen die Bildpunkte 21-13 bis 21-17, denen jeweils ein Steuerwert 0 zugeordnet ist, auf einen zuvor bereits festgelegten Bildpunkt der zu erzeugenden Teilansicht verschoben würden. Im Verarbeitungsschritt S18 wird jedoch der Bildpunkt 21-18, dem ein Steuerwert mit Wert 0 zugeordnet ist, verwendet und um 0 Bildpunktstellen verschoben und legt somit den Bildpunkt 25-18 der zu erzeugenden Zeile 24 der entsprechenden Teilansicht fest.

Alternativ zu dem Auffüllen der Fehlstellen mit Farbwerten, die dem zuletzt vorher verschobenen Bildpunkt entsprechen, wie dies im Verfahrensschritt 9 bzw. 9' schematisch dargestellt ist, können die Fehlstellen auch über eine Interpolation der Farbwerte, hier beispielsweise der Bildpunkte 25-8 und 25-15, erfolgen. Bei dem dargestellten Beispiel wird davon ausgegangen, dass die Steuerwerte bzw. genauer die Beträge der Disparitätsvektoren, die durch eine Multiplikation des Steuerwerts mit dem entsprechenden Verschiebevektor erzeugt sind, auf ganzzahlige Werte gerundet sind. Bei anderen Ausführungsformen kann eine Interpolation der Farbwerte erfolgen, da die Bildpunkte der Ursprungsansicht dann nicht um exakte Bildstellen bzw. Bildpunktabstände verschoben werden.

Es wird angemerkt, dass die Verschiebung der Bildpunkte bezüglich einem matrixartigen Raster nur in solchen Fällen direkt die Bildpunkte der abgeleiteten Teilansicht ergibt, in denen die beim Verschieben genutzten Disparitätsvektoren hinsichtlich ihrer Länge auf ganze Zahlen gerundet sind (falls sie nicht ohnehin eine ganzzahlige Länge aufweisen) und den ganzen Zahlen Verschiebungen um ganze Matrixstellen zugeordnet sind. In anderen Fällen bilden die verschobenen Bildpunkte eine Bildpunktestruktur, die auch bei außer Acht lassen der möglicherweise vorhandenen „Fehlstellen" bzw. der bei der Verschiebung nicht zu berücksichtigenden Bildpunkte nicht notwendigerweise eine regelmäßige Matrixstruktur aufweisen muss. Dies Bildpunktstruktur stellt dann quasi eine„Zwischenmatrix" dar, anhand derer die eigentliche Bildpunktematrix der Teilansicht ermittelt wird. Diese bedeutet, dass anhand der Farbwerte der Bildpunktstruktur (Zwischenmatrix) die Bildpunkte der Bildpunktematrix der Teilansicht ermittelt werden.

In Fig. 3 ist schematisch eine Vorrichtung 31 zur Bilddatenverarbeitung zum Erzeugen von Bilddaten für eine 3D-Wiedergabe gezeigt. Diese ist ausgebildet, 2D-Farbbilddaten zum Erzeugen mehrerer Teilansichten hieraus zu nutzen und bedarfsweise diese Teilansichten zu einer Raumbildvorlage zusammenzufassen. Über eine Schnittstelle 32 werden die Bilddaten der Ursprungsansicht sowie gegebenenfalls Parameter über die Wiedergabevorrichtung und/oder einen optimalen Betrachtungsabstand zu der Wiedergabevorrichtung empfangen und erfasst. Die Schnittstelle 32 ist mit einer zentralen Prozessoreinheit 33 gekoppelt, die wiederum mit einem Speicher 34 verknüpft ist. Der Speicher 34 umfasst einen Programmspeicherbereich 35, in dem ein Programmcode abgelegt ist, über den die Wirkungsund Funktionsweise der zentralen Prozessoreinheit 33 gesteuert wird. Der Programmspeicherbereich 35 kann sowohl ein Betriebssystem als auch eine Anwendungssoftware enthalten, die die eigentliche Bilddatenbearbeitung steuert. Der Speicher 34 umfasst ferner einen ersten Speicherbereich 36, in dem die über die Schnittstelle 32 empfangenen Bilddaten abgelegt werden. Werden die Bilddaten beispielsweise in Form eines 24-Bit-RGB-Signals eingelesen, so werden für jeden Bildpunkt 24-Bit-Speicher reserviert. Dies bedeutet, dass für jede der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau jeweils 8 Bit reserviert sind. Vorteilhaft ist es darüber hinaus, in dem ersten Speicherbereich für jeden Bildpunkt eine zusätzliche Anzahl von Bit, beispielsweise 8 Bit, zu reservieren, in denen später ein zugeordneter Steuerwert abgelegt werden kann.

Der auf der zentralen Prozessoreinheit 33 ausgeführte Programmcode ist so ausgebildet, dass anhand von zwei Farbwerten, beispielsweise anhand der Farbwerte für die Grundfarben Rot und Blau, anhand einer Steuerwertfunktion Steuerwerte berechnet werden können. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden für alle möglichen Farbwertkombinationen Steuerwerte berechnet und in einem Steuerwertespeicherbereich 37 des Speichers 34 abgelegt. Die Steuerwertefunktion kann zusätzlich noch von Parametern abhängig sein, die von der jeweiligen Wiedergabevorrichtung abhängig sind, für die mehrere Teilansichten der Ursprungsansicht oder eine Raumbildvorlage erzeugt werden. Zusätzlich kann als Parameter eine optimale Betrachtungsentfernung von der Wiedergabevorrichtung als Parameter in die Steuerwertefunktion eingehen. Da diese Parameter jedoch für alle Ansichten einer Bildsequenz, beispielsweise eines Videos oder eines Fernsehsignals konstant sind, ist es vorteilhaft, die Steuerwerte für alle möglichen Kombinationen einmal zu berechnen und im Steuerwertespeicherbereich 37 des Speichers 34 abzulegen, anstatt die Steuerwerte individuell jeweils aktuell zu berechnen, wenn diese einzelnen Bildpunkten zugeordnet werden sollen, wie dies oben bereits erläutert ist.

Der Programmcode ist ferner so ausgebildet, dass für die einzelnen Bildpunkte der Ursprungsansicht, die in dem ersten Speicherbereich 36 abgelegt sind, jeweils mindestens zwei Farbwerte, bevorzugt die Farbwerte der Grundfarbe Rot und der Grundfarbe Blau, ermittelt werden. Bei der beschriebenen Ausführungsform, bei der die Bildpunkte in einer RGB-Codierung übergeben werden, müssen lediglich jeweils die 8-Bit-Speicherbereiche, die den beiden Grundfarben zugeordnet sind, ausgelesen werden. Anhand der darin gespeicherten Werte, welches die Farbwerte für die beiden Grundfarben darstellen, kann nun aus dem Steuerwertespeicherbereich 37 der entsprechende zugehörige Steuerwert ausgelesen und dem entsprechenden Bildpunkt zugeordnet werden. Dieser Wert kann dann beispielsweise in den hierfür reservierten Bits des ersten Speicherbereichs 36 abgelegt werden. Alternativ ist es selbstverständlich möglich, anstelle des Wertes einen Zeiger abzulegen, der in den Steuerwertspeicherbereich 37 verweist. Bei wieder alternativen Ausführungsformen ist es möglich, den Steuerwertespeicherbereich 37 so auszugestalten, dass die in der RGB-Codierung bereits vorliegenden Farbwerte, die in die Berechnung des Steuerwertes eingehen, selbst als Zeigerwerte in eine matrixartige Speicherorganisation des Steuerwertespeicherbereichs 37 verwendet werden. In einem nachfolgenden Arbeitsschritt werden die vorgegebenen Verschiebevektoren für die mehreren zu erzeugenden Teilansichten, d.h. die abzuleitenden Ansichten, die die in der Ursprungsansicht dargestellte Ursprungsszene aus unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen darstellen, erzeugt.

Die Bildzeilen der Ursprungsansicht werden nun zeilenweise einmal für jede Teilansicht verarbeitet. Je nach Vorzeichen des Verschiebevektors werden die Zeilen von Bildpunkten (hierbei wird davon ausgegangen, dass die Bildpunkte in horizontalen Zeilen und vertikalen Spalten organisiert sind) entweder von links nach rechts oder von rechts nach links abgearbeitet. Die Abarbeitungsrichtung ist jeweils durch die Richtung des zugehörigen Verschiebungsvektors festgelegt.

Wie oben bereits erläutert, wird aus dem Verschiebevektor und dem entsprechend dem jeweiligen Bildpunkt zugeordneten Steuerwert jeweils ein Disparitätsvektor gebildet und der Bildpunkt relativ zu der Ursprungsansicht in der erzeugten Teilansicht gemäß des Disparitätsvektors verschoben. Hierbei kann bei einigen Ausführungsformen vorgesehen sein, dass der Betrag des Disparitätsvektors jeweils auf einen ganzzahligen Wert gerundet wird, so dass eine Verschiebung um ganze Rasterstellen in dem matrixartigen Raster an Bildpunkten erfolgt. Ein Bildpunkt wird jeweils um ganze Spalteneinheiten verschoben. Bei anderen Ausführungsformen wird die Verschiebung auf nicht ganzzahlige Positionen innerhalb der Spalte zugelassen und durchgeführt und anschließend zur Ermittlung der Farbwerte an den einzelnen Rasterstellen der Bildzeile eine Interpolation des Farbwertes durchgeführt.

Wie oben bereits erläutert, werden nur jene Bildpunkte in der zu erzeugenden Teilansicht verschoben und berücksichtigt, die in der Abarbeitungsrichtung hinter eine Position (d.h. weiter) als ein zuvor verschobener Bildpunkt verschoben werden. Ansonsten wird der entsprechende Bildpunkt nicht in der Teilansicht berücksichtigt. Die auftretenden Fehlstellen, denen kein Bildpunkt bei der Verschiebung zugeordnet wird, werden entweder mit den Farbwerten aufgefüllt, die ein zuvor entsprechend weniger weit oder gegebenenfalls um den Wert null verschobener Bildpunkt besitzt oder anhand einer Interpolation der Farbwerte der Bildpunkte bestimmt, die benachbart (nicht notwendigerweise jedoch unmittelbar benachbart) zu den Fehlstellen innerhalb der Zeile angeordnet sind. Die Interpolation kann linear ausgeführt oder einer anderen vorgegebenen Funktion folgend ausgeführt werden. Ferner können zusätzlich auch Farbwerte von verschobenen Bildpunkten berücksichtigt werden, die übernächste oder überübernächste usw. Nachbarn sind. Da die einzelnen Zeilen einer Teilansicht sowie dieselben Zeilen unterschiedlicher Teilansichten unabhängig voneinander berechnet werden können, ist es möglich, die Bildverarbeitung teilweise oder vollständig zu parallelisieren. Hierdurch kann eine Beschleunigung der Bilddatenverarbeitung erreicht werden.

Die einzelnen erzeugten Teilansichten der Ursprungsszene werden in zweiten Speicherbereichen 38 des Speichers 34 abgelegt. Wird eine ungerade Anzahl von Teilansichten berechnet, so ist in der Regel eine der Teilansichten identisch mit der Ursprungsansicht. Bei manchen Ausführungsformen wird dementsprechend die Ursprungsansicht einmal in einen zweiten Speicherbereich 38 kopiert. Bei einigen Ausführungsformen werden die in den zweiten Speicherbereichen 38 gespeicherten Teilansichten über die Schnittstelle 32 oder eine weitere Schnittstelle 39 zur weiteren Verarbeitung und/oder Abspeicherung ausgegeben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden jedoch die in den zweiten Speicherbereichen 38 abgelegten Teilansichten zu einer Raumbildvorlage zusammengefasst, die in einem Raumbildvorlagespeicher 40 zwischengespeichert wird. Diese Zusammenfassung, welche abhängig von der Wiedergabevorrichtung ist, die verwendet werden soll, kann programmgesteuert mittels der zentralen Prozessoreinrichtung ausgeführt werden. Bevorzugt werden jedoch Ausführungsformen, bei denen ein Grafikprozessor 41 die Raumbildvorlage anhand der in den zweiten Speicherbereichen 38 abgelegten Teilansichten berechnet und die Ausgabe der Raumbildvorlage über die weitere Schnittstelle 39 erfolgt.

Im Folgenden soll kurz an einem Beispiel erläutert werden, wie aus den Teilansichten eine Raumbildvorlage erstellt wird. Seitens des Herstellers der Anzeigevorrichtung, über die die Raumbildvorlage wiedergegeben werden soll, werden in der Regel die notwendigen Informationen bereitgestellt, um die Zusammenfassung ausführen zu können. In dem dargestellten Beispiel wird davon ausgegangen, dass die Wiedergabevorrichtung 24 unterschiedliche Bildinformationen in jeweils unterschiedliche

Betrachtungsrichtungsrichtungen ausgeben kann. Genutzt werden für die dreidimensionale Wiedergabe in dem hier beschriebenen Fall als Vorlagen nur vier unterschiedliche Teilbilder. Da in alle Betrachtungsrichtungen Informationen ausgegeben werden sollen, werden in mehrere der Raumrichtungen daher dieselben Bildinformationen abgegeben.

Der Hersteller der Wiedergabevorrichtung hat für diesen beispielhaften Fall drei Zuordnungsmatrizen angegeben, die jeweils für eine der drei Grundfarben rot, grün, blau eines RGB-Farbsystems angeben, wie sich der entsprechende Farbwert der entsprechenden Grundfarbe für die einzelnen Bildpunkte aus den Farbwerten der Bildpunkte der Teilansichten ergibt. Die drei Zuordnungsmatrizen für die Grundfarben grün, blau und rot sind entsprechend in den Fig. 6a bis 6c dargestellt. Die Zuordnungsmatrizen sind jeweils 8x12-Matrizen. Die einzelnen Matrixeinträge geben jeweils einen einer der vier Teilansichten m zugeordneten Index an. Der Teilansicht m=1 ist somit beispielsweise in der Matrix der Indexwert 1 zugeordnet, usw.

Für die weitere Erläuterung wird angenommen, dass die Bildpunkte in den Teilansichten und der zu erzeugenden Raumbildvorlage jeweils über ein Indexpaar (x,y) indiziert werden, wobei x die Position innerhalb der Zeile und y die Zeile selbst angibt. Ein Bildpunkt der Raumbildvorlage wird durch den Ausdruck:

Bildpunkt^RBV[x,y]

repräsentiert. Der Farbwert der Grundfarbe „grundfarbe" des Bildpunktes wird durch der Ausdruck

Bildpunkt^RBV [x,y].grundfarbe

repräsentiert, wobei in einem RGB-Farbsystem„grundfarbe" die Werte„rot",„grün" oder„blau" annehmen kann. Die Werte der Zuordnungsmatrizen werden über ein Indexpaar (i,j) indiziert, wobei i die Position innerhalb der Zeile und j die Zeile der Zuordnungsmatrix selbst angibt. Die drei Farbwerte eines durch das Indexpaar (x,y) indizierten Bildpunktes der Raumbildvorlage ergeben sich in einer Pseudo-Computercode-Schreibweise gemäß folgenden Anweisungen:

Bildpunkt^RBV [x,y].rot := Bildpunkt^TA(m)[x,y].rot mit m=ZuordnungsmatrixRot[i,j],

wobei i = x modulo 8 und j = y modulo 12 ist,

oder verkürzt:

Bildpunkt^RBV [x,y].rot := Bildpunkt^{TA(ZuordnungsmatrixROT[x modul}° ⁸' ^{y modul}° ¹²¹ > [x,y].rot, wobei Bildpunkt^TA(m) [x,y].grunfrabe den Farbwert zur Grundfarbe„grundfarbe" des durch das Indexpaar (x,y) indexierten Bildpunktes der Teilansicht m angibt. Für die anderen Grundfarben gilt in der verkürzten Schreibweise entsprechend:

Bildpunkt^RBV [x,y].grün := Bildpunkt^{TA(Zuordnun9smatrixGRÜN[x modul}° ⁸' ^{y modul}° ^12] > [x,y].grün Bildpunkt^RBV [x,y].blau := Bildpunkt^{TA ZuordnungsmaträxBLAU[x modul}° ⁸' ^{y modul}° ^12] > [x,y].blau

Die Schreibweise „a modulo b" (häufig auch „a mod b"), sei hier durch folgende Berechnungsvorschrift definiert: wobei a eine reelle Zahl und b eine natürliche Zahl größer null sei und |_cj für die

Gaußklammer steht, die für die reelle Zahl c die größte ganze Zahl angibt, die kleiner oder gleich der Zahl c ist, d.h.

|_c_| := max(k) .

k e Z,k < c

Da die zur Indexierung verwendeten Werte für x und y in den oben angegeben Formeln jeweils ganze Zahlen größer oder gleich null sind, könnte ebenso gut die Berechnungsvorschrift: a modulo b := a - b (a div b) verwendet werden, wobei (a div b) den zur Null hin gerundeten Quotienten a/b angibt.

Die Anwendung der oben angegebenen Formeln bedeutet, dass beispielsweise die Farbwerte des Bildpunktes oben links, für den gilt x=0 und y=0 folgendermaßen festgelegt werden: Aus der ZuordnungsmatrixROT ließt man den Wert ZuordnungsmatrixROT[0,0]=1 ab. Diese bedeutet, dass der rote Farbwert Bildpunkt^RBV [0,0]. rot des Bildpunktes Bildpunkt^RBV [0,0] der Raumbildvorlage gegeben ist durch den roten Farbwert Bildpunkt^TA1[0,0].rot des Bildpunkt Bildpunkt^TA1[0,0], der Teilansicht m=1 , der dem Indexpaar (x,y)=(0,0) zugeordnet ist. Der grüne Farbwert ist durch den grünen Farbwert desselben Bildpunktes ebenfalls aus der Teilansicht m=1 festgelegt. (Beachte m[x,y]= ZuordnungsmatrixGRUNDFARBE[i,j] mit i=x modulo 8 und j=y modulo 12)). Für den Farbwert der Grundfarbe Blau wird durch den blauen Farbwert des Bildpunktes zu dem Indexpaar (0,0) der Teilansicht m=2 (m=ZuordnungsmatrixBLAU[0,0]=2) festgelegt.

Da die Zuordnungsmatrizen kleiner als die Teilbilder oder die Raumbildvorlage sind, werden die Matrixeinträge periodisch verwendet. Eine Zuordnungsmatrix, die die Größe der eines Teilbilds oder der Raumbildvorlage aufweist, lässt sich somit durch ein Aneinander- und Übereinanderreihen der jeweiligen Zuordnungsmatrix erreichen. Mathematisch lässt sich dieses durch die angegebenen Modulofunktionen beschreiben. Für Indices x>7 und/oder y>11 wird durch die entsprechenden Vorschriften i=x modulo 8 und j =y modulo 12 erreicht, dass der entsprechende Teilbildindex dieser virtuell vergrößerten Matrix aus der gegeben Zuordnungsmatrix direkt abgelesen werden kann.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung 51 zur Bilddatenverarbeitung schematisch dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind die einzelnen funktionalen Einheiten teilweise oder vollständig in Hardware, beispielsweise mittels eines FPGA oder eines anwendungsbezogenen Prozessorchips (ASIC) ausgebildet. Über eine Schnittstelle 52 werden erneut die Bilddaten der Ursprungsansicht und gegebenenfalls weitere Parameter empfangen und in dem ersten Speicherbereich 53 abgelegt. Mittels einer Ansichtenermittlungseinheit 54 werden anschließend Teilansichten erzeugt. Anhand einer Berechnungseinheit 55 werden die Steuerwerte berechnet und in dem Steuerwertespeicherbereich 56 abgelegt. Eine Farbwertermittlungseinheit 57 ermittelt für jeden der Bildpunkte zwei Farbwerte zweier Grundfarben eines Farbsystems. Hierzu kann es erforderlich sein, die Farbinformationen eines Bildpunktes von einem Farbsystem in ein anderes Farbsystem umzurechnen. Anhand der ermittelten Farbwerte wird von einer Zuordnungseinheit 58 dem jeweiligen Bildpunkt ein Steuerwert des Steuerwertespeicherbereichs 56 zugeordnet. Der zugeordnete Steuerwert kann beispielsweise ebenfalls in dem ersten Speicherbereich 53 abgelegt werden. Eine Teilansichtenermittlungseinheit 59 ermittelt anschließend wie oben bereits ausgeführt anhand der in dem ersten Speicherbereich abgelegten Bilddaten und der zugeordneten Steuerwerte mehrere Teilansichten, die in zweiten Speicherbereichen 61 abgelegt werden. Hierbei wird eine Verschiebung der Bildpunkte der Ursprungsansicht in einer Verschiebungseinheit 60 ausgeführt, wie dieses beispielhaft in Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert ist. Eine Zusammenfassungseinheit 62 fasst gegebenen falls die mehreren Teilansichten zu einer Raumbildvorlage zusammen, die gegebenenfalls in einem Raumbildvorlagespeicher 63 abgelegt wird und dann über eine weitere Schnittstelle 64 ausgegeben wird. Bei anderen Ausführungsformen können die Zwischenspeicherung der Raumbildvorlage und gegebenenfalls die Erstellung der Raumbildvorlage unterbleiben. Im letzteren Fall werden dann die Teilansichten direkt über die weitere Schnittstelle ausgegeben und bereitgestellt.

Je nachdem wie die Hardware ausgestaltet wird, kann es vorteilhaft sein, die Berechnung der Raumbildvorlage bei einer Verarbeitung von einer Sequenz von Ansichten auf mehrere Zyklen dieser Sequenz zu verteilen. Dieses ist exemplarisch in Fig. 5 dargestellt. In einem ersten Bildtakt werden die Bilddaten von einem Erfassungsmodul 81 erfasst und in einen Wechselspeicherpuffer 82 geschrieben. Dieser entspricht dem ersten Speicherbereich. In dem darauf folgenden Bildtakt werden die Bilddaten aus dem Wechselspeicherpuffer 82 ausgelesen und mittels einer Verarbeitungseinheit wie oben angegeben verarbeitet, indem den Bildpunkten Steuerwerte aus einem Steuerwertespeicher 84 zugeordnet werden und anschließend hieraus gemeinsam mit den Verschiebungsvektoren die entsprechenden Verschiebungen der Bildpunkte bestimmt und ausgeführt und so die Teilansichten erzeugt werden, die in weiteren Wechselspeicherpuffern 85 abgelegt werden. In noch einem nachfolgenden Bildtakt werden dann die in den weiteren Wechselspeicherpuffern 85 abgelegten Teilansichten als so genannte Texturpuffer 87 einer Grafikverarbeitungseinheit 88 eingelesen. Den einzelnen Texturpuffern 87 sind Stanzmasken 89 zugeordnet. Über eine Und-Operation zwischen der jeweiligen Stanzmaske 89 und dem Texturpuffer 87 werden die Farbwerte einzelner Bildpunkte für die Erstellung der Raumbildvorlage ausgewählt und über Oder-Kombinationen in einer so genannten Blending-Einheit 90 zu einer Raumbildvorlage zusammengefügt, die in einem darauf folgenden Bildtakt von einer autostereoskopischen Wiedergabevorrichtung 91 ausgegeben wird.

Die Verwendung der verschiednen Speicher oder Speicherbereiche kann insbesondere bei in Hardware ausgeführten Ausführungsformen eingeschränkt werden. So können die berechneten Teilansichten oder deren Bildpunkte beispielsweise ohne eine Zwischenspeicherung ausgegeben werden. Auch wenn eine Raumbildvorlage berechnet werden soll, ist es nicht notwendig, alle Teilansichten zwischenzuspeichern. Es ist ausreichend, nur Teile, beispielsweise Teile der derselben Zeile der Teilansichten zwischenzuspeichern, um die einzelnen Bildpunkte der Raumbildvorlage zu ermitteln. In optimierten Schaltungen kann ein Speicherbedarf stark reduziert werden. In Fig. 7 ist schematisch eine Ausführungsform gezeigt, bei der die Steuerwertezuordnung zu den Bildpunkten und die „eigentliche" Ermittlung der Teilansichten räumlich getrennt stattfinden. Einer Sendestation 101 wird ein 2D-Bilddatenstrom 102 bereitgestellt. Der 2D- Bilddatenstrom 102 umfasst beispielsweise aufeinanderfolgende Ursprungsansichten einer Filmsequenz oder eines Films. Die Sendestation 101 umfasst eine Vorrichtung 103 zur Bilddatenbearbeitung, die den einzelnen Bildpunkten der 2D-Bilddaten jeweils Disparitätsinformationen in Form von Steuerwerten zuordnet, wie diese oben ausführlich erläutert ist. Die Vorrichtung umfasst hierfür eine Zuordnungseinheit 104. Diese kann beispielsweise eine Farbwertermittlungseinheit, eine Berechnungseinheit und gegebenenfalls einen Steuerwertespeicher umfassen, die nicht gesondert dargestellt sind. Über eine Schnittstelle, die beispielsweise als Sendeantenne 105 ausgebildet ist, werden die 2D- Bilddaten gemeinsam mit den den Bildpunkten zugeordneten Steuerwerten zu einer oder mehreren Empfangsstationen 106, von denen hier nur eine dargestellt ist, übertragen.

Die Empfangsstation 106 umfasst eine beispielsweise als Empfangsantenne 107 ausgebildete Schnittstelle. Die 2D-Bilddaten werden gemeinsam mit den den Bildpunkten zugeordneten Steuerwerten einer Vorrichtung 108 zur Bildverarbeitung zum Erzeugen von Bilddaten für eine Wiedergabe weitergeleitet, bei der ein dreidimensionaler Eindruck bei einem Betrachter entsteht. Diese Vorrichtung 108 ist ausgebildet, die Teilansichten 7-1 bis 7-4 und gegebenenfalls auch eine Raumbildvorlage 10 zu erzeugen, wie dieses oben genau beschrieben ist. Die Ermittelung der Steuerwerte ist selbstverständlich nicht mehr notwendig, da diese ja bereits mit den 2D-Bilddaten übertragen sind. Die Vorrichtung 108 umfasst somit eine Ansichtenermittlungseinheit 109, die Teilansichten 7-1 bis 7-4 ermittelt. Vorzugsweise wird aus den Teilansichten 7-1 bis 7-4 in einer Zusammenfassungseinheit 110 eine Raumbildvorlage 10 erstellt, die über eine Ausgabeschnittstelle 111 an eine autostereoskopische Wiedergabevorrichtung 112 ausgegeben und von dieser wiedergegeben wird.

Es versteht sich für den Fachmann, dass hier lediglich beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind. Insbesondere ist der Vorgang des Zusammenfügens der einzelnen Teilansichten zu einer Raumbildvorlage hier nur exemplarisch beschrieben. Dieser ist in seiner genauen Ausgestaltung abhängig von der jeweiligen stereoskopischen Wiedergabevorrichtung, die zur Wiedergabe verwendet werden soll. Bezugszeichenliste

1 Verfahren

2 2D-Bilddaten

3 Datenträger

4 Bildsequenz

5 Empfangs-/Wiedergabegerät

6 Ansichtenermittlungseinheit

7-m Teilansicht m (m = 1 , m)

8 Steuerwerte

9 Wiedergabevorrichtung

10 Raumbildvorlage

1 1 Rekombinationsstufe

21 , 21-k Bildpunkt, Bildpunkt k (k = 1 , 2, ...)

22 Zeile (der Ursprungsansicht)

23, 23-k Steuerwert, Steuerwert des Bildpunktes k (k = 1 , 2,

24 Zeile (der verschobenen Bildpunkte)

25, 25-I verschobener Bildpunkt, verschobener Bildpunkt I (I

Si Verfahrensschritt i

31 Vorrichtung zur Bilddatenverarbeitung

32 Schnittstelle

33 Prozessoreinheit

34 Speicher

35 Programmspeicherbereich

36 erster Speicherbereich

37 Steuerwertespeicherbereich

38 zweite Speicherbereiche

39 weitere Schnittstelle

40 Raumbildvorlagespeicher

41 Grafikprozessor

51 Vorrichtung zur Bilddatenverarbeitung

52 Schnittstelle

53 erster Speicherbereich

54 Ansichtenermittlungseinheit

55 Berechnungseinheit

56 Steuerwertespeicherbereich

57 Farbwertermittlungseinheit Zuordnungseinheit

Teilansichtenermittlungseinheit

Verschiebungseinheit

zweite Speicherbereiche

Zusammenfassungseinheit

Raumbildvorlagespeicher

weitere Schnittstelle

Erfassungsmodul

Wechselspeicherpuffer

Steuerwertespeicher

Wechselspeicherpuffern

Texturpuffer

Grafikverarbeitungseinheit

Stanzmaske

Blending-Einheit

Wiedergabevorrichtung

Sendestation

2D-Bilddatenstrom

Vorrichtung zur Bilddatenbearbeitung

Zuordnungseinheit

Sendeantenne

Empfangsstation

Empfangsantenne

Vorrichtung zur Bildverarbeitung zum Erzeugen von Bilddaten, die bei der Wiedergabe einen dreidimensionaler Eindruck vermitteln

Ansichtenermittlungseinheit

Zusammenfassungseinheit

Ausgabeschnittstelle

Wiedergabevorrichtung

Pfeil

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren (1 ) zum Erzeugen von Bilddaten für eine Wiedergabe, die einen

dreidimensionalen visuellen Eindruck bei einem menschlichen Betrachter hervorruft, umfassend die Schritte:

Empfangen und/oder Einlesen von 2D-Bilddaten einer Ursprungsansicht (2), Ableiten von mehreren weiteren Teilansichten (7-1 bis 7-4), die die in der Ursprungsansicht (2) gezeigte Information aus unterschiedlichen

Betrachtungswinkeln darstellen;

dadurch gekennzeichnet, dass

für jeden Bildpunkt der 2D-Bilddaten der Ursprungsansicht (2) Farbwerte mindestens zweier Grundfarben eines Farbsystems ermittelt werden, jedem der Bildpunkte (21 -k) automatisiert ein Steuerwert abhängig von den mindestens zwei bestimmten Farbwerten zugeordnet wird, wobei jeder der Steuerwerte eine Disparitätsinformation darstellt,

und beim Ableiten der mehreren Teilansichten (7-1 bis 7-4), die unterschiedliche Betrachtungsrichtungen einer durch die 2D-Bilddaten der Ursprungsansicht (2) repräsentierten Ursprungsszene darstellen, die einzelnen Bildpunkte (21 -k) der Ursprungsansicht (2) bildpunktweise entsprechend eines für die jeweilige Ansicht vorgegebenen Verschiebungsvektors und des dem einzelnen Bildpunkt zugeordneten Steuerwerts (8, 23-k) relativ zueinander verschoben werden und anhand der verschobenen Bildpunkte (25-I) die Bildpunkte der jeweiligen Teilansicht (7-1 bis 7-4) abgeleitet werden.

2. Verfahren (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerwerte

(8, 23-k) anhand einer Steuerwertefunktion berechnet werden, die von den mindestens zwei bestimmten Farbwerten als Variablen abhängig ist.

3. Verfahren (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Bildpunkte (21 -k) der Ursprungsansicht (2) einer vertikale Spalten und horizontale Zeilen aufweisenden Matrix zugeordnet sind und die Verschiebevektoren kollinear mit den Zeilen sind, so dass die einzelnen Bildpunkte (21 -k) beim Verschieben relativ zueinander innerhalb ihrer Zeile verschoben werden.

4. Verfahren (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Steuerwertefunktion zusätzlich von Parametern abhängig ist, die durch eine Ausgestaltung der stereoskopischen

Wiedergabevorrichtung (9) und/oder einer optimalen Betrachtungsentfernung von der stereoskopischen Wiedergabevorrichtung (9) festgelegt sind.

Verfahren (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Steuerwerte (8, 23-k) für alle möglichen

Farbwertkombinationen der mindestens zwei Farbwerte berechnet werden und in einem Speicher (34) abgelegt werden und beim Zuordnen der Steuerwerte (8,23- k) zu den Bildpunkten (21-k) diese jeweils abhängig von den ermittelten mindestens zwei Farbwerten aus dem Speicher (34) ausgelesen werden.

Verfahren (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerwerte (8, 23-k) jeweils individuell aktuell für jeden der Bildpunkte (21-k) anhand der Steuerwertefunktion berechnet werden.

Verfahren (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die mehreren ermittelten Teilansichten (7-1 bis 7-4) n Ansichten sind, wobei n eine natürliche Zahl ist und gilt n > 2 und der

Verschiebevektor V_m der Ansicht m mit m=1 , n gegeben ist durch

V_m=a*(-1+2*(m-1 )/(n-1 )) und a eine Konstante ist, und vorzugsweise a=1 gilt.

Verfahren (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der Steuerwert (8, 23-k) für einen Bildpunkt (21-k) mit den Farbwerten ^ und f₂ für zwei Grundfarben gemäß folgender Formel berechnet wird:

konst.), wobei konst. für eine Normierungskonstante steht und fi^lim und f₂"^m

Farbgrenzwerte der Grundfarben sind, an denen die Steuerwertfunktion S(f₁,f₂) ein Extremum aufweist.

Verfahren (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Bildpunkte (21-k) jeweils gemäß einem

Disparitätsvektor verschoben werden, der aus einem Produkt des der entsprechenden Teilansicht (7-1 bis 7-4) zugeordneten Verschiebevektors und dem dem Bildpunkt (21-k) zugeordneten Steuerwert (23-k) gebildet ist, wobei Längen der Disparitätsvektoren auf ganzzahlige Werte auf- und/oder abgerundet werden.

10. Verfahren (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bildpunkte (21-k) der Ursprungsansicht (2) bei Erzeugen einer der mehreren Teilansichten (7-m) jeweils gemäß einem für den jeweiligen Bildpunkt (21-k) bestimmten Disparitätsvektor verschoben werden, wobei der Disparitätsvektor für jeden Bildpunkt (21-k) aus einem Produkt aus dem dem Bildpunkt (21-k) zugeordneten Steuerwert (23-k) und dem Verschiebevektor V_m der entsprechenden Teilansicht (7-m) errechnet wird, wobei ein Bildpunkt der Teilansicht (7-m) anhand der Farbwerte des Bildpunkts (21-k) festgelegt wird, dem der höhere Steuerwert zugeordnet ist, sofern zwei Bildpunkte (21-k, 21-j) der Ursprungsansicht (2) auf dieselbe Position oder denselben verschobenen Bildpunkt (25-I) verschoben werden.

11. Verfahren (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass anhand der verschobenen Bildpunkte (25-I) ein matrixartiges Bildpunktearray der Teilansicht (7-m) gefüllt wird, wobei die Farbwerte von Arraystellen gegebenenfalls durch Farbwerte eines verschobenen Bildpunktes (25-I) festgelegt werden, dessen Position in der Zeile entlang der Richtung des Verschiebevektors vor der Position des festzulegenden Bildpunktes der jeweiligen Teilansicht liegt, oder/und die Farbwerte durch eine Interpolation aus den Farbwerten der zu der Position des festzulegenden Bildpunktes benachbarten verschobenen Bildpunkte (25-I) berechnet werden.

12. Verfahren (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass eine Bildpunktauflösung der Ursprungsansicht (2) auf eine Bildpunktauflösung der zu erzeugenden mehreren Teilansichten (7-1 bis 7-4) umgerechnet wird, bevor den Bildpunkten (21-k) Steuerwerte (8, 23-k) zugeordnet werden.

13. Vorrichtung (31 , 51 ) zur Bilddatenverarbeitung zum Erzeugen von Bilddaten für eine Wiedergabe über eine Wiedergabevorrichtung (9), bei deren Wiedergabe über die Wiedergabevorrichtung (9) ein dreidimensionaler visueller Eindruck bei einem menschlichen Betrachter hervorgerufen wird, wobei die Vorrichtung (31 , 51 ) umfasst:

eine Schnittstelle (32,52) zum Empfangen von digitalen 2D-Bilddaten einer Ursprungsansicht (2);

eine Ansichtenermittlungseinheit (54) zum Ableiten von mehreren weiteren abgeleiteten Teilansichten (7-1 bis 7-4), die die in der Ursprungsansicht (2) repräsentierte Ursprungsszene aus unterschiedlichen Betrachtungswinkeln darstellen;

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ansichtenermittlungseinheit (54)

eine Farbwertermittlungseinheit (57), die für jeden der Bildpunkte (21 -k) der Ursprungsansicht (2) Farbwerte für mindestens zwei Grundfarben eines Farbsystems bestimmt,

eine Zuordnungseinheit (58), die jedem der Bildpunkte (21 -k) abhängig von den mindestens zwei ermittelten Farbwerten einen Steuerwert zuordnet,

und eine Verschiebungseinheit (60) umfasst, die für jede der weiteren Teilansichten (7-1 bis 7-4) jeden der einzelnen Bildpunkte (21 -k) der

Ursprungsansicht (2) abhängig von dem zugeordneten Steuerwert (8, 23-k) und einem für die entsprechende Teilansicht (7-m) vorgegebenen

Verschiebungsvektor (V_m) verschiebt und anhand der verschobenen Bildpunkte (25-I) die Bildpunkte der jeweiligen Teilansicht (7-m) ableitet.

Vorrichtung (31 , 51 ) nach Anspruch 13, gekennzeichnet eine Berechnungseinheit (55) zum Berechnen der Steuerwerte (8,23-k), anhand einer Steuerwertefunktion, die von den mindestens zwei bestimmten Farbwerten als Variablen abhängig ist.

15. Vorrichtung (31 , 51 ) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch

gekennzeichnet, dass die Berechungseinheit mit einem Steuerwertspeicher verknüpft ist und die Steuerwerte (8,23-k) für alle Farbwertkombinationen berechnet und in dem Steuerwertspeicher abgelegt werden, so dass die Zuordnungseinheit die Steuerwerte (8,23-k) aus dem Steuerwertspeicher auslesen kann.

16. Vorrichtung (31 , 51 ) nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch

gekennzeichnet, dass die Zuordnungseinheit (58) so ausgebildet ist, dass die Steuerwerte (8,23-k) jeweils individuell aktuell für jeden der Bildpunkte (21 -k) anhand der Steuerwertefunktion berechnet werden.

17. Vorrichtung (31 , 51 ) nach einem der Ansprüche 13 bis16, dadurch

gekennzeichnet, dass die Steuerwertefunktion zusätzlich von Parametern abhängig ist, die durch eine Ausgestaltung der stereoskopischen Wiedergabevorrichtung und/oder einer optimalen Betrachtungsentfernung von der stereoskopischen Wiedergabevorrichtung festgelegt sind.

Vorrichtung (31 , 51 ) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch

gekennzeichnet, dass die mehreren ermittelten Teilansichten (7-1 bis 7-4) n Ansichten sind, wobei n eine natürliche Zahl ist und gilt n 2 und der Verschiebevektor V_m der Teilansicht m (7-m) mit m=1 , m gegeben ist durch V_m=a^*(-1+2^*(m-1 )/(n-1 )) und a eine Konstante ist, und vorzugsweise a=1 gilt.

19. Vorrichtung (31 , 51) nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch

gekennzeichnet, dass der Steuerwert (8, 23-k) für einen Bildpunkt (21 -k) mit den Farbwerten ^ und f₂ gemäß folgender Formel berechnet wird:

konst.), wenn sonst S(f₁,f₂)=(|f₂-f₂ ^lim|/ konst.), wobei konst. für eine Normierungskonstante steht und wobei i^'^m und f₂ ^lim Farbgrenzwerte der Grundfarben sind, an denen die Steuerwertfunktion S(fi,f₂) ein Extremum aufweist.

20. Vorrichtung (31 , 51 ) nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch

gekennzeichnet, dass die Verschiebungseinheit (60) ausgebildet ist, die einzelnen Bildpunkte (21 -k) gemäß Disparitätsvektoren zu verschieben, die jeweils aus einem Produkt aus einem Produkt des der entsprechenden Teilansicht (7-1 bis 7- 4) zugeordneten Verschiebevektors und dem dem Bildpunkt (21 -k) zugeordneten Steuerwert (23-k) gebildet sind, wobei die Verschiebungseinheit (60) aus gebildet ist, die Längen der Disparitätsvektoren auf ganzzahlige Werte auf- und/oder abzurunden.

Vorrichtung (31 , 51 ) nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch

gekennzeichnet, dass die einzelnen Bildpunkte (21 -k) der Ursprungsansicht (2) bei Erzeugen einer der mehreren Teilansichten (7-m) jeweils gemäß einem für den jeweiligen Bildpunkt (21 -k) bestimmten Disparitätsvektor verschoben werden, wobei der Disparitätsvektor für jeden Bildpunkt (21 -k) aus einem Produkt aus dem dem Bildpunkt (21 -k) zugeordneten Steuerwert (23-k) und dem Verschiebevektor (V_m) der entsprechenden Teilansicht (7-m) errechnet wird, wobei die Bildpunkte (21 -k) der Ursprungsansicht (2) zeilenweise einzeln in der Richtung nacheinander verarbeitet werden in der der jeweilige Verschiebungsvektor weist, der der Teilansicht (7-m) zugeordnet ist, die erzeugt wird, und Bildpunkte (21 -k), die an eine Position verschoben werden, die hinter einer Position zurückbleibt oder einer Position gleicht, an die zuvor schon ein Bildpunkt (21-k) der Zeile (22) verschoben wurde, unberücksichtigt bleiben.

22. Vorrichtung (31 , 51 ) nach einem der Ansprüche 13 bis 21 , dadurch

gekennzeichnet, dass beim Ableiten der Bildpunkte der weiteren Teilansichten (7- 1 bis 7-4) jeweils die für die entsprechende Teilansicht verschobenen Bildpunkte (25-I) berücksichtigt werden.

23. Vorrichtung (31 , 51 ) nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch

gekennzeichnet, dass ein Bildpunkt der Teilansicht m (7-m) anhand der Farbwerte des Bildpunktes (21-k) festgelegt wird, dem der höhere Steuerwert zugeordnet ist, sofern zwei Bildpunkte (21-k), 21-1) der Ursprungsansicht (2) auf dieselbe Position oder denselben verschobenen Bildpunkt (25-j) verschoben werden.

24. Vorrichtung (31 , 51 ) nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch

gekennzeichnet, dass anhand der verschobenen Bildpunkte (25-I) ein matrixartiges Bildpunktearray der Teilansicht m (7-m) gefüllt wird, wobei die Farbwerte von Arraystellen gegebenenfalls durch Farbwerte benachbarter verschobener Bildpunkte (25-I) festgelegt werden oder/und die Farbwerte durch eine Interpolation aus den Farbwerten der benachbarten verschobenen Bildpunkten (25-I) der Arraystelle berechnet werden.

25. Vorrichtung (31 , 51 ) nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch

gekennzeichnet, dass eine Bildpunktauflösung der Ursprungsansicht (2) auf eine Bildpunktauflösung der zu erzeugenden mehreren Teilansichten (7-1 bis 7-4) umgerechnet wird, bevor den Bildpunkten (21-k) Steuerwerte zugeordnet werden.

26. Vorrichtung (31 , 51 ) nach einem der Ansprüche 13 bis 25, dadurch

gekennzeichnet, dass zweite Speicherbereiche vorgesehen sind, in denen die Teilansichten gespeichert sind oder werden und eine Zusammenfassungseinheit (61 ) mit den zweiten Speicherbereichen (38, 61 ) gekoppelt ist und zum Erstellen einer Raumbildvorlage aus den mehreren Teilansichten (7-1 bis 7-4) ausgebildet ist.

27. Verfahren zum Erzeugen von Bilddaten für eine Wiedergabe, die einen

dreidimensionalen visuellen Eindruck bei einem menschlichen Betrachter hervorruft, umfassend die Schritte:

Empfangen und/oder Einlesen von 2D-Bilddaten einer Ursprungsansicht (2) sowie von Bildpunkten (21 -k) der 2D-Bilddaten zugeordneten Steuerwerten (23-k), wobei jeder der Steuerwerte (23-k) eine Disparitätsinformation darstellt und für den zugeordneten Bildpunkt (21 -k) der 2D-Bilddaten der Ursprungsansicht (2) aus Farbwerten mindestens zweier Grundfarben eines Farbsystems ermittelt ist oder aus diesen automatisiert ermittelbar ist, Ableiten von mehreren weiteren Teilansichten (7-1 bis 7-4), die die in der Ursprungsansicht gezeigte Information aus unterschiedlichen Betrachtungswinkeln darstellen;

wobei beim Ableiten der mehreren Teilansichten (7-1 bis 7-4), die

unterschiedliche Betrachtungsrichtungen einer durch die 2D-Bilddaten der Ursprungsansicht (2) repräsentierten Ursprungsszene darstellen, die einzelnen Bildpunkte (21 -k) der Ursprungsansicht (2) bildpunktweise entsprechend eines für die jeweilige Ansicht (7-1 bis 7-4) vorgegebenen Verschiebungsvektors und des dem einzelnen Bildpunkt zugeordneten Steuerwerts relativ zueinander verschoben werden und anhand der verschobenen Bildpunkte (25-I) die Bildpunkte der jeweiligen Teilansicht (7-1 bis 7-4) abgeleitet werden.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildpunkte (21- k) der Ursprungsansicht (2) einer vertikale Spalten und horizontale Zeilen aufweisenden Matrix zugeordnet sind und die Verschiebevektoren kollinear mit den Zeilen sind, so dass die einzelnen Bildpunkte (21 -k) beim Verschieben relativ zueinander innerhalb ihrer Zeile verschoben werden.

29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die

mehreren ermittelten Teilansichten (7-1 bis 7-4) n Ansichten sind, wobei n eine natürliche Zahl ist und gilt n -Ϊ 2 und der Verschiebevektor V_m der Ansicht m mit m=1 n gegeben ist durch

V_m=a^*(-1+2^*(m-1)/(n-1 )) und a eine Konstante ist, und vorzugsweise a=1 gilt.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildpunkte (21 -k) jeweils gemäß einem Disparitätsvektor verschoben werden, der aus einem Produkt des der entsprechenden Teilansicht (7-1 bis 7-4) zugeordneten Verschiebevektors und dem dem Bildpunkt (21-k) zugeordneten Steuerwert (23-k) gebildet ist, wobei Längen der Disparitätsvektoren auf ganzzahlige Werte auf- und/oder abgerundet werden.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bildpunkte (21 -k) der Ursprungsansicht (2) bei Erzeugen einer der mehreren Teilansichten (7-m) jeweils gemäß einem für den jeweiligen Bildpunkt (21 -k) bestimmten Disparitätsvektor verschoben werden, wobei der

Disparitätsvektor für jeden Bildpunkt (21-k) aus einem Produkt aus dem dem Bildpunkt (21-k) zugeordneten Steuerwert (23-k) und dem Verschiebevektor V_m der entsprechenden Teilansicht (7-m) errechnet wird, wobei ein Bildpunkt der Teilansicht (7-m) anhand der Farbwerte des Bildpunkts (21-k) festgelegt wird, dem der höhere Steuerwert zugeordnet ist, sofern zwei Bildpunkte (21-k, 21 -j) der Ursprungsansicht (2) auf dieselbe Position oder denselben verschobenen Bildpunkt (25-I) verschoben werden.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass anhand der verschobenen Bildpunkte (25-I) ein matrixartiges Bildpunktearray der Teilansicht (7-m) gefüllt wird, wobei die Farbwerte von Arraystellen

gegebenenfalls durch Farbwerte eines verschobenen Bildpunktes (25-I) festgelegt werden, dessen Position in der Zeile entlang der Richtung des Verschiebevektors vor der Position des festzulegenden Bildpunktes der jeweiligen Teilansicht liegt, oder/und die Farbwerte durch eine Interpolation aus den Farbwerten der zu der Position des festzulegenden Bildpunktes benachbarten verschobenen Bildpunkte (25-I) berechnet werden.

33. Vorrichtung (108) zur Bilddatenverarbeitung zum Erzeugen von Bilddaten für eine

Wiedergabe über eine Wiedergabevorrichtung (112), bei deren Wiedergabe über die Wiedergabevorrichtung ein dreidimensionaler visueller Eindruck bei einem menschlichen Betrachter hervorgerufen wird, umfassend: eine Schnittstelle zum Empfangen von digitalen 2D-Bilddaten einer Ursprungsansicht sowie von Steuerwerten, wobei jedem Bildpunkt genau ein Steuerwert zugeordnet ist und jeder der Steuerwerte eine Disparitätsinformation darstellt und für den zugeordneten Bildpunkt der 2D-Bilddaten der Ursprungsansicht aus Farbwerten mindestens zweier Grundfarben eines Farbsystems dieses zugeordneten Bildpunktes ermittelt ist oder aus diesen Farbwerten automatisiert ermittelbar ist; eine Ansichtenermittlungseinheit zum Ableiten von mehreren Teilansichten, die die in der Ursprungsansicht repräsentierte Ursprungsszene aus unterschiedlichen Betrachtungswinkeln darstellen; und eine Zusammenfassungseinheit (110) zum Erstellen einer Raumbildvorlage aus den mehreren Teilansichten, wobei die Ansichtenermittlungseinheit (109) eine Verschiebungseinheit umfasst, die für jede der Teilansichten jeden der einzelnen Bildpunkte der Ursprungsansicht abhängig von dem zugeordneten Steuerwert und einem für die entsprechende Teilansicht (7-m) vorgegebenen Verschiebungsvektor verschiebt und anhand der verschobenen Bildpunkte die Bildpunkte der jeweiligen Teilansicht ableitet.

34. Vorrichtung (108) nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die

mehreren ermittelten Teilansichten (7-m) n Ansichten sind, wobei n eine natürliche Zahl ist und gilt n Ξ- 2 und der Verschiebevektor V_m der Teilansicht m (7-m) mit m=1 m gegeben ist durch

V_m=a*(-1 +2*(m-1 )/(n-1 )) und a eine Konstante ist, und vorzugsweise a=1 gilt.

35. Vorrichtung (108) nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass die

Verschiebungseinheit (60) ausgebildet ist, die einzelnen Bildpunkte (21 -k) gemäß Disparitätsvektoren zu verschieben, die jeweils aus einem Produkt aus einem Produkt des der entsprechenden Teilansicht (7-m) zugeordneten

Verschiebevektors und dem dem Bildpunkt (21 -k) zugeordneten Steuerwert (23-k) gebildet sind, wobei die Verschiebungseinheit (60) aus gebildet ist, die Längen der Disparitätsvektoren auf ganzzahlige Werte auf- und/oder abzurunden.

36. Vorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bildpunkte (21 -k) der Ursprungsansicht (2) bei Erzeugen einer der mehreren Teilansichten (7-m) jeweils gemäß einem für den jeweiligen Bildpunkt (21 -k) bestimmten Disparitätsvektor verschoben werden, wobei der Disparitätsvektor für jeden Bildpunkt (21 -k) aus einem Produkt aus dem dem Bildpunkt (21 -k) zugeordneten Steuerwert (23-k) und dem Verschiebevektor (V_m) der entsprechenden Teilansicht (7-m) errechnet wird, wobei die Bildpunkte (21-k) der Ursprungsansicht (2) zeilenweise einzeln in der Richtung nacheinander verarbeitet werden in der der jeweilige Verschiebungsvektor weist, der der Teilansicht (7-m) zugeordnet ist, die erzeugt wird, und Bildpunkte (21-k), die an eine Position verschoben werden, die hinter einer Position zurückbleibt oder einer Position gleicht, an die zuvor schon ein Bildpunkt (21-k) der Zeile (22) verschoben wurde, unberücksichtigt bleiben.

37. Vorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ableiten der Bildpunkte der weiteren Teilansichten (7-1 bis 7-4) jeweils die für die entsprechende Teilansicht verschobenen Bildpunkte (25-I) berücksichtigt werden. Vorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 33 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bildpunkt der Teilansicht m (7-m) anhand der Farbwerte des Bildpunktes (21 -k) festgelegt wird, dem der höhere Steuerwert zugeordnet ist, sofern zwei Bildpunkte (21 -k, 21-1) der Ursprungsansicht (2) auf dieselbe Position oder denselben verschobenen Bildpunkt (25-j) verschoben werden.

Vorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 33 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der verschobenen Bildpunkte (25-I) ein matrixartiges

Bildpunktearray der Teilansicht m (7-m) gefüllt wird, wobei die Farbwerte von Arraystellen gegebenenfalls durch Farbwerte benachbarter verschobener Bildpunkte (25-I) festgelegt werden oder/und die Farbwerte durch eine

Interpolation aus den Farbwerten der benachbarten verschobenen Bildpunkten (25-I) der Arraystelle berechnet werden.

Vorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 33 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bildpunktauflösung der Ursprungsansicht (2) auf eine

Bildpunktauflösung der zu erzeugenden mehreren Teilansichten (7-m) umgerechnet wird, bevor die Teilsansichten (7-m) erzeugt werden.

Vorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 33 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass zweite Speicherbereiche vorgesehen sind, in denen die Teilansichten (7-m) gespeichert sind oder werden und die Zusammenfassungseinheit (1 10) mit den zweiten Speicherbereichen gekoppelt ist und zum Erstellen einer

Raumbildvorlage (10) aus den mehreren Teilansichten (7-m bis 7-m) ausgebildet ist.