ITTO20130683A1 - APPARATUS AND METHOD FOR THE CORRECTION OF PROSPECTIVE DEFORMATIONS OF IMAGES - Google Patents

APPARATUS AND METHOD FOR THE CORRECTION OF PROSPECTIVE DEFORMATIONS OF IMAGES

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ITTO20130683A1
ITTO20130683A1 IT000683A ITTO20130683A ITTO20130683A1 IT TO20130683 A1 ITTO20130683 A1 IT TO20130683A1 IT 000683 A IT000683 A IT 000683A IT TO20130683 A ITTO20130683 A IT TO20130683A IT TO20130683 A1 ITTO20130683 A1 IT TO20130683A1
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Giusto Pietro Porzio
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Sisvel Technology Srl
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    • GPHYSICS
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Description

SVT054 SVT054

DESCRIZIONE dell’Invenzione Industriale avente per titolo: -SVT054-APPARATO E METODO PER LA CORREZIONE DELLE DEFORMAZIONI PROSPETTICHE DELLE IMMAGINI DESCRIPTION of the Industrial Invention entitled: -SVT054-APPARATUS AND METHOD FOR THE CORRECTION OF THE PERSPECTIVE DEFORMATIONS OF THE IMAGES

di SISVEL TECHNOLOGY S.r.l., di nazionalità italiana, con sede in Via Castagnole 59, 10060 NONE (TO) ed elettivamente domiciliata, ai fini del presente incarico, presso i Mandatari i Mandatari Ing. Corrado Borsano (No. Iscr. Albo 446 BM), Ing. Marco Camolese (No. Iscr. Albo 882 BM), Ing. Matteo Baroni (No. Iscr. Albo 1064 BM), Dott. Giancarlo Reposio (No. Iscr. Albo 1168 BM), Ing. Giovanni Zelioli (No. Iscr. Albo 1536 B) c/o Metroconsult S.r.l., Via Sestriere 100, 10060 None (TO). of SISVEL TECHNOLOGY S.r.l., of Italian nationality, with registered office in Via Castagnole 59, 10060 NONE (TO) and electively domiciled, for the purposes of this assignment, with the Agents of the Agents Eng. Corrado Borsano (Registered No. 446 BM), Eng. Marco Camolese (Registered No. 882 BM), Eng. Matteo Baroni (Registered No. 1064 BM), Dr. Giancarlo Reposio (Registered No. 1168 BM), Eng. Giovanni Zelioli (Registered No. . Register 1536 B) c / o Metroconsult S.r.l., Via Sestriere 100, 10060 None (TO).

Inventore designato: Designated Inventor:

− Pietro Porzio Giusto, via Cassia 1110, 00189 - Roma - Pietro Porzio Giusto, via Cassia 1110, 00189 - Rome

Depositata il No. Filed No.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda un apparato e un metodo per la correzione di immagini, in modo da ridurre le deformazioni che appaiono, sia nella visione bidimensionale che in quella stereoscopica, quando le immagini sono osservate da un punto di osservazione non corrispondente al centro di proiezione della prospettiva. The present invention relates to an apparatus and a method for correcting images, in order to reduce the deformations that appear, both in the two-dimensional and in the stereoscopic vision, when the images are observed from an observation point that does not correspond to the projection center of the prospect.

Come è noto, la prospettiva lineare, chiamata anche semplicemente prospettiva, è un metodo geometrico-matematico che consente di riprodurre una scena tridimensionale su un piano. Il criterio base della costruzione prospettica, mostrato in fig. 1, consiste nel proiettare su un piano 101, detto “piano di proiezione” o “quadro di proiezione” o semplicemente “quadro”, i punti dello spazio tridimensionale come sono visti da un “centro di proiezione” C. La retta che si diparte dal centro di proiezione nella direzione verso cui è orientato lo sguardo dell’osservatore, o l’obiettivo della macchina da ripresa, è chiamata “asse ottico". Generalmente si usa definire un riferimento cartesiano come quello di fig. 1, in cui gli assi hanno origine nel centro di proiezione C, l’asse z coincide con l’asse ottico, l’asse y è verticale, orientato dal basso verso l’alto, e l’asse x è orizzontale, orientato da sinistra verso destra per l’osservatore. Nella terminologia utilizzata in questo campo tecnico, l’asse z è chiamato anche asse di “profondità”, essendo la “profondità” di un punto dello spazio tridimensionale definita come la distanza del punto dato dal piano xy. In fig.1 il piano di proiezione 101 ha distanza f dal centro di proiezione C ed è perpendicolare all’asse ottico, il quale interseca il piano di SVT054 As is known, linear perspective, also called simply perspective, is a geometric-mathematical method that allows you to reproduce a three-dimensional scene on a plane. The basic criterion of the perspective construction, shown in fig. 1, consists in projecting on a plane 101, called "projection plane" or "projection frame" or simply "frame", the points of the three-dimensional space as they are seen from a "projection center" C. The straight line that branches off from the center of projection in the direction towards which the observer's gaze is oriented, or the lens of the camera, is called the "optical axis." Generally it is used to define a Cartesian reference such as that of fig. 1, in which the axes originate in the center of projection C, the z axis coincides with the optical axis, the y axis is vertical, oriented from bottom to top, and the x axis is horizontal, oriented from left to right for the In the terminology used in this technical field, the z axis is also called the "depth" axis, being the "depth" of a point in three-dimensional space defined as the distance of the given point from the xy plane. projection plane 101 has distance f from the projection center C and is perpendicular to the optical axis, which intersects the plane of SVT054

proiezione (101) nel punto Ic. La proiezione Q di un punto dello spazio A risulta dall’incrocio fra il piano di proiezione 101 e la “retta proiettante”, cioè la retta che passa per il punto da proiettare A e per il centro di proiezione C. projection (101) in point Ic. The projection Q of a point in space A results from the intersection between the projection plane 101 and the "projecting line", that is, the line that passes through the point to be projected A and the center of projection C.

Le macchine da ripresa di fotografie e di filmati producono immagini teoricamente conformi con la prospettiva lineare, sennonché le lenti degli obiettivi reali introducono spesso distorsioni più o meno visibili, come, ad esempio, quelle dette “a barile” e “a cuscino”. La presente invenzione non tratta questo tipo di distorsioni, che, d’altra parte, sono oggetto di numerosi studi e tecniche di correzione (vedere ad esempio il brevetto europeo EP1333498 B1 a nome Agilent Technologies Inc. e la domanda di brevetto internazionale WO 98/57292 A1 a nome Apple Computer). Camera and film cameras produce images theoretically compliant with linear perspective, except that the lenses of real lenses often introduce more or less visible distortions, such as, for example, those called "barrel" and "pillow". The present invention does not deal with this type of distortions, which, on the other hand, are the subject of numerous studies and correction techniques (see for example the European patent EP1333498 B1 in the name of Agilent Technologies Inc. and the international patent application WO 98 / 57292 A1 to Apple Computer).

La presente invenzione non tratta nemmeno le deformazioni delle immagini dovute ad errori di posizionamento degli obiettivi rispetto alla collocazione e all’orientazione desiderata, quali le rastremazioni delle immagini di edifici alti ripresi dal basso e le deformazioni di immagini di documenti fotografati obliquamente o da punti di vista fuori dall’asse del documento. Anche queste deformazioni sono largamente trattate nella letteratura (vedere ad esempio i documenti US 7,990,412 A1, US 2009/0103808 A1, BR PI0802865 A2, US 2004/0022451 A1, US 2006/0210192 A1, US 2011/0149094 A1). Nor does the present invention deal with image deformations due to lens positioning errors with respect to the desired location and orientation, such as tapering of images of tall buildings taken from below and deformations of images of documents photographed obliquely or from points of view outside the document axis. These deformations are also extensively discussed in the literature (see for example documents US 7,990,412 A1, US 2009/0103808 A1, BR PI0802865 A2, US 2004/0022451 A1, US 2006/0210192 A1, US 2011/0149094 A1).

La tecnica di correzione della presente invenzione elabora invece le immagini come se fossero perfettamente conformi alla prospettiva lineare. Le eventuali distorsioni rispetto alla prospettiva lineare, e in particolare quelle sopra citate, non sono considerate e sono rispecchiate nei risultati delle elaborazioni. The correction technique of the present invention, on the other hand, processes the images as if they were perfectly consistent with the linear perspective. Any distortions with respect to the linear perspective, and in particular those mentioned above, are not considered and are reflected in the results of the calculations.

La presente invenzione riguarda, infatti, le deformazioni che appaiono nelle immagini prospettiche quando tali immagini sono osservate da un punto di osservazione non corrispondente al centro di proiezione, come, ad esempio, se si osserva l’immagine del quadro 101 (fig.1) dal punto V invece che dal centro di proiezione C. The present invention relates, in fact, to the deformations that appear in the perspective images when these images are observed from an observation point that does not correspond to the center of projection, such as, for example, if one observes the image of the painting 101 (fig. 1) from point V instead of from the center of projection C.

La fig. 2 mostra un esempio di tali deformazioni. Essa riporta l’immagine di un solido 202 disegnata rigorosamente da un programma di calcolo secondo le regole della prospettiva lineare. L’immagine del solido 202 si trova nell’angolo basso destro di un quadro, di cui la figura riporta solamente il quadrante basso-destro (detto anche quarto quadrante) 201, per ingrandire gli elementi che interessano (il solido 202 e il centro Ic del piano di proiezione) rispetto alle dimensioni che essi avrebbero riproducendo il SVT054 Fig. 2 shows an example of such deformations. It shows the image of a solid 202 drawn strictly by a calculation program according to the rules of linear perspective. The image of solid 202 is located in the lower right corner of a painting, of which the figure shows only the lower right quadrant (also called fourth quadrant) 201, to enlarge the elements of interest (the solid 202 and the center Ic of the projection plane) with respect to the dimensions that they would have reproducing the SVT054

quadro intero. whole picture.

Osservando la fig. 2 come si guarda normalmente una fotografia, per esempio da un punto che si trova sulla perpendicolare al centro della figura, il solido 202 sembra avere la forma di un parallelepipedo con la faccia frontale quadrata e gli spigoli laterali più lunghi di quelli frontali, mentre il solido 202 è un cubo perfetto, con la faccia frontale sul piano di proiezione e con le coordinate del centro di tale faccia pari a x = 20 unità e y = -14 unità, misurate in rapporto alla lunghezza di uno spigolo del cubo. Nella stessa unità di misura, il punto corrispondente al centro di proiezione si trova a 25 unità dal piano dell’immagine, sulla verticale al piano della figura passante per il punto Ic. Observing fig. 2 as one normally looks at a photograph, for example from a point that is on the perpendicular to the center of the figure, the solid 202 seems to have the shape of a parallelepiped with a square front face and side edges longer than the front ones, while the solid 202 is a perfect cube, with the front face on the projection plane and with the coordinates of the center of this face equal to x = 20 units and y = -14 units, measured in relation to the length of an edge of the cube. In the same unit of measurement, the point corresponding to the center of projection is located 25 units from the image plane, on the vertical to the plane of the figure passing through point Ic.

Se si osserva la fig.2 da un punto vicino al corrispondente al centro di proiezione, che si trova sulla retta per Ic ortogonale al piano della figura ad una distanza dal foglio (il piano dell’immagine) pari a 25 volte lo spigolo del cubo, il solido 202 appare correttamente con la forma di cubo invece che con l’aspetto deformato di parallelepipedo. If we observe fig. 2 from a point close to the one corresponding to the center of projection, which is on the straight line for Ic orthogonal to the plane of the figure at a distance from the sheet (the plane of the image) equal to 25 times the edge of the cube , solid 202 appears correctly with the shape of a cube instead of the deformed appearance of a parallelepiped.

La fig. 3 spiega qualitativamente la ragione della deformazione. Essa rappresenta il piano dell’orizzonte di una prospettiva, cioè il piano xz di fig. 1, sul quale è disegnato un quadrato ABDE con il lato frontale adiacente al piano di proiezione. In fig. 3 l’elemento 301 rappresenta il piano di proiezione 101 di fig. 1, visto dalla direzione dell’asse y. Fig. 3 qualitatively explains the reason for the deformation. It represents the horizon plane of a perspective, that is, the xz plane of fig. 1, on which an ABDE square is drawn with the front side adjacent to the projection plane. In fig. 3 element 301 represents the projection plane 101 of fig. 1, seen from the direction of the y axis.

Qui e nel seguito si assume, per semplicità, che il piano di proiezione e il piano dell’immagine coincidano, benché nella realtà l’immagine sia normalmente riprodotta su un supporto distinto dal piano di proiezione. Nel caso in cui i due piani sono distinti, si possono riportare l’uno sull’altro, con tutti i rispettivi elementi geometrici, tramite un’omotetia, come il tecnico dell’arte sa fare. Here and in the following it is assumed, for simplicity, that the projection plane and the image plane coincide, although in reality the image is normally reproduced on a support distinct from the projection plane. In the event that the two floors are distinct, they can be brought back to each other, with all their respective geometric elements, by means of a homothety, as the art technician knows how to do.

Nella fig. 3 le proiezioni dei vertici B e D dal centro di proiezione C coincidono con i vertici B e D stessi, mentre la proiezione del vertice A è rappresentata dal punto Q. Assumendo ora di osservare il piano di proiezione dal punto V, si constata che, attribuendo al punto Q la rappresentazione di un vertice che si trova sulla retta passante per AB, l’osservatore conferisce al punto Q la rappresentazione del punto A’, sicché il quadrato ABDE dal punto V appare come se fosse il rettangolo A’BDE’. In fig. 3 the projections of the vertices B and D from the projection center C coincide with the vertices B and D themselves, while the projection of the vertex A is represented by the point Q. Assuming now to observe the projection plane from the point V, we note that, by attributing to the point Q the representation of a vertex which is on the straight line passing through AB, the observer gives to the point Q the representation of the point A ', so that the square ABDE from the point V appears as if it were the rectangle A'BDE'.

Questo tipo di deformazione è generalmente più evidente nella visione di immagini stereoscopiche, come è noto agli esperti dell’arte e come si vedrà più avanti. This type of deformation is generally more evident in the viewing of stereoscopic images, as is known to art experts and as will be seen later.

SVT054 SVT054

La prospettiva lineare, dunque, riproduce bene la visione della realtà se si guardano le immagini dal punto corrispondente al centro di proiezione, mentre se ci si scosta da esso le immagini appaiono deformate. The linear perspective, therefore, reproduces the vision of reality well if you look at the images from the point corresponding to the center of projection, while if you move away from it, the images appear deformed.

Le suddette deformazioni sono tanto maggiori quanto maggiore è lo scostamento del punto di osservazione dell’immagine dalla posizione corrispondente al centro di proiezione. Poiché normalmente le immagini sono osservate da un punto poco discosto dalla retta corrispondente all’asse ottico della prospettiva, nella pratica la componente principale che determina la deformazione deriva dalla distanza del punto di osservazione dell’osservatore dal punto corrispondente al centro di proiezione. Invece che a questa distanza, nella pratica si usa spesso considerare l’angolo di campo (l’angolo che sottende la diagonale del piano di proiezione dal centro di proiezione), considerato che fra angolo di campo e distanza del centro di proiezione dal piano di proiezione vale la seguente relazione: The aforementioned deformations are greater the greater the deviation of the observation point of the image from the position corresponding to the center of projection. Since the images are normally observed from a point not far from the line corresponding to the optical axis of the perspective, in practice the main component that determines the deformation derives from the distance of the observer's point of observation from the point corresponding to the center of projection. Instead of this distance, in practice it is often used to consider the angle of view (the angle that subtends the diagonal of the projection plane from the projection center), considering that between the angle of view and the distance of the projection center from the projection holds the following relationship:

d d

ϑ=2 ⋅ arctan ϑ = 2 ⋅ arctan

2 ⋅ f(1)2 ⋅ f (1)

dove i simboli hanno i seguenti significati: where the symbols have the following meanings:

ϑ angolo di campo; ϑ angle of view;

ddiagonale del piano di proiezione (diagonale dell’elemento fotosensibile, nel caso di macchina da ripresa); diagonal of the projection plane (diagonal of the photosensitive element, in the case of a camera);

fdistanza fra centro di proiezione e piano di proiezione (lunghezza focale, nel caso di macchina da ripresa). fdistance between projection center and projection plane (focal length, in the case of a camera).

Applicando la formula (1), si trova che l’angolo di campo corrispondente al punto dell’immagine di fig.2 più lontano da Ic corrisponde ad un angolo di campo di 90°. Le deformazioni illustrate per mezzo della fig. 2 e della fig. 3 furono già notate da Leonardo da Vinci. Nell’architettura e nella pittura la prospettiva fu, infatti, introdotta nel quindicesimo secolo dal Brunelleschi con contributi di Donatello e Masaccio. Leonardo, per evitare che apparissero tali deformazioni, consigliava di dipingere da una distanza almeno venti volte maggiore delle dimensioni dell’oggetto da ritrarre, corrispondente ad angoli di campo di circa 3° (v. “Leonardo da Vinci on Painting - A SVT054 By applying formula (1), it is found that the angle of view corresponding to the point of the image in fig. 2 furthest from Ic corresponds to a field angle of 90 °. The deformations illustrated by means of FIG. 2 and fig. 3 were already noticed by Leonardo da Vinci. In architecture and painting, perspective was, in fact, introduced in the fifteenth century by Brunelleschi with contributions from Donatello and Masaccio. Leonardo, to prevent such deformations from appearing, recommended painting from a distance at least twenty times greater than the size of the object to be portrayed, corresponding to field angles of about 3 ° (see "Leonardo da Vinci on Painting - A SVT054

lost book (Libro A) - by Carlo Pedretti - Foreword by Sir Kenneth Clark, University of California Press, Berkely and Los Angeles, California, © 1964 by the Recent of the University of California, Library of Congress Catalog Card Number: 64-17171). lost book (Book A) - by Carlo Pedretti - Foreword by Sir Kenneth Clark, University of California Press, Berkely and Los Angeles, California, © 1964 by the Recent of the University of California, Library of Congress Catalog Card Number: 64-17171 ).

Nel diciottesimo secolo Giovanni Paolo Pannini, per ridurre le deformazioni della prospettiva lineare già notate da Leonardo, ideò un metodo di proiezione consistente nella successione di due proiezioni. Con la prima proiezione si proietta la scena da un primo centro di proiezione su una superficie cilindrica verticale con l’asse passante per il centro di proiezione. Con la seconda, da un secondo centro di proiezione diverso dal primo, si proietta su una superficie piana l’immagine ottenuta sulla superficie cilindrica. Questa tecnica dà buoni risultati nella rappresentazione di scene in cui vi sono linee verticali che debbono rimanere tali ed in cui vi è un punto di fuga centrale verso il quale convergono linee di molti elementi. Non dà invece buoni risultati nel rappresentare immagini generiche. Mediante questa tecnica Pannini dipinse suggestive vedute di complessi architettonici, con angoli di campo larghi senza visibili deformazioni prospettiche (v. Thomas K. Sharpless1, Bruno Postle, and Daniel M. German, “Pannini: A New Projection for Rendering Wide Angle Perspective Images”, Computational Aesthetics in Graphics, Visualization, and Imaging (2010), The Eurographics Association 2010, http://vedutismo.net/Pannini/panini.pdf). In the eighteenth century Giovanni Paolo Pannini, to reduce the deformations of the linear perspective already noted by Leonardo, devised a method of projection consisting in the succession of two projections. With the first projection, the scene is projected from a first projection center onto a vertical cylindrical surface with the axis passing through the projection center. With the second, from a second projection center different from the first, the image obtained on the cylindrical surface is projected onto a flat surface. This technique gives good results in the representation of scenes in which there are vertical lines that must remain vertical and in which there is a central vanishing point towards which lines of many elements converge. On the other hand, it does not give good results in representing generic images. Using this technique, Pannini painted suggestive views of architectural complexes, with wide angles of view without visible perspective deformations (see Thomas K. Sharpless1, Bruno Postle, and Daniel M. German, "Pannini: A New Projection for Rendering Wide Angle Perspective Images" , Computational Aesthetics in Graphics, Visualization, and Imaging (2010), The Eurographics Association 2010, http://vedutismo.net/Pannini/panini.pdf).

Nel 1995 Denis Zorin, Alan H. Barr (v. Zorin D., Barr A. H., “Correction of geometric perceptual distortions in pictures”, SIGGRAPH ’95: Proceedings of the 22nd annual conference on Computer graphics and interactive techniques (1995), pp. 257–264) proposero di aggirare l’insorgere delle suddette deformazioni proiettando prima le immagini su una superficie sferica, centrata sul centro di proiezione, e riportando poi tale superficie sferica su un piano. Ma riproducendo una superficie sferica su un piano sorgono inevitabilmente distorsioni, perciò il metodo Zorin-Barr può dare qualche miglioramento solamente per angoli di campo stretti. In 1995 Denis Zorin, Alan H. Barr (see Zorin D., Barr A. H., "Correction of geometric perceptual distortions in pictures", SIGGRAPH '95: Proceedings of the 22nd annual conference on Computer graphics and interactive techniques (1995), pp . 257-264) proposed to circumvent the occurrence of the aforementioned deformations by first projecting the images onto a spherical surface, centered on the projection center, and then returning this spherical surface to a plane. But by reproducing a spherical surface in a plane distortions inevitably arise, so the Zorin-Barr method can give some improvement only for narrow field angles.

Più recentemente Robert Carroll ed altri (Carroll R., Agrawal M., Agarwala A., “Optimizing content-preserving projections for wide-angle images”, SIGGRAPH ’09: ACM SIGGRAPH 2009 papers (New York, NY, USA, 2009), ACM, pp. 1–9) hanno proposto di minimizzare le deformazioni adattando la proiezione al contenuto. A questo scopo si fornisce un’interfaccia uomo-macchina attraverso cui l’utilizzatore può caratterizzare le zone e gli elementi delle immagini da correggere in modi particolari, SVT054 More recently Robert Carroll et al. (Carroll R., Agrawal M., Agarwala A., "Optimizing content-preserving projections for wide-angle images", SIGGRAPH '09: ACM SIGGRAPH 2009 papers (New York, NY, USA, 2009) , ACM, pp. 1–9) proposed to minimize the deformations by adapting the projection to the content. For this purpose, a man-machine interface is provided through which the user can characterize the areas and elements of the images to be corrected in particular ways, SVT054

quali linee rette che devono rimanere tali, visi di persone, ecc. Questo metodo è però laborioso e scomodo, e richiede tarature specifiche per vari tipi di elementi. such as straight lines that must remain so, people's faces, etc. However, this method is laborious and inconvenient, and requires specific calibrations for various types of elements.

Citiamo infine la domanda di brevetto americana US 2011/0090303 A1 a nome Apple Inc., la quale, con riferimento a sistemi di videoconferenza, descrive un metodo per correggere le deformazioni di immagini riprese da telecamere. Questo metodo è basato sull’individuazione di elementi particolari, contenuti nelle immagini riprese (ad esempio, il viso dei partecipanti ad una teleconferenza), e sull’applicazione di specifiche correzioni alle deformazioni di tali elementi. L’individuazione di questi elementi può avvenire tramite algoritmi di riconoscimento e tramite indicazioni fornite dall’utente attraverso appropriate interfacce uomo-macchina. L’utente può, ad esempio, indicare il punto centrale di un viso. La correzione delle deformazioni e delle distorsioni è poi attuata confrontando l’immagine ripresa con immagini di riferimento, quali, ad esempio, fotografie dei partecipanti riprese prima dell’inizio della videoconferenza. Il riconoscimento delle immagini e le correzioni sono facilitate dalla determinazione dell’orientazione della telecamera mediante sensori (accelerometri, giroscopi). Come s'intuisce, questo metodo è molto complesso ed è applicabile solo in circostanze particolari. Inoltre non risolve il problema delle deformazioni che si evidenziano in generale quando si osserva un’immagine prospettica da un punto di osservazione non corrispondente al centro di proiezione. Finally, we cite the American patent application US 2011/0090303 A1 in the name of Apple Inc., which, with reference to videoconferencing systems, describes a method for correcting the deformations of images shot by cameras. This method is based on the identification of particular elements contained in the images taken (for example, the face of participants in a teleconference), and on the application of specific corrections to the deformations of these elements. The identification of these elements can take place through recognition algorithms and through indications provided by the user through appropriate man-machine interfaces. The user can, for example, indicate the central point of a face. The correction of deformations and distortions is then implemented by comparing the image taken with reference images, such as, for example, photographs of the participants taken before the start of the videoconference. Image recognition and corrections are facilitated by determining the orientation of the camera using sensors (accelerometers, gyroscopes). As we can imagine, this method is very complex and is applicable only in particular circumstances. It also does not solve the problem of deformations that are generally evident when viewing a perspective image from an observation point that does not correspond to the center of projection.

La presente invenzione fornisce una soluzione appropriata al problema sopra esposto descrivendo un metodo, ed il relativo apparato, per la correzione delle deformazioni che appaiono nelle immagini, quando queste sono osservate da un punto non corrispondente al centro di proiezione della prospettiva. L’apparato e il relativo metodo si applicano sia per la riproduzione bidimensionale di una sola immagine, sia per la riproduzione di una coppia di immagini stereoscopiche. The present invention provides an appropriate solution to the above problem by describing a method, and the relative apparatus, for the correction of the deformations that appear in the images, when these are observed from a point not corresponding to the projection center of the perspective. The apparatus and its method are applied both for the two-dimensional reproduction of a single image and for the reproduction of a pair of stereoscopic images.

Tale apparato comprende appropriati mezzi per acquisire un'immagine bidimensionale, o una coppia di immagini stereoscopiche, con dati sufficienti per determinare le coordinate del punto corrispondente al centro di proiezione della prospettiva (per esempio, centro dell’immagine e lunghezza focale) e con il corredo della mappa di profondità. Questa è definita come l’insieme delle profondità dei punti della scena rappresentata nell’immagine, cioè, con riferimento alla fig. 1, come l’insieme delle coordinate z dei punti della scena tridimensionale. In alternativa alla mappa di SVT054 Such apparatus comprises appropriate means for acquiring a two-dimensional image, or a pair of stereoscopic images, with sufficient data to determine the coordinates of the point corresponding to the projection center of the perspective (for example, center of the image and focal length) and with the depth map kit. This is defined as the set of depths of the points of the scene represented in the image, that is, with reference to fig. 1, as the set of z coordinates of the points of the three-dimensional scene. As an alternative to the map of SVT054

profondità possono essere forniti dati che consentono di ricavarla. depth data can be provided to allow it to be derived.

Inoltre, quest'apparato comprende mezzi di memoria e mezzi di elaborazione (per esempio un processore che esegue un opportuno codice software) configurati per correggere la posizione dei punti delle immagini acquisite, secondo una tecnica chiamata "Partial Perspective Gradient" (PPG). Le correzioni che questa tecnica apporta tendono a rappresentare, sul piano delle immagini, la posizione di ciascun punto come se esso fosse stato ripreso con l’obiettivo puntato su di esso. Tale tecnica, di cui si possono definire numerose varianti, è basata sul calcolo di un gradiente del posizionamento dei punti sul piano delle immagini. Integrando le componenti di questo gradiente si trovano le funzioni secondo cui collocare i punti in modo da realizzare la suddetta correzione. Furthermore, this apparatus comprises memory means and processing means (for example a processor which executes an appropriate software code) configured to correct the position of the points of the acquired images, according to a technique called "Partial Perspective Gradient" (PPG). The corrections that this technique makes tend to represent, on the plane of the images, the position of each point as if it had been taken with the lens pointed at it. This technique, of which numerous variants can be defined, is based on the calculation of a gradient of the positioning of the points on the image plane. By integrating the components of this gradient there are the functions according to which to place the points in order to achieve the aforementioned correction.

È da notare che la rappresentazione delle immagini, su cui si opera per applicare le tecniche di correzione, è spesso costituita da un numero limitato di elementi discreti di dimensioni finite, chiamati “pixel”. A rigore ogni pixel rappresenta, in modo approssimato, una piccola area dell’immagine, ma per semplicità di esposizione, in alcuni passi di questa descrizione, si identificherà un punto geometrico con un pixel, accettando l’approssimazione di assumere che le coordinate discrete del pixel corrispondano a quelle del punto geometrico che con esso si intende rappresentare. Considerando il sistema di riferimento mostrato in fig. 4, tale gradiente si calcola considerando un generico punto A dello spazio tridimensionale, a cui corrisponde, secondo la prospettiva lineare, il punto Q del piano delle immagini (401), e il punto P risultante dall’intersezione fra la retta proiettante di A ed il piano 402, che chiameremo π (o piano ausiliario π) e che, nella realizzazione preferita dell’invenzione, è ortogonale alla retta proiettante di A. It should be noted that the representation of the images, on which one operates to apply the correction techniques, is often made up of a limited number of discrete elements of finite size, called "pixels". Strictly speaking, each pixel represents, in an approximate way, a small area of the image, but for simplicity of exposure, in some passages of this description, a geometric point will be identified with a pixel, accepting the approximation of assuming that the discrete coordinates of the pixels correspond to those of the geometric point that it is intended to represent. Considering the reference system shown in fig. 4, this gradient is calculated considering a generic point A of the three-dimensional space, to which corresponds, according to the linear perspective, the point Q of the image plane (401), and the point P resulting from the intersection between the projecting line of A and plane 402, which we will call π (or auxiliary plane π) and which, in the preferred embodiment of the invention, is orthogonal to the projecting line of A.

Ad uno spostamento incrementale∆ a<�>At an incremental shift to <�>

di A, corrisponde, sul piano π (402), uno<�>of A, corresponds, on the π (402) plane, one <�>

spostamento incrementale∆ pdi P. Dalle componenti dello spostamento incrementale∆ p<�>incremental shift pdi P. From the incremental shift components p <�>

si calcolano le componenti del gradiente, cioè le derivate parziali, delle funzioni Fx(xQ, yQ, zA) e Fy(xQ, yQ, zA) con cui rappresentare, sul piano delle immagini 401, le coordinate corrette dell’immagine del punto A. the components of the gradient, i.e. the partial derivatives, of the functions Fx (xQ, yQ, zA) and Fy (xQ, yQ, zA) are calculated with which to represent, on the plane of the images 401, the correct coordinates of the image of point A .

Integrando le suddette derivate parziali si determinano le coordinate secondo cui collocare la rappresentazione del punto A sul piano delle immagini. By integrating the aforementioned partial derivatives, the coordinates are determined according to which to place the representation of point A on the plane of the images.

SVT054 SVT054

Queste caratteristiche ed ulteriori vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente chiari dalla descrizione di un suo esempio di realizzazione mostrato nei disegni annessi, forniti a puro titolo esemplificativo e non limitativo, in cui: These characteristics and further advantages of the present invention will become clearer from the description of an embodiment thereof shown in the attached drawings, provided purely by way of non-limiting example, in which:

fig. 1 illustra in maniera geometrica il funzionamento della prospettiva lineare; fig. 1 illustrates in a geometric way the operation of the linear perspective;

fig. 2 illustra la rappresentazione in prospettiva di un cubo in posizione disassata rispetto all’asse ottico; fig. 2 illustrates the perspective representation of a cube in an offset position with respect to the optical axis;

fig. 3 illustra qualitativamente le deformazioni insite nella prospettiva lineare nell’osservazione delle immagini da un punto non corrispondente al centro di proiezione; fig. 3 qualitatively illustrates the deformations inherent in the linear perspective in observing images from a point that does not correspond to the center of projection;

fig. 4 illustra in maniera geometrica una forma di realizzazione dell'invenzione; fig. 4 geometrically illustrates an embodiment of the invention;

fig. 5 illustra in maniera geometrica il funzionamento della prospettiva lineare nel caso stereoscopico; fig. 5 illustrates in a geometric way the functioning of the linear perspective in the stereoscopic case;

fig. 6 illustra una vista in pianta di parte di fig.4; fig. 6 shows a plan view of part of fig.4;

fig. 7 illustra una rappresentazione dei riferimenti cartesiani; fig. 7 illustrates a representation of the Cartesian references;

fig. 8 illustra l'andamento della funzione a coseno rialzato e del suo complemento impiegati nel metodo e nell'apparato secondo l'invenzione; fig. 8 illustrates the trend of the raised cosine function and its complement used in the method and apparatus according to the invention;

fig. 9 illustra immagini stereoscopiche del cubo di fig.2; fig. 9 shows stereoscopic images of the cube of fig. 2;

fig. 10 illustra uno schema a blocchi di un apparato secondo l' invenzione; fig. 10 illustrates a block diagram of an apparatus according to the invention;

fig. 11 illustra un diagramma di flusso di un processo in cui si applica la correzione prospettica della presente invenzione. fig. 11 illustrates a flow diagram of a process in which the perspective correction of the present invention is applied.

La presente invenzione riguarda la correzione di singole immagini bidimensionali, o di coppie di immagini stereoscopiche, intesa a ridurre le deformazioni che appaiono nelle immagini prospettiche, quando queste sono osservate da un punto non corrispondente al centro di proiezione della prospettiva. Nel seguito si descrive un apparato, ed il relativo metodo che esso applica, in una forma di realizzazione preferita ed in alcune varianti esemplificative, ma non limitative. The present invention relates to the correction of single two-dimensional images, or pairs of stereoscopic images, intended to reduce the deformations that appear in the perspective images, when these are observed from a point not corresponding to the projection center of the perspective. In the following, an apparatus is described, and the relative method that it applies, in a preferred embodiment and in some exemplary, but not limiting, variants.

L’apparato della presente invenzione, con il relativo metodo, elabora le immagini mediante una tecnica, chiamata “Partial Perspective Gradient” (PPG), che corregge la SVT054 The apparatus of the present invention, with its method, processes the images using a technique, called "Partial Perspective Gradient" (PPG), which corrects SVT054

posizione dei punti (pixel) delle immagini in modo da collocarli come se ogni punto della scena rappresentata nell’immagine fosse stato ripreso da un obiettivo puntato su di esso. Per determinare questa correzione tale tecnica utilizza le coordinate del punto, di cui correggere la rappresentazione, ed i dati che definiscono la geometria della prospettiva secondo cui l’immagine è stata generata. position of the points (pixels) of the images so as to place them as if each point of the scene represented in the image had been taken by a lens pointed at it. To determine this correction, this technique uses the coordinates of the point, to correct the representation, and the data that define the geometry of the perspective according to which the image was generated.

Con riferimento alla fig. 4 e alla forma di realizzazione preferita, le coordinate del punto A in considerazione sono ricavate dall’immagine, cioè dalle coordinate x, y del punto Q, e dalla distanza che il punto A ha dal piano xy. Nella terminologia dell’arte, questa distanza è chiamata “profondità” e l’insieme delle distanze dei punti dello spazio tridimensionale dal piano xy è chiamata “mappa di profondità”. With reference to fig. 4 and the preferred embodiment, the coordinates of the point A under consideration are obtained from the image, that is, from the x, y coordinates of the point Q, and from the distance that the point A has from the xy plane. In the terminology of art, this distance is called "depth" and the set of distances of the points of three-dimensional space from the xy plane is called "depth map".

La geometria della prospettiva secondo cui l’immagine è stata generata è essenzialmente definita dalla lunghezza focale e dalle dimensioni del quadro. The geometry of the perspective according to which the image was generated is essentially defined by the focal length and size of the painting.

Con riferimento anche alla fig. 5, nel caso di immagini stereoscopiche, alla lunghezza focale e alle dimensioni del quadro, si aggiunge la distanza interottica b, cioè la distanza fra i centri di proiezione secondo cui le due immagini della stereoscopia sono state generate. I dati sufficienti per determinare la profondità dei punti rappresentati nell’immagine, detti anche dati di profondità, possono comprendere la mappa di profondità e possono essere ricavati con vari metodi noti al tecnico del ramo, sia per un’immagine destinata alla visione bidimensionale, sia per una coppia di immagini stereoscopiche. Nel caso di disegni o di dipinti tali dati sono impliciti nel progetto dell’artista. With reference also to fig. 5, in the case of stereoscopic images, the inter-optic distance b is added to the focal length and the size of the picture, ie the distance between the projection centers according to which the two stereoscopic images were generated. The data sufficient to determine the depth of the points represented in the image, also called depth data, can include the depth map and can be obtained with various methods known to the person skilled in the art, both for an image intended for two-dimensional vision, and for a pair of stereoscopic images. In the case of drawings or paintings, these data are implicit in the artist's project.

Nel caso di una coppia di immagini stereoscopiche la mappa di profondità può essere ricavata dalla mappa di disparità, la quale rappresenta la differenza fra le coordinate orizzontali dei punti omologhi delle due immagini, come illustrato nella fig.5. In questa figura si assume che i due centri di proiezione siano allineati orizzontalmente e che gli assi orizzontali dei riferimenti cartesiani giacciano sul piano dell’orizzonte, ovvero sul piano orizzontale che contiene i centri di proiezione. Infatti, la fig. 5 mostra chiaramente che gli assi di profondità zLe zRhanno origine sulla retta che passa per i centri di proiezione CLe CR, mentre gli assi x e y sono rappresentati sui piani delle immagini per semplificare la grafica; è però evidente al tecnico del ramo che questa rappresentazione sui piani delle immagini è del tutto equivalente alla rappresentazione degli stessi assi sul piano passante per i suddetti centri di proiezione CLe CRed ortogonale all’asse z. In the case of a pair of stereoscopic images, the depth map can be obtained from the disparity map, which represents the difference between the horizontal coordinates of the homologous points of the two images, as illustrated in fig. 5. In this figure it is assumed that the two projection centers are aligned horizontally and that the horizontal axes of the Cartesian references lie on the plane of the horizon, or on the horizontal plane that contains the projection centers. In fact, fig. 5 clearly shows that the depth axes zLe zR originate on the straight line passing through the projection centers CLe CR, while the x and y axes are represented on the image planes to simplify the graphics; however, it is evident to the skilled in the art that this representation on the image planes is entirely equivalent to the representation of the same axes on the plane passing through the aforementioned projection centers CLe CRed orthogonal to the z axis.

SVT054 SVT054

La fig. 5 rappresenta un esempio in cui un punto A dello spazio tridimensionale proiettato da due distinti centri di proiezione, CLe CR, su due distinti piani di proiezione, il piano 501 e il piano 503, sui quali le coordinate sono riferite rispettivamente ai riferimenti cartesiani IcLxLyLe IcRxRyR. Gli assi ottici che si diramano dai centri di proiezione, zLda CL, e zRda CR, sono fra loro paralleli e a distanza b (distanza interottica) l’uno dall’altro. I piani 501 e 503 sono ortogonali a tali assi ottici ed equidistanti dai rispettivi centri di proiezione di una distanza pari ad f, mentre i loro assi orizzontali, rispettivamente xLe xR, giacciono su una stessa retta, la quale è parallela alla congiungente i due centri di proiezione CLe CR. ed intersecano gli assi ottici rispettivamente nei punti IcLe IcR. Fig. 5 represents an example in which a point A of the three-dimensional space projected by two distinct projection centers, CLe CR, on two distinct projection planes, the plane 501 and the plane 503, on which the coordinates are respectively referred to the Cartesian references IcLxLyLe IcRxRyR . The optical axes that branch off from the projection centers, zLda CL, and zRda CR, are parallel to each other and at a distance b (inter-optic distance) from each other. The planes 501 and 503 are orthogonal to these optical axes and equidistant from their respective projection centers by a distance equal to f, while their horizontal axes, xLe xR respectively, lie on the same line, which is parallel to the joining the two centers of projection CLe CR. and intersect the optical axes respectively at the points IcL and IcR.

Nei rispettivi sistemi di riferimento, i punti omologhi QLe QR, risultanti dalla proiezione di A rispettivamente sui piani xLyLe xRyR, hanno la stessa coordinata verticale, non indicata in fig. 5 per semplicità, ed hanno rispettivamente le coordinate orizzontali xQLe xQR. In the respective reference systems, the homologous points QLe QR, resulting from the projection of A respectively on the xLyLe xRyR planes, have the same vertical coordinate, not indicated in fig. 5 for simplicity, and have the horizontal coordinates xQL and xQR respectively.

La disparità “disp” dei punti omologhi QLe QR, è data da disp = xQL- xQR. The disparity "disp" of the homologous points QLe QR, is given by disp = xQL- xQR.

Fra la “profondità” e la “disparità” vale la seguente relazione matematica: The following mathematical relationship holds between "depth" and "disparity":

<f ⋅ b><f ⋅ b>

zA<= (2)>disp zA <= (2)> avail

dove i simboli hanno i seguenti significati: where the symbols have the following meanings:

z A“profondità” del punto considerato, cioè la coordinata z del punto A di fig.4 o le coordinate del punto A di fig.5 sugli assi zLe zR; z A “depth” of the point considered, ie the z coordinate of point A in fig.4 or the coordinates of point A in fig.5 on the zLe zR axes;

bdistanza interottica, ossia la distanza fra i due centri di proiezione CLe CR;flunghezza focale, ossia la distanza fra centro di proiezione CLo CRe rispettivo piano di proiezione 501 o 503; binteroptic distance, i.e. the distance between the two projection centers CLe CR; ffocal length, i.e. the distance between the projection center CLo CRe respective projection plane 501 or 503;

dispdisparità, ossia la differenza fra la coordinata orizzontale di un punto dell’immagine di sinistra (QL) e la corrispondente coordinata del punto omologo dell’immagine di destra (QR), riferendo le coordinate ai centri delle rispettive immagini (IcLe IcR) o ad altri punti omologhi di riferimento. disparity, i.e. the difference between the horizontal coordinate of a point in the left image (QL) and the corresponding coordinate of the homologous point in the right image (QR), referring the coordinates to the centers of the respective images (IcLe IcR) or to other homologous points of reference.

L’equazione (2) è definita con riferimento ai centri di proiezione e al piano di SVT054 Equation (2) is defined with reference to the projection centers and the plane of SVT054

proiezione, ma, come noto al tecnico del ramo, la stessa equazione, mutatis mutandis, può essere utilizzata anche per mettere in relazione la profondità di un punto rappresentato sulle due immagini di una stereoscopia con la disparità misurata sulla coppia di immagini stereoscopiche e con il valore della distanza interottica equivalente relativa alla configurazione geometrica secondo cui la stereoscopia è stata generata. Il centro di proiezione della prospettiva secondo cui un’immagine è stata generata può essere localizzato fornendo il centro del piano di proiezione e la distanza fra centro di proiezione e piano di proiezione (la distanza focale, nel caso di macchine da ripresa), oppure fornendo le dimensioni del piano di proiezione e l’angolo di campo, giacché angolo di campo, diagonale dell’immagine e distanza del centro di proiezione dal piano di proiezione sono legati dall’equazione (1). projection, but, as known to the skilled in the art, the same equation, mutatis mutandis, can also be used to relate the depth of a point represented on the two images of a stereoscopy with the disparity measured on the pair of stereoscopic images and with the value of the equivalent inter-optic distance relative to the geometric configuration according to which the stereoscopy was generated. The projection center of the perspective according to which an image was generated can be located by providing the center of the projection plane and the distance between the projection center and the projection plane (the focal distance, in the case of cameras), or by providing the dimensions of the projection plane and the angle of view, since the angle of view, the diagonal of the image and the distance of the projection center from the projection plane are related by equation (1).

L’apparato rivendicato dalla presente invenzione comprende appropriati mezzi per acquisire, in forma numerica, un'immagine bidimensionale o una coppia di immagini stereoscopiche, corredate di dati di profondità o di disparità e da dati sufficienti per determinare le coordinate del centro di proiezione C corrispondente al centro di proiezione della prospettiva, come detto sopra. The apparatus claimed by the present invention comprises appropriate means for acquiring, in numerical form, a two-dimensional image or a pair of stereoscopic images, accompanied by depth or disparity data and by data sufficient to determine the coordinates of the corresponding projection center C in the projection center of the perspective, as mentioned above.

Acquisita la geometria dell’immagine, l’apparato rivendicato dalla presente invenzione applica il metodo (“Partial Perspective Gradient”) secondo l'invenzione, dove detto metodo è sviluppato in base al principio di rappresentare l’intorno di ciascun punto di un'immagine come se, nella ripresa o nel disegno, lo sguardo fosse rivolto verso di esso. Questo principio è realizzato calcolando come, in tali condizioni di orientazione dello sguardo, si percepirebbero piccoli spostamenti del punto considerato (ad esempio il punto A nelle figure allegate). Once the geometry of the image has been acquired, the apparatus claimed by the present invention applies the method ("Partial Perspective Gradient") according to the invention, where said method is developed on the basis of the principle of representing the surroundings of each point of an image as if, in the shot or in the drawing, the gaze was turned towards it. This principle is realized by calculating how, in such conditions of gaze orientation, small displacements of the point considered would be perceived (for example point A in the attached figures).

Con riferimento anche a fig. 6, si descrive, per semplicità di esposizione, questo calcolo considerando la rappresentazione di un punto dello spazio che giace sul piano dell’orizzonte (piano xz nelle figure allegate) e uno spostamento incrementale di tale punto in direzione parallela all’asse x. Il tecnico del ramo è in grado di estendere il calcolo al caso in cui il punto A è collocato in una qualunque posizione nello spazio e lo spostamento incrementale di detto punto avviene lungo una qualsiasi direzione. With reference also to fig. 6, this calculation is described, for the sake of simplicity, considering the representation of a point in space lying on the horizon plane (xz plane in the attached figures) and an incremental displacement of this point in a direction parallel to the x axis. The person skilled in the art is able to extend the calculation to the case in which point A is located in any position in space and the incremental displacement of said point occurs along any direction.

Il piano 402 dista dal centro di proiezione C quanto il piano di proiezione 401. Questa configurazione è da considerare solo come esempio illustrativo, non limitativo, della forma di realizzazione preferita. Come l’esperto dell’arte intuisce, e come si dirà in SVT054 The plane 402 is as distant from the projection center C as the projection plane 401. This configuration is to be considered only as an illustrative, non-limiting example of the preferred embodiment. As the art expert understands, and as will be said in SVT054

seguito, il piano 402 può essere fissato ad una qualsiasi distanza dal centro di proiezione e con una qualsiasi orientazione. then, the plane 402 can be fixed at any distance from the projection center and with any orientation.

<�><�>

Come l’esperto dell’arte sa, in generale uno spostamento incrementale∆ aè definibile da una composizione di una pluralità di componenti, dove queste componenti, preferibilmente tre (spazio tridimensionale), sono orientate lungo varie direzioni. La scomposizione più comune è quella fatta utilizzando le tre direzioni corrispondenti agli assi del riferimento cartesiano, a cui si fa riferimento in questa descrizione. Poiché in questo esempio illustrativo∆ a<�>As the skilled in the art knows, in general an incremental shift∆ a is defined by a composition of a plurality of components, where these components, preferably three (three-dimensional space), are oriented along various directions. The most common decomposition is that made using the three directions corresponding to the axes of the Cartesian reference, to which reference is made in this description. Since in this illustrative example a <�>

ha una direzione parallela all’asse x,∆ a<�>has a direction parallel to the x axis, ∆ a <�>

è completamente caratterizzato dalla sua componente lungo questo asse, che chiameremo∆x� it is completely characterized by its component along this axis, which we will call x�

A. Analogamente, in questo esempio, lo spostamento incrementale ∆qdi Q è completamente caratterizzato dalla sua componente lungo l’asse x, che chiameremo � A. Similarly, in this example, the incremental displacement ∆q of Q is completely characterized by its component along the x axis, which we will call �

∆xQ. Si noti che, in ogni caso, a uno spostamento ∆aparallelo all’asse x del punto A<�>∆xQ. Note that, in any case, a ∆aparallel displacement to the x axis of point A <�>

corrisponde uno spostamento∆ q, anch'esso parallelo all’asse x, del punto Q. corresponds to a displacement q, also parallel to the x axis, of the point Q.

Per trattare lo spostamento incrementale che percepirebbe un osservatore se il suo<�>sguardo fosse rivolto verso il punto A, è necessario rappresentare una proiezione∆ pTo deal with the incremental displacement that an observer would perceive if his <�> gaze were directed towards point A, it is necessary to represent a projection p

<�><�>

dello spostamento incrementale∆ asul piano 402. of the incremental movement∆ on plane 402.

<�><�>

Con riferimento anche a fig. 7, questa proiezione∆ ppuò essere definita utilizzando il riferimento cartesiano Cαβγ. Questo riferimento ha l’origine in C, coincidente con quella del riferimento Cxyz, e il suo asse γ si sviluppa lungo una direzione coincidente con quella della retta passante per C e per A. Il piano αβ è ortogonale all’asse γ. L’asse α è individuato dall’intersezione del piano αβ con il piano xz (l’asse α giace sul piano xz), mentre l’asse β, pure passante per C, è ortogonale sia all’asse α che all’asse γ. In generale uno spostamento∆ a<�>parallelo all’asse x del punto A comporta sul piano 402 uno spostamento∆ p<�>With reference also to fig. 7, this projection∆ can be defined using the Cartesian reference Cαβγ. This reference has its origin in C, coinciding with that of the reference Cxyz, and its γ axis develops along a direction coinciding with that of the straight line passing through C and A. The αβ plane is orthogonal to the γ axis. The α axis is identified by the intersection of the αβ plane with the xz plane (the α axis lies on the xz plane), while the β axis, also passing through C, is orthogonal to both the α axis and the γ axis . In general, a shift a <�> parallel to the x axis of point A results in a shift p <�> on the 402 plane

di P con componenti sia nella direzione dell’asse α che nella direzione dell’asse β. Nel caso particolare di fig. 6, in cui il punto A si trova sul piano dell’orizzonte e, di conseguenza, l’asse β è ortogonale all’asse x, la componente nella direzione dell’asse β è nulla, perciò rimane da trattare solamente la componente nella direzione dell’asse α, chiamata∆α P. Poiché con∆α Psi vuole determinare la derivata parziale che deve assumere la componente lungo l'asse x del punto Q, detta anche xQ,∆α Pè rapportata a∆x Q. Il calcolo può essere fatto con le comuni regole SVT054 of P with components both in the direction of the α axis and in the direction of the β axis. In the particular case of fig. 6, where the point A is on the plane of the horizon and, consequently, the β axis is orthogonal to the x axis, the component in the direction of the β axis is zero, therefore only the component in the direction remains to be treated of the α axis, called α P. Since con∆α Psi wants to determine the partial derivative that the component along the x axis of the point Q, also called xQ, must take, ∆α P is related to x Q. The calculation can be done with the common SVT054 rules

della geometria e della matematica, che l’esperto dell’arte conosce. Esse consistono of geometry and mathematics, which the art expert knows. They consist

essenzialmente nel cambiamento del sistema di riferimento che fa passare la<�>rappresentazione dello spostamento∆ adal riferimento cartesiano Cxyz al riferimento essentially in the change of the reference system that makes the <�> representation of the displacement pass from the Cartesian reference Cxyz to the reference

cartesiano Cαβγ. Le formule per il cambiamento del sistema di riferimento si trovano in Cartesian Cαβγ. The formulas for changing the reference system can be found in

testi scolastici e in vari siti Internet, fra cui, per esempio, il seguente: textbooks and on various Internet sites, including, for example, the following:

http://www.cns.gatech.edu/~predrag/courses/PHYS-4421-10/Lautrup/space.pdf. http://www.cns.gatech.edu/~predrag/courses/PHYS-4421-10/Lautrup/space.pdf.

Il risultato dell’elaborazione è l’espressione della formula (3αx), riportata sotto insieme The result of the processing is the expression of the formula (3αx), shown below together

con le espressioni delle altre componenti degli spostamenti, che si derivano in modo with the expressions of the other components of the displacements, which are derived in mode

analogo. similar.

<∆α>2 <∆α> 2

P f P f

= =

∆ x<Q>(x<2 2>(3αx) ∆ x <Q> (x <2 2> (3αx)

Q+f<2>)⋅ (x<2>Q + f <2>) ⋅ (x <2>

Q+y Q f<2>) Q + y Q f <2>)

∆<α>P= 0 ∆ <α> P = 0

∆y (3αy) ∆y (3αy)

Q Q

<∆α>−f 2 <∆α> −f 2

P ⋅ x P ⋅ x

= Q = Q

∆ z (3αz) A zA⋅ (x<2 2>∆ z (3αz) A zA⋅ (x <2 2>

Q+f )⋅ (x<2>Q + f) ⋅ (x <2>

Q+y<2>Q + y <2>

Q f<2>) Q f <2>)

<∆β>P f⋅x <∆β> P f⋅x

= Q ⋅ y Q = Q ⋅ y Q

∆ x<2>(3βx) Q (x<2>∆ x <2> (3βx) Q (x <2>

Q+y<2>Q + y <2>

Q+f<2>)⋅ x<2>Q + f <2>) ⋅ x <2>

Q f Q f

<∆>2 <∆> 2

<β>P f⋅ x2 <β> P f⋅ x2

Q f Q f

= =

∆ y 2 2 2 (3βy) Q xQ+yQ+ f ∆ y 2 2 2 (3βy) Q xQ + yQ + f

<∆β>P −f 3 ⋅ y <∆β> P −f 3 ⋅ y

= Q = Q

∆ z A zA⋅ (x<2>∆ z A zA⋅ (x <2>

Q+y<2>Q + y <2>

Q+f<2>)⋅ x<2>Q + f <2>) ⋅ x <2>

Q f<2>(3βz) Q f <2> (3βz)

Nelle formule (3..) i simboli hanno i seguenti significati: In formulas (3 ..) the symbols have the following meanings:

spostamento incrementale del punto P sul piano 402 nella direzione incremental displacement of point P on plane 402 in the direction

∆αP∆αP

dell’asse α; of the α axis;

SVT054 SVT054

spostamento incrementale del punto P sul piano 402 nella direzione incremental displacement of point P on plane 402 in the direction

∆βP∆βP

dell’asse β; of the β axis;

spostamento incrementale del punto Q sul piano di proiezione nella direzione ∆xQincremental displacement of the Q point on the projection plane in the direction ∆xQ

dell’asse x ; of the x axis;

spostamento incrementale del punto Q sul piano di proiezione nella direzione ∆yQincremental displacement of the Q point on the projection plane in the ∆yQ direction

dell’asse y; of the y axis;

<∆z>Aspostamento incrementale del punto A nella direzione dell’asse z; <∆z> Incremental shift of point A in the direction of the z axis;

fdistanza fra centro di proiezione e piano di proiezione; fdistance between projection center and projection plane;

<x>Q ascissa del punto Q;<x> Q abscissa of the point Q;

<y>Q ordinata del punto Q;<y> Q ordinate of point Q;

L’espressione (3αy) indica che lo spostamento incrementale∆α Pdel punto P nelladirezione dell’asse α non dipende dalla componente di spostamento<∆y>Q del punto Qnella direzione dell’asse y, poiché l’asse y è ortogonale al piano su cui giace l’asse α, come detto sopra a commento della fig.7 (l’asse α giace sul piano xz). The expression (3αy) indicates that the incremental displacement α P of the point P in the direction of the α axis does not depend on the displacement component <∆y> Q of the point Q in the direction of the y axis, since the y axis is orthogonal to the plane on which the α axis lies, as mentioned above in the comment of fig.7 (the α axis lies on the xz plane).

Calcolando gli integrali delle formule (3..) si ottengono le coordinate Fx(xQ, yQ, zA) ed Fy(xQ, yQ, zA) con cui rappresentare, sul piano delle immagini, la posizione corretta del punto A. Tali integrali sono dati dalle seguenti formule: By calculating the integrals of the formulas (3 ..) we obtain the coordinates Fx (xQ, yQ, zA) and Fy (xQ, yQ, zA) with which to represent, on the plane of the images, the correct position of point A. These integrals are given by the following formulas:

x ∆<α>x ∆ <α>

Fx<(>x<Q,>y<Q,>z<A ) =>∫QP z<α>Fx <(> x <Q,> y <Q,> z <A) => ∫QP z <α>

0A∆P0A∆P

∆x (4xx) Q ∫ f = ∆x (4xx) Q ∫ f =

∆z A ∆z A

x 2 ⋅ dt x 2 ⋅ dt

<=>∫Qf <=> ∫Qf

0(4αx) (t2+ f 2 )⋅ (t2+ y2 0 (4αx) (t2 + f 2) ⋅ (t2 + y2

Q+ f 2 ) Q + f 2)

− f 2 ⋅ x - f 2 ⋅ x

<Q>� zA� (4αz) � <Q> � zA� (4αz) �

(x2 2 (x2 2

Q f 2 )⋅ (x2 Q f 2) ⋅ (x2

Q y Q f 2 ln Q y Q f 2 ln

)�� ) ��

� f<�>� f <�>

� (*) SVT054 � (*) SVT054

xQyQ∆<β>xQyQ∆ <β>

FyPz<β>P<(>x<Q,>y<Q,>z<A ) =>∆<β>FyPz <β> P <(> x <Q,> y <Q,> z <A) => ∆ <β>

∫ P ∫ P

0 0

∆x 0 f = (4yy) Q ∫ ∆x Q ∫A∆ ∆x 0 f = (4yy) Q ∫ ∆x Q ∫A∆

∆z A ∆z A

� � � �

f � arctg� x2 f � arctg� x2

Q+f 2� � �� Q + f 2� � ��

= ⋅ � −arctg�<f>�� = ⋅ � −arctg� <f> ��

� � y�� � (4βx)<(*)>� � Q � � y Q�� � � y�� � (4βx) <(*)> � � Q � � y Q��

� y � y

f ⋅ arctg�<Q>� f ⋅ arctg� <Q> �

� x<2>+ f<2>+�(4βy) � x <2> + f <2> + � (4βy)

� Q � � Q �

−f 3 ⋅ y −f 3 ⋅ y

<Q>� z (4βz) <Q> � z (4βz)

⋅ �A� ⋅ �A�

<�>� <�> �

(x2 (x2

Q+y2 Q + y2

Q+f2 )⋅ x2 Q + f2) ⋅ x2

Q f 2 ln�Q f 2 ln�

� f � (*)<(*)>Per yQtendente a zero l’espressione (4βx) tende a zero, mentre gli argomenti dei logaritmi delle espressioni (4αz) e (4βz) sono sempre positivi. � f � (*) <(*)> For yQtending to zero the expression (4βx) tends to zero, while the arguments of the logarithms of the expressions (4αz) and (4βz) are always positive.

I simboli delle formule (4..) hanno gli stessi significati di quelli delle formule (3..). L’espressione (4αx) può essere approssimata mediante la seguente formula: The symbols of the formulas (4 ..) have the same meanings as those of the formulas (3 ..). The expression (4αx) can be approximated by the following formula:

x<Q f>2 ⋅<dt>2 ⋅ f 2 � 2 ⋅ x <Q f> 2 ⋅ <dt> 2 ⋅ f 2 � 2 ⋅

∫ ≈ ⋅ arctg� x Q � ∫ ≈ ⋅ arctg� x Q �

0(t2+f2 )⋅ (t2+y2 2 ) ⋅2+2�<�>(4αxa)0 (t2 + f2) ⋅ (t2 + y2 2) ⋅2 + 2� <�> (4αxa)

Qf 2 f y Q � 2⋅f2+ y2Qf 2 f y Q � 2⋅f2 + y2

Q� Q�

avendo approssimato la funzione integranda (3αx) mediante la seguente espressione: having approximated the integrand function (3αx) using the following expression:

<∆α>f 2 2 ⋅ f 2 <∆α> f 2 2 ⋅ f 2

P = P =

∆ x<2>∆ x <2>

Q(x2 ≈ Q (x2 ≈

Q+f2 )⋅ (x2 Q + f2) ⋅ (x2

Q+y2 Q + y2

Q+ f 2 ) 2⋅xQ+y<2>Q + f 2) 2⋅xQ + y <2>

Q+ 2 ⋅ f<2>(4αxb) Q + 2 ⋅ f <2> (4αxb)

La formula (4αxa) fornisce risultati che differiscono poco dal calcolo integrale (4αx). Ad esempio, nel caso di applicazione al cubo mostrato nella fig.2, in cui vi sono punti corrispondenti ad angoli di campo di 90°, i calcoli eseguiti con la formula (4αxa) differiscono meno dell’1% da quelli eseguiti con la formula (4αx). Come si può notare, SVT054 The formula (4αxa) gives results that differ little from the integral calculus (4αx). For example, in the case of application to the cube shown in fig. 2, where there are points corresponding to field angles of 90 °, the calculations performed with the formula (4αxa) differ less than 1% from those performed with the formula (4αx). As you can see, SVT054

l'impiego della formula (4αxa) non richiede, al contrario di quello della formula (4αx), l'effettuazione di passi di integrazione numerica, così da vantaggiosamente ridurre tempi e carico di elaborazione. the use of the formula (4αxa) does not require, unlike that of the formula (4αx), the execution of numerical integration steps, so as to advantageously reduce processing times and load.

Le formule (4..) costituiscono la prima forma di realizzazione della tecnica “Partial Perspective Gradient” della presente invenzione, che consiste nel rappresentare, in termini approssimati sul piano delle immagini, ciò che, nell’intorno di ciascun punto della scena da riprodurre, apparirebbe dal centro della prospettiva se l’asse ottico passasse per tale punto. In accordo con questo criterio, si possono considerare un certo numero di varianti della suddetta tecnica. Formulas (4 ..) constitute the first embodiment of the "Partial Perspective Gradient" technique of the present invention, which consists in representing, in approximate terms on the plane of the images, what, around each point of the scene to be reproduced , it would appear from the center of the perspective if the optical axis passed through that point. In accordance with this criterion, a certain number of variants of the above technique can be considered.

Ad esempio, invece delle componenti (3αz) e (4βz), che rappresentano la dipendenza dalla “profondità” dei punti dell’immagine, si possono utilizzare formule che rappresentano la dipendenza dalla “disparità” fra i punti omologhi di immagini stereoscopiche, coerentemente con la formula (2). For example, instead of the components (3αz) and (4βz), which represent the dependence on the "depth" of the image points, we can use formulas that represent the dependence on the "disparity" between the homologous points of stereoscopic images, consistent with formula (2).

Una seconda variante è l’uso di formule determinate assumendo che il punto P (fig. 4, fig. 6, fig. 7), invece di trovarsi a distanza fissa pari ad f dal centro di proiezione C, abbia una distanza CP da C dipendente da qualche parametro. In particolare si può imporre CP = CQ , in modo che P coincida con Q. A second variant is the use of formulas determined by assuming that the point P (fig. 4, fig. 6, fig. 7), instead of being at a fixed distance equal to f from the projection center C, has a distance CP from C dependent on some parameter. In particular, we can impose CP = CQ, so that P coincides with Q.

Una terza variante consiste nel determinare le formule imponendo che il punto P si trovi su un segmento VA, invece che sul segmento CA, con V distinto da C (fig.1, fig. 3, fig. A third variant consists in determining the formulas by imposing that the point P is on a segment VA, instead of on the segment CA, with V distinct from C (fig. 1, fig. 3, fig.

4). In questo caso il punto V si può trovare preferibilmente sull’asse ottico che passa per i punti C e IC, oppure fuori da tale asse ottico. Inoltre la distanza di P da VPVpuò essere prefissata ad un valore costante o essere variabile in dipendenza da qualche parametro. Ad esempio, si può imporre PV = f ⋅VA / CA . 4). In this case, the V point can preferably be found on the optical axis that passes through the C and IC points, or outside this optical axis. Furthermore, the distance of P from VPV can be prefixed to a constant value or be variable depending on some parameter. For example, PV = f ⋅VA / CA can be imposed.

Le suddette varianti della tecnica “Partial Perspective Gradient” sono riportate come esempi non esaustivi né limitativi, essendo l’esperto dell’arte in grado di immaginarne molte altre senza discostarsi dagli insegnamenti della presente invenzione. The aforementioned variants of the "Partial Perspective Gradient" technique are shown as non-exhaustive or limiting examples, being the art expert able to imagine many others without departing from the teachings of the present invention.

Una seconda forma di realizzazione dell’idea consiste nell’applicare in parte le formule (4..) e in parte le formule della prospettiva lineare. A second embodiment of the idea consists in applying in part the formulas (4 ..) and in part the formulas of the linear perspective.

L’arte nota ha, infatti, evidenziato che la prospettiva lineare riproduce bene le immagini entro certi limiti, perciò entro tali limiti può essere conveniente mantenere la riproduzione fornita dalla prospettiva lineare, combinando le formule (4..) con quelle SVT054 The known art has, in fact, highlighted that the linear perspective reproduces images well within certain limits, therefore within these limits it may be convenient to maintain the reproduction provided by the linear perspective, combining the formulas (4 ..) with those SVT054

della prospettiva lineare. Tipicamente la combinazione può avvenire in modo da passare gradualmente dall’applicazione esclusiva delle formule (4..) all’applicazione esclusiva delle formule della prospettiva lineare, ma può anche essere fatta in altri modi che l’esperto dell’arte può immaginare. of linear perspective. Typically, the combination can take place in such a way as to gradually pass from the exclusive application of the formulas (4 ..) to the exclusive application of the linear perspective formulas, but it can also be done in other ways that the art expert can imagine.

Un modo per realizzare la suddetta combinazione consiste nel moltiplicare i risultati delle formule (4..) per un primo fattore, preferibilmente compreso tra il valore unitario e il valore nullo, e moltiplicare i risultati delle formule della prospettiva lineare per un secondo fattore, preferibilmente complementare al primo fattore; i risultati dei prodotti così ottenuti vengono poi sommati tra loro. One way to realize the above combination is to multiply the results of the formulas (4 ..) by a first factor, preferably between the unit value and the null value, and multiply the results of the linear perspective formulas by a second factor, preferably complementary to the first factor; the results of the products thus obtained are then added together.

Con riferimento anche alla fig. 8, un esempio di funzione che si presta per realizzare i fattori moltiplicativi è la funzione a coseno rialzato rappresentata dalla curva 801, insieme con il suo complemento 802. Come si vede dalla figura, la curva 801 si mantiene al valore unitario per valori delle ascisse comprese fra zero e un limite ts; successivamente, nell’intervallo da tsa tf, decresce gradualmente fino a zero, e poi si mantiene al valore nullo. La sua funzione complementare 802 ha invece l’andamento opposto. With reference also to fig. 8, an example of a function that lends itself to realizing multiplicative factors is the raised cosine function represented by curve 801, together with its complement 802. As can be seen from the figure, curve 801 is maintained at the unitary value for values of the abscissas between zero and a limit ts; subsequently, in the interval from tsa to tf, it gradually decreases to zero, and then remains at zero value. Its complementary function 802, on the other hand, has the opposite trend.

Le ascisse della fig. 8, e quindi i limiti tsa tf, possono essere messi in relazione con l’angolo di disassamento con cui il punto da rappresentare è visto dal centro di proiezione, oppure con la distanza del punto dal centro di proiezione, o con altri parametri o combinazioni di parametri che permettono al tecnico del ramo di soddisfare i requisiti della specifica applicazione del metodo secondo l'invenzione. The abscissa of fig. 8, and therefore the limits tsa tf, can be related to the offset angle with which the point to be represented is seen from the projection center, or with the distance of the point from the projection center, or with other parameters or combinations of parameters which allow the person skilled in the art to satisfy the requirements of the specific application of the method according to the invention.

Il modo più semplice di combinare i risultati delle formule 4(..) con i risultati della prospettiva lineare è di: The simplest way to combine the results of formulas 4 (..) with the results of linear perspective is to:

a) moltiplicare la funzione espressa dalla formula (4xx) per una prima funzione 801; a) multiply the function expressed by the formula (4xx) by a first function 801;

b) moltiplicare la formula che fornisce le ascisse dei punti delle immagini secondo la prospettiva lineare per una seconda funzione 802, che è preferibilmente complementare a detta prima funzione 801; b) multiplying the formula which provides the abscissas of the points of the images according to the linear perspective by a second function 802, which is preferably complementary to said first function 801;

c) ricavare la funzione che esprime l’ascissa dei punti dell’immagine come somma dei risultati delle operazioni a) e b); c) derive the function that expresses the abscissa of the points in the image as the sum of the results of operations a) and b);

SVT054 SVT054

d) ricavare la funzione che esprime l’ordinata dei punti dell’immagine in modo analogo a ciò che è stato fatto per la funzione che esprime le ascisse secondo le operazioni a)-c). d) derive the function that expresses the ordinate of the image points in a similar way to what was done for the function that expresses the abscissa according to operations a) -c).

L’esperto dell’arte è però in grado di realizzare la combinazione anche in altri modi. Per esempio, si può: However, the art expert is able to achieve the combination in other ways as well. For example, you can:

e) moltiplicare ciascuno dei termini (4α.) e (4β.) per una distinta funzione; e) multiplying each of the terms (4α.) and (4β.) by a distinct function;

f) ricavare la funzione Fx(xQ, yQ, zA) come somma dei termini ottenuti dalle suddette moltiplicazioni; f) obtain the function Fx (xQ, yQ, zA) as the sum of the terms obtained from the above multiplications;

g) calcolare una media pesata dei suddetti termini con cui è stata calcolata la funzione Fx(xQ, yQ, zA) nel punto f) precedente; g) calculate a weighted average of the aforesaid terms with which the function Fx (xQ, yQ, zA) in the previous point f) was calculated;

h) moltiplicare la formula che fornisce le ascisse dei punti delle immagini secondo la prospettiva lineare per il complemento della suddetta media pesata ottenuta dal calcolo g); h) multiply the formula that provides the abscissas of the points of the images according to the linear perspective by the complement of the aforementioned weighted average obtained from the calculation g);

i) ricavare la funzione che esprime l’ascissa dei punti dell’immagine come somma dei risultati delle operazioni f) e h); i) derive the function that expresses the abscissa of the points in the image as the sum of the results of operations f) and h);

j) ricavare la funzione che esprime l’ordinata dei punti dell’immagine in modo analogo a ciò che è stato fatto per la funzione che esprime le ascisse con le operazioni e)-i). j) derive the function that expresses the ordinate of the points of the image in a similar way to what was done for the function that expresses the abscissa with operations e) -i).

Questi due esempi di combinazioni non sono né esaustivi né limitativi. L’esperto dell’arte è, infatti, in grado di proporne altre senza allontanarsi dagli insegnamento della presente invenzione. Anche le funzioni rappresentate nella fig. 8 sono da considerare solo come esempi non esaustivi né limitativi. L’esperto dell’arte conosce, infatti, molti altri tipi di funzioni utilizzabili per combinare i termini delle formule (4..) con quelle della prospettiva lineare. These two examples of combinations are neither exhaustive nor limiting. The art expert is, in fact, able to propose others without departing from the teaching of the present invention. The functions represented in fig. 8 are to be considered only as non-exhaustive or limiting examples. The art expert knows, in fact, many other types of functions that can be used to combine the terms of the formulas (4 ..) with those of the linear perspective.

Con la suddetta seconda forma di realizzazione dell’invenzione si hanno poi tutte le varianti che si possono considerare per la prima forma di realizzazione. With the aforementioned second embodiment of the invention there are then all the variants that can be considered for the first embodiment.

Con riferimento anche alla fig.9, With reference also to fig. 9,

aFè l’immagine ingrandita del cubo 202 (cubo proiettato dal centro di SVT054 aF is the enlarged image of cube 202 (cube projected from the center of SVT054

proiezione Ic); projection Ic);

aEè l’immagine dello stesso cubo 202 proiettato da un centro di proiezione con ascissa pari a due volte il lato del cubo; aE is the image of the same cube 202 projected from a projection center with abscissa equal to twice the side of the cube;

bFè l’immagine ottenuta elaborando con la tecnica “Partial Perspective Gradient” l’immagine aF; bF is the image obtained by processing the AF image with the "Partial Perspective Gradient" technique;

bEè l’immagine ottenuta elaborando con la tecnica “Partial Perspective Gradient” l’immagine aE. bE is the image obtained by processing the aE image with the "Partial Perspective Gradient" technique.

Applicando il metodo secondo l'invenzione (PPG) sopra descritto all’immagine del cubo 202 della fig. 2, che è ripresentata ingrandita nell’immagine “aF” della fig. 9, si ottiene l’immagine “bF” della fig. 9. Confrontando le suddette immagini “aF” e “bF”, è evidente il miglioramento apportato dalla presente invenzione sulle immagini bidimensionali. Si osservi anche che l’immagine “bF” mostra un cubo che non ha alcuna faccia perpendicolare all’asse ottico, come sarebbe nella realtà se lo sguardo fosse rivolto verso di esso, essendo tale cubo visto con un disassamento orizzontale di 21° e un disassamento verticale di -15°. By applying the method according to the invention (PPG) described above to the image of the cube 202 of fig. 2, which is shown enlarged in the image "aF" of fig. 9, you get the "bF" image of fig. 9. Comparing the aforementioned “aF” and “bF” images, the improvement brought about by the present invention on two-dimensional images is evident. It should also be noted that the image "bF" shows a cube that has no face perpendicular to the optical axis, as it would be in reality if the gaze were directed towards it, since this cube is seen with a horizontal offset of 21 ° and a vertical offset of -15 °.

Il miglioramento è ancor più evidente nella visione stereoscopica, che si può ottenere osservando la fig. 9 con gli accorgimenti indicati sotto, premesso che le immagini “aF” e “bF” di fig. 9 sono le immagini per l’occhio sinistro, mentre le loro omologhe “aE” e “bE” sono le immagini per l’occhio destro. Queste ultime sono state generate da un centro di proiezione distante dal centro di proiezione relativo ad “aF” e “bF” di una distanza interottica (“b” in fig.5) pari a due volte il lato del cubo. The improvement is even more evident in the stereoscopic vision, which can be obtained by observing fig. 9 with the measures indicated below, assuming that the images “aF” and “bF” in fig. 9 are the images for the left eye, while their counterparts "aE" and "bE" are the images for the right eye. The latter were generated by a projection center distant from the projection center relative to "aF" and "bF" by an interoptic distance ("b" in fig. 5) equal to twice the side of the cube.

Per ottenere la visione stereoscopica delle immagini di fig.9 occorre riprodurre la figura in modo che la distanza fra i trattini verticali che pendono dalla linea orizzontale superiore sia circa uguale, o poco minore, della propria distanza interpupillare. Normalmente si ottiene una dimensione adeguata riproducendo il foglio su cui si trova la fig. 9 in formato A4 (larghezza di 21 cm). Assicurando che la retta congiungente i centri delle proprie pupille sia parallela alle rette che delimitano superiormente ed inferiormente la figura, occorre poi puntare fissamente lo sguardo sulla figura, in modo da ottenere la fusione delle immagini di destra con quelle di sinistra. La fusione potrebbe essere facilitata fissando inizialmente le frecce che vanno dalle immagini inferiori a quelle superiori o, meglio, ponendo, in prossimità della propria fronte, un SVT054 To obtain the stereoscopic vision of the images in fig. 9, the figure must be reproduced so that the distance between the vertical lines hanging from the upper horizontal line is approximately equal to, or slightly less than, one's own interpupillary distance. An adequate size is normally obtained by reproducing the sheet on which fig. 9 in A4 format (21 cm wide). Ensuring that the line joining the centers of one's pupils is parallel to the lines that delimit the figure above and below, it is then necessary to fix the gaze on the figure, in order to obtain the fusion of the images on the right with those on the left. The fusion could be facilitated by initially fixing the arrows that go from the lower to the upper images or, better, by placing an SVT054 near one's forehead.

cartoncino in posizione ortogonale rispetto alle suddette rette orizzontali di delimitazione, in modo che l’occhio destro non veda, almeno in gran parte, l’immagine di sinistra, e viceversa. cardboard in an orthogonal position with respect to the aforementioned horizontal lines of delimitation, so that the right eye does not see, at least in large part, the left image, and vice versa.

Mentre nella visione stereoscopica della fig. 9, l’immagine “b” (ottenuta dalla fusione delle immagini bFe bE) rappresenta bene le forme di un cubo, l’immagine “a” non sembra neppure quella di un parallelepipedo, perché le dimensioni della faccia posteriore appaiono maggiori di quelle della faccia anteriore. Inoltre nella prospettiva lineare le linee orizzontali e quelle verticali mantengono le loro direzioni, in particolare i segmenti che giacciono sul piano di proiezione, come gli spigoli della faccia frontale del cubo riprodotto nella fig. 9, mantengono la loro lunghezza e la loro orientazione, sicché la faccia frontale del cubo appare come un quadrato perfetto. Il risultato dell’elaborazione mediante il metodo PPG mostra invece un cubo visto obliquamente, coerentemente con il fatto che esso si trova disassato dall’asse ottico di 21° in orizzontale e di -15° in verticale. While in the stereoscopic view of fig. 9, the image "b" (obtained from the fusion of the images bF and bE) represents the shapes of a cube well, the image "a" does not even look like that of a parallelepiped, because the dimensions of the rear face appear larger than those of the front face. Furthermore, in the linear perspective the horizontal and vertical lines maintain their directions, in particular the segments that lie on the projection plane, such as the edges of the front face of the cube reproduced in fig. 9, maintain their length and orientation, so that the front face of the cube appears as a perfect square. The result of processing using the PPG method instead shows a cube seen obliquely, consistent with the fact that it is offset from the optical axis by 21 ° horizontally and -15 ° vertically.

La tecnica PPG può dunque essere applicata alle immagini stereoscopiche ancor più vantaggiosamente che alle immagini monoscopiche. The PPG technique can therefore be applied to stereoscopic images even more advantageously than to monoscopic images.

Anche nel caso della visione stereoscopica, però, le immagini della prospettiva lineare riproducono correttamente la forma di un cubo se esse sono osservate dal punto di osservazione corrispondente al centro di proiezione. Nel caso delle immagini aFe aE(con il foglio su cui si trova la fig. 9 riprodotto in formato A4), il punto corrispondente al centro di proiezione si trova a circa 48 cm a destra e 34 cm in alto rispetto al centro dell’immagine “aF”, e a 60 cm di distanza dal piano della figura. Even in the case of stereoscopic vision, however, the images of linear perspective correctly reproduce the shape of a cube if they are observed from the observation point corresponding to the center of projection. In the case of the aF and aE images (with the sheet on which fig. 9 is reproduced in A4 format), the point corresponding to the center of projection is located approximately 48 cm to the right and 34 cm above the center of the image. “AF”, and 60 cm away from the plane of the figure.

Tipicamente si può applicare il metodo PPG a ciascuna delle immagini della copia stereoscopica, con le possibile varianti citate sopra, ma nel caso della stereoscopia esistono varianti ed accorgimenti aggiuntivi. Typically, the PPG method can be applied to each of the images of the stereoscopic copy, with the possible variants mentioned above, but in the case of stereoscopy there are additional variants and tricks.

Facendo riferimento alla fig. 5, si assume di applicare la stessa forma di realizzazione, con le eventuali stesse varianti, a entrambe le immagini della coppia, proiettando la scena dai centri di proiezione CLe CR. Per semplicità di esposizione si assume che i due assi ottici zLe zRsiano paralleli, ma l’esperto dell’arte sa come trattare le immagini stereoscopiche prodotte con assi ottici non paralleli, e in particolare convergenti, come lo sono quelli degli occhi nella visione reale. Referring to fig. 5, it is assumed to apply the same embodiment, with the same possible variants, to both images of the couple, projecting the scene from the projection centers CLe CR. For simplicity of exposition, it is assumed that the two optical axes zLe zR are parallel, but the art expert knows how to treat stereoscopic images produced with non-parallel optical axes, and in particular convergent, as are those of the eyes in real vision.

Le principali alternative che trattano immagini stereoscopiche, e che si aggiungono alle SVT054 The main alternatives dealing with stereoscopic images, and which are added to the SVT054

forme di realizzazione sopra descritte, sono le seguenti: embodiments described above are the following:

1. mantenere i centri di proiezione CLe CR(fig. 5) nella loro posizione reale; in questo caso anche la distanza interottica rimane quella della posizione reale, ma le distanze di ciascun punto della scena dai due distinti centri di proiezione risulta diversa e può comportare una fastidiosa diversità di correzione verticale fra le due immagini, come indicano le formule (4βx) e (4βz); per evitare questa diversità, nelle suddette due formule al posto delle ascisse xQLe xQR(fig.5), che dovrebbero prendere il posto di xQper l’immagine di sinistra e l’immagine di destra rispettivamente, si può utilizzare un valore comune, per esempio il loro valor medio xQm, dato da: 1. keep the projection centers CLe CR (fig. 5) in their real position; in this case also the inter-optic distance remains that of the real position, but the distances of each point of the scene from the two distinct projection centers are different and can lead to an annoying difference in vertical correction between the two images, as indicated by the formulas (4βx) and (4βz); to avoid this difference, in the above two formulas instead of the abscissas xQL and xQR (fig. 5), which should take the place of xQ for the left image and the right image respectively, a common value can be used, for example their average value xQm, given by:

xQL x xQL x

x QR x QR

Qm=(5) Qm = (5)

2 2

Applicando la formula (4yy), cioè le formule (4βx) e (4βz), con xQmal posto di xQ, si commette un errore trascurabile sul valore della coordinata verticale, perché nella pratica il quadrato della differenza fra xQLo xQRe il loro valor medio xQmè molto minore di f<2>, a cui tale quadrato si somma sempre nelle formule (4β.); By applying the formula (4yy), i.e. the formulas (4βx) and (4βz), with xQmal instead of xQ, a negligible error is made on the value of the vertical coordinate, because in practice the square of the difference between xQLo xQR and their mean value xQm is much less than f <2>, to which this square is always added in the formulas (4β.);

2. ruotare il segmento CLCR, insieme con gli stessi centri di proiezione CLe CR, intorno al suo punto medio C, mantenendolo nel piano a cui appartengono gli assi zLe zR, in modo che assuma una direzione ortogonale alla retta proiettante congiungente C con A; in questo caso si pareggiano le distanze di ciascun punto della scena dai due centri di proiezione, ma le rette proiettanti non corrispondono più a quelle originali e la distanza interottica aumenta; 2. rotate the segment CLCR, together with the same projection centers CLe CR, around its midpoint C, keeping it in the plane to which the axes zLe zR belong, so that it assumes a direction orthogonal to the projecting line joining C with A; in this case the distances of each point of the scene are equalized from the two projection centers, but the projecting lines no longer correspond to the original ones and the inter-optic distance increases;

3. ruotare il segmento CLCRcome nel punto precedente, muovendo centri di proiezione CLe CRverso il centro del segmento CLCRin modo da mantenere invariate le rette proiettanti; questa alternativa approssima meglio il criterio di rappresentare l’intorno di ciascun punto della scena come se, nella ripresa o nel disegno, lo sguardo fosse rivolto verso di esso. 3. rotate the CLCR segment as in the previous point, moving the projection centers CL and CR towards the center of the CLCR segment in order to keep the projecting lines unchanged; this alternative better approximates the criterion of representing the surroundings of each point of the scene as if, in the shot or in the drawing, the gaze was turned towards it.

Queste tre alternative sono da considerare come esempi non esaustivi né limitativi dei modi in cui nella pratica si può impostare la geometria di riferimento per il metodo di SVT054 These three alternatives are to be considered as non-exhaustive or limiting examples of the ways in which the reference geometry for the method of SVT054 can be set in practice

calcolo della presente invenzione. L’esperto dell’arte è in grado di proporne anche altre parimenti applicabili. Nell’esempio riportato nella fig. 9 è stata applicata la prima delle tre sopra descritte. calculation of the present invention. The art expert is able to propose other equally applicable ones. In the example shown in fig. 9 the first of the three described above was applied.

La fig. 10 mostra uno schema a blocchi semplificato di un apparato che applica il metodo di correzione secondo la presente invenzione. Un apparato per l'elaborazione delle immagini 1 secondo l'invenzione, come ad esempio una macchina fotografica o una telecamera o altro, comprende mezzi di acquisizione immagini 1001, mezzi di ingresso/uscita 1002, un'unità di elaborazione centrale (CPU) 1003, una memoria di sola lettura 1004, una memoria ad accesso casuale (RAM) 1005 e mezzi per la produzione di immagini elaborate 1006. Tutti questi elementi dell'apparato 1 sono in comunicazione di segnale, così da permettere il mutuo scambio di dati fra qualsiasi coppia di tali elementi. I mezzi di acquisizione immagini 1001 sono in grado di acquisire sia immagini bidimensionali sia coppie di immagini stereoscopiche. Se le immagini sono corredate dalla rispettiva mappa di profondità e da dati che consentono di risalire alla geometria con cui esse sono state generate (ad esempio la lunghezza focale, l'angolo di campo, l'inclinazione del sensore o altro), i mezzi di acquisizione immagini 1001 acquisiscono anche questi dati. Altrimenti alcuni dati possono essere impostati tramite un'interfaccia utente (non illustrata nelle figure) che è in comunicazione di segnale con i mezzi di ingresso/uscita 1002, mentre, nel caso di immagini stereoscopiche, la mappa di profondità può anche essere prodotta dall’apparato 1 stesso, come si dirà più avanti. L’interfaccia utente consente anche di impostare le opzioni e le varianti, con i relativi parametri, che l’utilizzatore preferisce utilizzare nella circostanza contingente. Ad esempio, si possono scegliere le seguenti impostazioni: Fig. 10 shows a simplified block diagram of an apparatus which applies the correction method according to the present invention. An image processing apparatus 1 according to the invention, such as for example a camera or a video camera or other, comprises image acquisition means 1001, input / output means 1002, a central processing unit (CPU) 1003 , a read-only memory 1004, a random access memory (RAM) 1005 and means for producing processed images 1006. All these elements of the apparatus 1 are in signal communication, so as to allow the mutual exchange of data between any pair of such elements. The image acquisition means 1001 are capable of acquiring both two-dimensional images and pairs of stereoscopic images. If the images are accompanied by the respective depth map and by data that allow to trace the geometry with which they were generated (for example the focal length, the angle of view, the inclination of the sensor or other), the Image Acquisition 1001 also acquire this data. Otherwise some data can be set through a user interface (not shown in the figures) which is in signal communication with the input / output means 1002, while, in the case of stereoscopic images, the depth map can also be produced by the apparatus 1 itself, as will be discussed later. The user interface also allows you to set the options and variants, with the related parameters, that the user prefers to use in the contingent circumstance. For example, you can choose the following settings:

− il tipo di combinazione del metodo PPG con la prospettiva lineare, assegnando i parametri che la caratterizzano (tse tfnel caso della funzione illustrata nella fig. - the type of combination of the PPG method with linear perspective, assigning the parameters that characterize it (tse tf in the case of the function illustrated in fig.

8); 8);

− l’alternativa fra l’uso della formula (4αxa) e l’uso della formula (4αx); - the alternative between the use of the formula (4αxa) and the use of the formula (4αx);

− nel caso si utilizzi la formula (4αx), definire la precisione da raggiungere nell’integrazione numerica; - if the formula (4αx) is used, define the precision to be achieved in numerical integration;

− la posizione del punto di vista rispetto al quale si applicano le elaborazioni del metodo PPG; - the position of the point of view with respect to which the calculations of the PPG method are applied;

SVT054 SVT054

− nel caso in cui il punto di vista rispetto al quale si applicano le elaborazioni del metodo PPG ha una posizione variabile, i parametri che ne caratterizzano la variabilità; - in the case in which the point of view with respect to which the processing of the PPG method is applied has a variable position, the parameters that characterize its variability;

− nel caso della stereoscopia, l’alternativa da assumere sul posizionamento dei due centri di proiezione. - in the case of stereoscopy, the alternative to be taken on the positioning of the two projection centers.

Il punto di vista rispetto al quale si applicano le elaborazioni del metodo dell’invenzione può essere diverso dal centro di proiezione C (v. fig.1) rispetto al quale l’immagine da elaborare è stata generata. Date le coordinate di Q e la profondità di A e calcolata con esse la posizione di A nello spazio tridimensionale, si può infatti determinare la proiezione di A su qualsiasi piano e da qualsiasi punto di vista. Elaborare l’immagine da un punto di vista diverso dal centro di proiezione C consente di apportare correzioni particolari all’immagine e di produrre utili immagini artificiali, come quelle utilizzabili nella stereoscopia per riempire lacune, di cui si parlerà in seguito. The point of view with respect to which the elaborations of the method of the invention are applied may be different from the projection center C (see fig. 1) with respect to which the image to be processed was generated. Given the coordinates of Q and the depth of A and calculated with them the position of A in three-dimensional space, it is possible to determine the projection of A on any plane and from any point of view. Processing the image from a point of view other than the projection center C allows you to make special corrections to the image and to produce useful artificial images, such as those that can be used in stereoscopy to fill gaps, which will be discussed later.

L'unità di elaborazione centrale (CPU - Central Processing Unit) 1003 è la parte dell’apparato che esegue gli algoritmi di calcolo, comprese delle operazioni complementari che, dopo l’applicazione della tecnica PPG, servono per completare la correzione delle immagini da restituire. Di queste operazioni si parlerà nel commentare la fig.11. The central processing unit (CPU - Central Processing Unit) 1003 is the part of the apparatus that executes the calculation algorithms, including complementary operations which, after the application of the PPG technique, are used to complete the correction of the images to be returned. . We will discuss these operations in commenting on fig. 11.

Come è noto al tecnico del ramo, l'unità di elaborazione centrale 1003 potrebbe in realtà comprendere circuiti integrati appositamente sviluppati, uno o più microprocessori, circuiti di logiche programmabili (ad es. CPLD, FPGA) e altro. Queste e altre possibilità realizzative non anticipano né rendono ovvi gli insegnamenti della presente l’invenzione. As is known to the person skilled in the art, the central processing unit 1003 could actually comprise specially developed integrated circuits, one or more microprocessors, programmable logic circuits (eg CPLD, FPGA) and the like. These and other realization possibilities do not anticipate or make obvious the teachings of the present invention.

La memoria di sola lettura 1004 è preferibilmente impiegata per memorizzare in maniera permanentemente alcune istruzioni di gestione dell’apparato e le istruzioni che realizzano gli algoritmi di calcolo, mentre la memoria ad accesso casuale (RAM) 1005 serve tipicamente per memorizzare temporaneamente le immagini e i risultati intermedi delle elaborazioni. The read-only memory 1004 is preferably used to permanently store some instructions for managing the apparatus and the instructions that implement the calculation algorithms, while the random access memory (RAM) 1005 typically serves to temporarily store the images and results. intermediates of the elaborations.

Infine, i mezzi per la produzione di immagini elaborate 1006 provvedono alla restituzione delle immagini elaborate, ad esempio trasferendole dalla memoria RAM 1005 ai mezzi di ingresso/uscita 1002, così che tali mezzi 1002 possano provvedere al salvataggio di dette immagini elaborate in una memoria permanente (ad esempio un SVT054 Finally, the means for the production of processed images 1006 provide for the return of the processed images, for example by transferring them from the RAM memory 1005 to the input / output means 1002, so that said means 1002 can provide for the saving of said processed images in a permanent memory (for example an SVT054

hard-disk o una memoria di tipo Flash come una Secure Digital, MMC o altro), alla loro visualizzazione su uno o più schermi o altri mezzi di visualizzazione (non illustrati nelle figure allegate), alla loro stampa, e ad altro. hard-disk or a Flash-type memory such as a Secure Digital, MMC or other), to their display on one or more screens or other display means (not illustrated in the attached figures), to their printing, and more.

Con riferimento alla fig.11, sarà ora descritto il processo di correzione di un’immagine bidimensionale o di una coppia di immagini stereoscopiche. Per semplicità, nella fig. 11 non si fa distinzione fra immagini monoscopiche e immagini stereoscopiche, poiché, vista la descrizione precedente, al tecnico del ramo sarà chiaro come si applica il metodo secondo l'invenzione ad entrambi i casi. Nel caso di immagini stereoscopiche l’elaborazione può avvenire distintamente per ciascuna immagine, in elaborazioni successive, oppure in parallelo sulle due immagini. Fra queste due alternative non vi sono differenze sostanziali, considerato che il metodo della presente invenzione si applica in ogni caso distintamente alle singole immagini. With reference to fig. 11, the process of correcting a two-dimensional image or a pair of stereoscopic images will now be described. For simplicity, in FIG. 11 no distinction is made between monoscopic images and stereoscopic images, since, having seen the previous description, it will be clear to those skilled in the art how the method according to the invention is applied to both cases. In the case of stereoscopic images, processing can take place separately for each image, in subsequent processing, or in parallel on the two images. There are no substantial differences between these two alternatives, considering that the method of the present invention is applied in each case separately to the individual images.

Il processo di attuazione dell'invenzione può comprendere le seguenti fasi: The process of carrying out the invention can include the following steps:

− fase di avvio 1101, durante la quale l'apparato 1 viene configurato per processare almeno un'immagine; - start-up phase 1101, during which the apparatus 1 is configured to process at least one image;

− fase di impostazione 1102, durante la quale si acquisiscono le impostazioni e i dati che l’utilizzatore intende fornire manualmente per l'elaborazione di almeno detta immagine; - setting phase 1102, during which the settings and data that the user intends to provide manually for the processing of at least said image are acquired;

− fase di acquisizione immagine 1103, durante la quale si acquisisce l’immagine da elaborare mediante i mezzi di acquisizione immagini 1001 e la si trasferisce preferibilmente nella memoria RAM 1005 (per semplicità si assume che, a valle della fase 1103, le immagini siano in forma numerica e, nel caso in cui esse fossero disponibili in altra forma, il tecnico del ramo sa come convertirle in forma numerica); si intende che l’immagine acquisita nella fase 1103 sia corredata dei dati che definiscono la geometria secondo cui l’immagine è stata generata e che con essa sia possibilmente fornita anche la mappa di profondità, o siano forniti dati che consentono di determinarla; nelle successive fasi 1104 e 1105 si considera il caso in cui la mappa di profondità non è fornita in questa fase 1103; - image acquisition phase 1103, during which the image to be processed is acquired by means of the image acquisition means 1001 and preferably transferred into the RAM memory 1005 (for simplicity it is assumed that, downstream of phase 1103, the images are in numerical form and, if they are available in another form, the person skilled in the art knows how to convert them into numerical form); it is intended that the image acquired in step 1103 is accompanied by the data that define the geometry according to which the image was generated and that the depth map is possibly also provided with it, or data is provided that allow it to be determined; in the subsequent steps 1104 and 1105 the case is considered in which the depth map is not provided in this step 1103;

− fase di verifica presenza mappa di profondità 1104, durante la quale si determina se sia disponibile o no la mappa di profondità; - phase of checking the presence of the depth map 1104, during which it is determined whether or not the depth map is available;

− fase di calcolo mappa di profondità 1105, durante la quale l'apparato 1 genera la SVT054 - depth map calculation phase 1105, during which the apparatus 1 generates the SVT054

mappa di profondità secondo uno dei metodi noti al tecnico del ramo; depth map according to one of the methods known to those skilled in the art;

− fase di elaborazione 1106, durante la quale l'apparato 1, utilizzando la mappa di profondità, acquisita nella fase 1103 o calcolata nel corso della fase 1105, determina, nello spazio tridimensionale, la posizione dei punti corrispondenti ai pixel dell’immagine acquisita durante la fase 1103 e applica ad essi l’algoritmo di correzione della posizione, secondo l'invenzione; il risultato della fase 1106 è una matrice che indica la posizione che i pixel dell’immagine acquisita nella fase 1103 devono assumere a seguito della suddetta elaborazione; in questa fase non si attuano spostamenti di pixel, per evitare di dover ripetere questo tipo di operazione dopo le ulteriori elaborazioni previste nelle fasi successive; - processing step 1106, during which the apparatus 1, using the depth map, acquired in step 1103 or calculated during step 1105, determines, in three-dimensional space, the position of the points corresponding to the pixels of the image acquired during step 1103 and applies to them the position correction algorithm, according to the invention; the result of step 1106 is a matrix that indicates the position that the pixels of the image acquired in step 1103 must assume following the aforementioned processing; in this phase there are no pixel displacements, to avoid having to repeat this type of operation after the further processing envisaged in the subsequent phases;

− fase di ridimensionamento 1107, durante la quale l'apparato 1 può ingrandire o rimpicciolire l’immagine elaborata nella fase 1106; il ridimensionamento consiste nel ricalcolare, a partire dal risultato della fase 1106, la posizione che i pixel dell’immagine elaborata devono assumere a seguito del ridimensionamento che si applica in questa fase 1107; - resizing phase 1107, during which the apparatus 1 can enlarge or reduce the image processed in phase 1106; resizing consists in recalculating, starting from the result of step 1106, the position that the pixels of the processed image must assume following the resizing that is applied in this step 1107;

− fase di eliminazione delle sovrapposizioni, durante la quale, come si spiegherà in seguito, si risolvono i conflitti fra pixel che risultano sovrapposti; - phase of elimination of overlaps, during which, as will be explained later, the conflicts between pixels that are overlapped are resolved;

− fase di spostamento dei pixel e riempimento lacune 1109, durante la quale si attua lo spostamento dei pixel e, come si spiegherà in seguito, si riempiono le lacune; − fase di restituzione dell’immagine elaborata 1110, durante la quale l'immagine è preferibilmente memorizzata in un'aerea della memoria RAM 1005, o di altra memoria, e resa disponibile per visualizzazioni, stampe, invio ad altri apparati, e altre operazioni; - phase of displacement of the pixels and filling of gaps 1109, during which the displacement of the pixels is carried out and, as will be explained later, the gaps are filled; - phase of restitution of the processed image 1110, during which the image is preferably stored in an area of the RAM memory 1005, or other memory, and made available for viewing, printing, sending to other devices, and other operations;

− fase finale 1111, che denota la fine del processo. - final phase 1111, which denotes the end of the process.

Quando l'apparato 1 si trova in una condizione di funzionamento, detto apparato 1 entra, successivamente alla fase di avvio 1101, nella fase di impostazione 1102 per poi entrare, contemporaneamente o di seguito, nella fase di acquisizione immagine 1103. Al termine della fase 1103, l'apparato 1 verifica la disponibilità di una mappa di profondità (fase 1104) per quanto acquisito durante la fase 1103; se la mappa di profondità è disponibile, l'apparato 1 entra nella fase di elaborazione 1106, se invece la mappa non è presente, l'apparato entra nella fase di calcolo mappa di profondità 1105 prima di SVT054 When the apparatus 1 is in an operating condition, said apparatus 1 enters, after the start-up phase 1101, in the setting phase 1102 and then enters, simultaneously or subsequently, in the image acquisition phase 1103. At the end of the phase 1103, the apparatus 1 checks the availability of a depth map (step 1104) for what has been acquired during the step 1103; if the depth map is available, the apparatus 1 enters the processing phase 1106, if the map is not present, the apparatus enters the depth map calculation phase 1105 before SVT054

procedere con la fase di elaborazione 1106. Successivamente alla fase 1106, l'apparato può opzionalmente compiere la fase di ridimensionamento 1107. Dopodiché, l'apparato 1 procede con la fase di eliminazione delle sovrapposizioni 1108, seguita dalla fase di spostamento dei pixel e riempimento lacune 1109 e poi dalla fase di restituzione dell’immagine elaborata 1110. A conclusione del processo si arriva alla fase finale 1111. proceed with the processing step 1106. Subsequently to step 1106, the apparatus can optionally perform the resizing step 1107. After that, the apparatus 1 proceeds with the step of eliminating the overlaps 1108, followed by the phase of moving the pixels and filling lacune 1109 and then from the phase of restitution of the elaborated image 1110. At the end of the process we arrive at the final phase 1111.

Nella fase 1106 si applica la tecnica PPG della presente invenzione, in una delle forme di realizzazione sopra descritte. In step 1106 the PPG technique of the present invention is applied, in one of the embodiments described above.

Riassumendo, i mezzi di elaborazione 1003 e di memoria 1004 e 1005 dell'apparato 1 sono configurati per correggere l'immagine rappresentata sul piano 401, che è stata generata secondo le regole della prospettiva lineare rispetto al centro di proiezione C e comprende almeno un primo punto Q, dove detto primo punto Q è il risultato dalla proiezione prospettica attraverso il centro di proiezione C del secondo punto A di una regione dello spazio tridimensionale; per fare questo i mezzi di elaborazione 1003 e di memoria 1004 e 1005 eseguono il metodo secondo l'invenzione che comprende le seguenti fasi: In summary, the processing means 1003 and memory 1004 and 1005 of the apparatus 1 are configured to correct the image represented on the plane 401, which has been generated according to the rules of linear perspective with respect to the projection center C and comprises at least a first point Q, where said first point Q is the result of the perspective projection through the projection center C of the second point A of a region of three-dimensional space; to do this the processing means 1003 and memory 1004 and 1005 carry out the method according to the invention which comprises the following steps:

a) calcolare la posizione del secondo punto A nello spazio tridimensionale; a) calculate the position of the second point A in three-dimensional space;

<�><�>

b) calcolare, in base a un primo spostamento incrementale∆ adel secondo punto A nello spazio tridimensionale, un secondo spostamento<�>b) calculate, on the basis of a first incremental displacement of the second point A in three-dimensional space, a second displacement <�>

incrementale∆ pdi un terzo punto P, dove detto terzo punto P è il risultato della proiezione prospettica su un piano ausiliario π di detto secondo punto A attraverso il punto di vista V, e dove detto piano ausiliario π è diverso dal piano su cui giace l'immagine 401; c) ricavare, in base a detto secondo spostamento incrementale∆ p<�>calcolato nel corso della fase b), un gradiente di una nuova posizione in cui rappresentare detto secondo punto A sul piano dell'immagine 401; d) ricavare, attraverso il calcolo di un integrale di almeno una delle componenti di detto gradiente ricavato nel corso della fase c), una nuova posizione in cui rappresentare il secondo punto A sul piano dell’immagine 401; incremental π of a third point P, where said third point P is the result of the perspective projection on an auxiliary plane π of said second point A through the point of view V, and where said auxiliary plane π is different from the plane on which the 'image 401; c) obtaining, on the basis of said second incremental shift p <�> calculated during step b), a gradient of a new position in which to represent said second point A on the plane of image 401; d) obtain, by calculating an integral of at least one of the components of said gradient obtained during step c), a new position in which to represent the second point A on the plane of image 401;

e) spostare, nel piano dell’immagine 401, il primo punto Q dalla posizione SVT054 e) move, in the plane of image 401, the first point Q from the SVT054 position

risultante dalla proiezione prospettica rispetto al centro di proiezione C a detta nuova posizione ricavata nel corso della fase d). resulting from the perspective projection with respect to the projection center C to said new position obtained during step d).

È da notare che le correzioni apportate dal metodo PPG determinano spostamenti di pixel che, tipicamente, avvicinano al centro del quadro le parti di immagine che sono significativamente disassate dall’asse ottico, comportando la possibilità che si creino lacune e sovrapposizioni di pixel. It should be noted that the corrections made by the PPG method cause pixel displacements which typically bring the parts of the image that are significantly offset from the optical axis closer to the center of the picture, resulting in the possibility that gaps and pixel overlaps are created.

Infatti, quando a seguito delle correzioni della prospettiva o di un ridimensionamento, una zona dell’immagine si sposta, alcuni pixel di questa zona possono sovrapporsi ai pixel di zone che non si spostano, o che si spostano di meno, o che si spostano in direzioni diverse. Per risolvere questi conflitti si può, ad esempio, far occupare una posizione contesa dal pixel che ha profondità minore (il pixel che si trova a distanza minore dal piano xy copre la visione di quello più lontano). In fact, when as a result of perspective corrections or resizing, an area of the image moves, some pixels of this area may overlap the pixels of areas that do not move, or that move less, or that move in different directions. To resolve these conflicts it is possible, for example, to make the pixel having a smaller depth occupy a disputed position (the pixel that is at a shorter distance from the xy plane covers the vision of the farthest one).

Il tecnico del ramo può risolvere i conflitti tra pixel utilizzando tecniche differenti da quella sopra descritta, senza comunque allontanarsi dagli insegnamenti della presente invenzione. The person skilled in the art can resolve the conflicts between pixels using techniques different from the one described above, without however departing from the teachings of the present invention.

Così come una correzione della posizione di un pixel può creare una sovrapposizione, la stessa, o un’altra correzione, può generare una lacuna, se il pixel che lascia una posizione per occuparne un’altra non è rimpiazzato da uno che si sposta nella posizione lasciata libera. Anche il riempimento delle lacune è un problema di cui il tecnico del ramo conosce soluzioni (ad es. interpolazioni secondo uno dei metodi di “inpainting”), ma, nel caso della stereoscopia, il metodo della presente invenzione può essere vantaggiosamente utilizzato per una nuova soluzione. Con la stereoscopia si hanno, infatti, due immagini corrispondenti a una stessa scena vista da due punti di vista diversi. Elaborando con il metodo PPG, nel corso della fase 1109, le due immagini, lo spostamento correttivo di un punto dell’immagine di sinistra è generalmente diverso dallo spostamento correttivo del punto omologo dell’immagine di destra. Inoltre i contenuti delle due immagini sono diversi (si pensi ad esempio che alcune zone della scena sono coperte da oggetti ad essi antistanti e che le zone invisibili da uno dei due punti di vista possono essere visibili dall’altro). Si possono dunque riempire, almeno in parte, le lacune di ciascuna delle due immagini elaborate con un'opportuna elaborazione dell’altra. Ad esempio, un modo per riempire le lacune dell’immagine di sinistra (destra) è di sovrapporre questa ad un’immagine “artificiale”, ottenuta elaborando SVT054 Just as a correction of the position of a pixel can create an overlap, the same or another correction, it can generate a gap, if the pixel that leaves one position to occupy another is not replaced by one that moves into the position vacated. Even the filling of gaps is a problem for which the skilled in the art knows solutions (eg interpolations according to one of the "inpainting" methods), but, in the case of stereoscopy, the method of the present invention can be advantageously used for a new solution. With stereoscopy there are, in fact, two images corresponding to the same scene seen from two different points of view. By processing the two images with the PPG method, during phase 1109, the corrective shift of a point in the left image is generally different from the corrective shift of the homologous point in the right image. Furthermore, the contents of the two images are different (think for example that some areas of the scene are covered by objects in front of them and that the areas that are invisible from one of the two points of view may be visible from the other). Therefore, the gaps in each of the two processed images can be filled, at least in part, with an appropriate processing of the other. For example, one way to fill in the gaps in the left (right) image is to superimpose this on an "artificial" image, obtained by processing SVT054

l’immagine di destra (sinistra) assumendo come centro di proiezione lo stesso centro di proiezione dell’immagine di sinistra (destra). Trattate le lacune con questa tecnica, se rimangono ancora posizioni di pixel vuote, si possono applicare metodi di arte nota (es. metodi di “inpainting”) per completare i riempimenti partendo da pixel noti dell’immagine. the right (left) image assuming the same projection center as the left (right) image as the projection center. After treating the gaps with this technique, if there are still empty pixel positions, known art methods (eg. "Inpainting" methods) can be applied to complete the fills starting from known pixels of the image.

Risulta vantaggioso che lo spostamento dei pixel e il riempimento delle lacune, che avvengono durante la fase 1109, siano attuati sulle immagini già ridimensionate e dopo la risoluzione dei conflitti, ossia a valle della fase 1108, poiché i ridimensionamenti possono generare essi stessi sovrapposizioni e lacune. It is advantageous that the pixel displacement and the filling of the gaps, which take place during the phase 1109, are carried out on the images already resized and after the resolution of the conflicts, i.e. downstream of the phase 1108, since the resizing can themselves generate overlaps and gaps .

Nelle comuni circostanze in cui le immagini riprodotte su schermi o su stampati sono osservate da punti non corrispondenti al centro di proiezione rispetto al quale sono state generate, l’applicazione del metodo PPG, descritta nella presente invenzione, migliora la visione delle immagini degli oggetti che si trovano in posizioni disassate rispetto alla direzione di puntamento dell’obiettivo di ripresa. Questi miglioramenti sono evidenti nella visione monoscopica e ancor più nella visione stereoscopica. In the common circumstances in which the images reproduced on screens or printed matter are observed from points not corresponding to the projection center with respect to which they were generated, the application of the PPG method, described in the present invention, improves the vision of the images of the objects that they are offset from the direction the shooting lens is pointing. These improvements are evident in monoscopic vision and even more so in stereoscopic vision.

In assenza del metodo PPG della presente invenzione, per contenere entro limiti accettabili le deformazioni caratteristiche della prospettiva lineare, nella pittura, nella fotografia e nella cinematografia si cerca di confinare gli angoli di campo delle riprese entro valori stringenti. Ciò però comporta condizionamenti indesiderabili, poiché non sempre vi è la possibilità di riprendere le scene con obiettivi telescopici che hanno un ridotto angolo di campo. La tecnica PPG, applicata in tempo reale nel corso delle riprese o in tempi successivi sulle immagini acquisite, consente di riprendere scene con angoli di campo più ampi dei limiti attualmente consigliati, con notevoli vantaggi sia per le riprese stereoscopiche sia per le riprese monoscopiche. In the absence of the PPG method of the present invention, in order to contain the characteristic deformations of linear perspective within acceptable limits, in painting, photography and cinematography an attempt is made to confine the field angles of the shots within stringent values. However, this leads to undesirable conditions, since there is not always the possibility of shooting scenes with telescopic lenses that have a reduced angle of view. The PPG technique, applied in real time during shooting or at a later stage on the acquired images, allows you to shoot scenes with wider angles of view than the currently recommended limits, with considerable advantages both for stereoscopic and monoscopic shooting.

L’approssimazione di integrali di cui non esiste la primitiva con espressioni in forma chiusa, come l’approssimazione dell’integrale 4αx con la formula 4αxa, riduce sostanzialmente il carico elaborativo necessario per applicare il metodo PPG, producendo notevoli vantaggi dal punto di vista dell'applicabilità del metodo, così da renderlo particolarmente interessante per applicazioni dove è necessario processare le immagini in tempo reale (ad esempio dirette televisive o altro). The approximation of integrals whose primitive does not exist with expressions in closed form, such as the approximation of the integral 4αx with the formula 4αxa, substantially reduces the processing load necessary to apply the PPG method, producing considerable advantages from the point of view of 'applicability of the method, so as to make it particularly interesting for applications where it is necessary to process images in real time (for example live TV or other).

Grazie a numerose varianti che possono essere applicate del tutto coerentemente con i principi di novità insiti nell'idea inventiva della presente invenzione, la tecnica PPG SVT054 Thanks to numerous variants that can be applied in full consistency with the novelty principles inherent in the inventive idea of the present invention, the PPG SVT054 technique

risulta molto versatile ed ottimizzabile per diversi tipi di applicazioni e di apparati, caratterizzati da capacità elaborative anche molto diverse. it is very versatile and can be optimized for different types of applications and devices, characterized by very different processing capacities.

Per esempio la tecnica PPG può essere impiegata per la correzione delle deformazioni presenti nei flussi video, applicandola su ogni immagine che li compone. Questo vale sia per i flussi video 2D sia per quelli 3D, nel qual caso la tecnica deve essere applicata su ciascun'immagine delle coppie stereoscopiche formanti il flusso video 3D. For example, the PPG technique can be used to correct the deformations present in video streams, applying it to each image that composes them. This applies to both 2D and 3D video streams, in which case the technique must be applied to each image of the stereoscopic pairs forming the 3D video stream.

Alcune delle possibili varianti sono state descritte sopra, ma è chiaro al tecnico del ramo che, nell’attuazione pratica, esistono anche altre forme di realizzazione, con diversi elementi che possono essere sostituiti da altri tecnicamente equivalenti. La presente invenzione non è dunque limitata agli esempi illustrativi descritti, ma è suscettibile di varie modifiche, perfezionamenti, sostituzioni di parti e di elementi equivalenti senza comportare scostamenti dall’idea inventiva di base, come specificato nelle seguenti rivendicazioni. Some of the possible variants have been described above, but it is clear to those skilled in the art that, in the practical implementation, there are also other embodiments, with different elements that can be replaced by other technically equivalent ones. The present invention is therefore not limited to the illustrative examples described, but is susceptible to various modifications, improvements, replacements of parts and equivalent elements without involving deviations from the basic inventive idea, as specified in the following claims.

Claims (28)

SVT054 RIVENDICAZIONI 1. Apparato (1) comprendente - mezzi di acquisizione immagini (1001) atti ad acquisire un’immagine (401) che risiede su un dato piano di proiezione, dove detta immagine (401) è stata generata secondo le regole della prospettiva lineare proiettando una regione dello spazio tridimensionale su detto piano di proiezione attraverso un centro di proiezione (C), e dove detta immagine (401) comprende almeno un primo punto (Q) che rappresenta la proiezione, secondo detta prospettiva lineare, di un secondo punto (A) compreso in detta regione tridimensionale, - mezzi di acquisizione di un insieme di dati sufficienti a determinare la posizione di detto centro di proiezione (C) rispetto a detto piano di proiezione e la profondità di detto secondo punto (A) nello spazio tridimensionale, - mezzi di memoria (1004,1005), - mezzi di elaborazione (1003), caratterizzato dal fatto che detti mezzi di elaborazione (1003) e di memoria (1004,1005) sono configurati per correggere l'immagine (401), in modo da ridurre le deformazioni della rappresentazione di detta regione tridimensionale, che appaiono quando detta immagine (401) è osservata da un punto di osservazione non corrispondente a detto centro di proiezione (C), compiendo le fasi di a) calcolare la posizione nello spazio tridimensionale di detto secondo punto (A) in base alla posizione del primo punto (Q), alla posizione del centro di proiezione (C) e alla profondità di detto secondo punto (A), <�> b) calcolare, in base a un primo spostamento incrementale (∆ a) di detto secondo punto (A) nello spazio tridimensionale, un secondo spostamento incrementale (∆ p<�> ) di un terzo punto (P), dove detto terzo punto (P) è il risultato della proiezione prospettica su un piano ausiliario (402) di detto secondo punto (A) attraverso un punto di vista (V), e dove detto piano ausiliario (402) è diverso dal piano su cui giace l'immagine (401), c) ricavare, in base a detto secondo spostamento incrementale (∆ p<�> ) calcolato nel corso della fase b), un gradiente di una nuova posizione in cui rappresentare detto secondo punto (A) su detto piano di proiezione, SVT054 d) ricavare, attraverso il calcolo di un integrale di almeno una delle componenti di detto gradiente ricavato nel corso della fase c), una nuova posizione in cui rappresentare il secondo punto (A) su detto piano di proiezione, e) spostare, nell'immagine (401), il primo punto (Q) nella nuova posizione ricavata nel corso della fase d). SVT054 CLAIMS 1. Apparatus (1) comprising - image acquisition means (1001) suitable for acquiring an image (401) residing on a given projection plane, where said image (401) has been generated according to the rules of linear perspective by projecting a region of the three-dimensional space on said plane of projection through a projection center (C), and where said image (401) comprises at least a first point (Q) which represents the projection, according to said linear perspective, of a second point (A) included in said three-dimensional region, - means for acquiring a set of data sufficient to determine the position of said projection center (C) with respect to said projection plane and the depth of said second point (A) in three-dimensional space, - memory means (1004,1005) , - processing means (1003), characterized by the fact that said processing (1003) and memory (1004,1005) means are configured to correct the image (401), so as to reduce the deformations of the representation of said three-dimensional region, which appear when said image (401) is observed by an observation point not corresponding to said projection center (C), by carrying out the steps of a) calculate the position in three-dimensional space of said second point (A) based on the position of the first point (Q), the position of the projection center (C) and the depth of said second point (A), <�> b) calculate, on the basis of a first incremental displacement (∆ a) of said second point (A) in three-dimensional space, a second incremental displacement (∆ p <�> ) of a third point (P), where said third point (P) is the result of the perspective projection on an auxiliary plane (402) of said second point (A) through a point of view (V), and where said auxiliary plane (402) is different from the plane on which the image (401) lies, c) derive, on the basis of said second incremental shift (∆ p <�> ) calculated during phase b), a gradient of a new position in which to represent said second point (A) on said projection plane, SVT054 d) obtain, by calculating an integral of at least one of the components of said gradient obtained during step c), a new position in which to represent the second point (A) on said projection plane, e) move, in the image (401), the first point (Q) to the new position obtained in the course of step d). 2. Apparato (1) secondo la rivendicazione 1, in cui, nel calcolo di almeno un integrale fatto nel corso della fase d), la funzione integrale è approssimata mediante una funzione della variabile di integrazione di detta funzione integrale. Apparatus (1) according to claim 1, wherein, in the calculation of at least one integral made during step d), the integral function is approximated by a function of the integration variable of said integral function. 3. Apparato (1) secondo le rivendicazioni 1 o 2, in cui detto piano ausiliario (402) è ortogonale alla retta passante per il secondo punto (A) e il punto di vista (V). Apparatus (1) according to claims 1 or 2, wherein said auxiliary plane (402) is orthogonal to the straight line passing through the second point (A) and the point of view (V). 4. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui la posizione di detto punto di vista (V) è costante e coincidente con la posizione di detto centro di proiezione (C). Apparatus (1) according to any one of the preceding claims, in which the position of said point of view (V) is constant and coincident with the position of said center of projection (C). 5. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui la posizione di detto punto di vista (V) è variabile in funzione della posizione del secondo punto (A), o in funzione della posizione del primo punto (Q), o in funzione della distanza del primo punto (Q) dal centro di proiezione (C), o in funzione dell’angolo formato da una retta, passante per il centro di proiezione (C) e il secondo punto (A), e un asse ottico che è perpendicolare a detto piano di proiezione e passa per il centro di proiezione (C). 5. Apparatus (1) according to any one of claims 1 to 3, wherein the position of said point of view (V) is variable as a function of the position of the second point (A), or as a function of the position of the first point ( Q), or as a function of the distance of the first point (Q) from the projection center (C), or as a function of the angle formed by a straight line, passing through the projection center (C) and the second point (A), and an optical axis which is perpendicular to said projection plane and passes through the projection center (C). 6. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui la distanza di detto punto di vista (V) da detto piano ausiliario (402) è prefissata ad un valore costante. Apparatus (1) according to any one of the preceding claims, in which the distance of said viewpoint (V) from said auxiliary plane (402) is preset to a constant value. 7. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui la distanza di detto punto di vista (V) da detto piano ausiliario (402) è variabile in funzione della distanza di detto punto di vista (V) dal primo punto (Q) o in funzione della distanza di detto punto di vista (V) da detto secondo punto (A), o in funzione dell’angolo formato da una retta, passante per il centro di proiezione (C) e il secondo punto (A), e un asse ottico che è perpendicolare a detto piano di proiezione e passa per il centro di proiezione (C). 7. Apparatus (1) according to any one of claims 1 to 5, wherein the distance of said viewpoint (V) from said auxiliary plane (402) is variable as a function of the distance of said viewpoint (V) from first point (Q) either as a function of the distance of said point of view (V) from said second point (A), or as a function of the angle formed by a straight line, passing through the center of projection (C) and the second point (A), and an optical axis which is perpendicular to said projection plane and passes through the projection center (C). 8. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui SVT054 almeno una delle componenti della nuova posizione in cui rappresentare il secondo punto (A) calcolata nel corso della fase d) è moltiplicata per una variabile che è funzione di uno o più parametri che possono comprendere la distanza del secondo punto (A), o di detto primo punto (Q), dal centro di proiezione (C), l’angolo formato da una retta, passante per il centro di proiezione (C) e il secondo punto (A), e un asse ottico che è perpendicolare a detto piano di proiezione e passa per il centro di proiezione (C), altri parametri facenti parte del contesto dello spazio rappresentato in detta immagine (401) e/o del contesto in cui detta immagine (401) è generata e/o del contesto di riproduzione al quale detta immagine (401) è destinata. Apparatus (1) according to any one of the preceding claims, wherein SVT054 at least one of the components of the new position in which to represent the second point (A) calculated during phase d) is multiplied by a variable that is a function of one or more parameters that may include the distance of the second point (A), or of said first point (Q), from the center of projection (C), the angle formed by a straight line, passing through the center of projection (C) and the second point (A), and an optical axis which is perpendicular to said plane of projection and passes through the projection center (C), other parameters forming part of the context of the space represented in said image (401) and / or of the context in which said image (401) is generated and / or of the context of reproduction to which said image (401) is intended. 9. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui almeno una delle componenti della nuova posizione in cui rappresentare il secondo punto (A), calcolata nel corso della fase d), è combinata con almeno una componente della posizione precedente di detto secondo punto (A). 9. Apparatus (1) according to any one of the preceding claims, in which at least one of the components of the new position in which to represent the second point (A), calculated during step d), is combined with at least one component of the previous position of said second point (A). 10. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui l'immagine (401) comprende una coppia di immagini stereoscopiche, e dove le fasi a)-e) sono applicate alle due immagini di detta coppia di immagini stereoscopiche. Apparatus (1) according to any one of the preceding claims, wherein the image (401) comprises a pair of stereoscopic images, and where steps a) -e) are applied to the two images of said pair of stereoscopic images. 11. Apparato (1) secondo la rivendicazione 10, in cui almeno una delle componenti dei gradienti calcolati nel corso della fase b) è calcolata assumendo una comune coordinata orizzontale. Apparatus (1) according to claim 10, wherein at least one of the components of the gradients calculated during step b) is calculated assuming a common horizontal coordinate. 12. Apparato (1) secondo la rivendicazione 11, in cui detta comune coordinata orizzontale corrisponde alla media delle coordinate orizzontali di almeno due punti, che sono rispettivamente compresi nelle due immagini della coppia di immagini stereoscopiche, e dove detti almeno due punti rappresentano la stessa parte della regione tridimensionale. Apparatus (1) according to claim 11, wherein said common horizontal coordinate corresponds to the average of the horizontal coordinates of at least two points, which are respectively included in the two images of the pair of stereoscopic images, and where said at least two points represent the same part of the three-dimensional region. 13. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni da 10 a 12, in cui detti mezzi di elaborazione (1003) e di memoria (1004,1005) sono configurati per correggere l'immagine (401) compiendo anche una fase di riempimento lacune, dove, nel caso in cui l'esecuzione della fase e) su una prima immagine di detta coppia di immagini stereoscopiche generi una prima immagine elaborata che comprende almeno una lacuna, questa fase di riempimento lacune tenta di SVT054 riempire almeno detta una lacuna sovrapponendo detta prima immagine elaborata a una seconda immagine elaborata, dove la seconda immagine elaborata è ottenuta, almeno nell'area di detta lacuna, applicando le fasi a)-e) ad una seconda immagine di detta coppia di immagini stereoscopiche, assumendo come centro di proiezione lo stesso della prima immagine della coppia di immagini stereoscopiche. Apparatus (1) according to any one of claims 10 to 12, wherein said processing (1003) and memory (1004,1005) means are configured to correct the image (401) also performing a gap filling step , where, in the case in which the execution of step e) on a first image of said pair of stereoscopic images generates a first processed image which includes at least one gap, this gap filling step attempts to SVT054 fill at least said one gap by superimposing said first processed image on a second processed image, where the second processed image is obtained, at least in the area of said gap, by applying steps a) -e) to a second image of said pair of stereoscopic images , assuming as the center of projection the same as the first image of the pair of stereoscopic images. 14. Metodo per correggere un'immagine (401) che risiede su un piano di proiezione e che è stata generata secondo le regole della prospettiva lineare, proiettando su detto piano di proiezione una regione dello spazio tridimensionale attraverso un centro di proiezione (C), in modo da ridurre le deformazioni della rappresentazione di detta regione tridimensionale che appaiono quando detta immagine (401) è osservata da un punto di osservazione non corrispondente a detto centro di proiezione (C), l'immagine (401) comprendendo almeno un primo punto (Q) e la regione tridimensionale comprendendo almeno un secondo punto (A), in cui detto primo punto (Q) è il risultato della proiezione prospettica su detto piano di proiezione del secondo punto (A) attraverso il centro di proiezione (C), caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di a) calcolare la posizione nello spazio tridimensionale di detto secondo punto (A) in base alla posizione del primo punto (Q), alla posizione del centro di proiezione (C) e alla profondità di detto secondo punto (A), <�>b) calcolare, in base a un primo spostamento incrementale (∆ a) di detto secondo punto (A) nello spazio tridimensionale, un secondo spostamento incrementale (∆ p<�> ) di un terzo punto (P), dove detto terzo punto (P) è il risultato della proiezione prospettica su un piano ausiliario (402) di detto secondo punto (A) attraverso un punto di vista (V), e dove detto piano ausiliario (402) è diverso dal piano su cui giace l'immagine (401),<�>c) ricavare, in base a detto secondo spostamento incrementale (∆ p) calcolato nel corso della fase b), un gradiente di una nuova posizione in cui rappresentare detto secondo punto (A) su detto piano di proiezione, d) ricavare, attraverso il calcolo di un integrale di almeno una delle componenti di detto gradiente ricavato nel corso della fase c), una nuova SVT054 posizione in cui rappresentare il secondo punto (A) su detto piano di proiezione, e) spostare, nell'immagine (401), il primo punto (Q) nella nuova posizione ricavata nel corso della fase d). 14. Method for correcting an image (401) which resides on a projection plane and which has been generated according to the rules of linear perspective, by projecting on said projection plane a region of three-dimensional space through a projection center (C), so as to reduce the deformations of the representation of said three-dimensional region which appear when said image (401) is observed from an observation point not corresponding to said projection center (C), the image (401) comprising at least a first point ( Q) and the three-dimensional region comprising at least a second point (A), in which said first point (Q) is the result of the perspective projection on said projection plane of the second point (A) through the projection center (C), characterized by understanding the phases of a) calculate the position in three-dimensional space of said second point (A) based on the position of the first point (Q), the position of the projection center (C) and the depth of said second point (A), <�> b) calculate, on the basis of a first incremental displacement (∆ a) of said second point (A) in three-dimensional space, a second incremental displacement (∆ p <�> ) of a third point (P), where said third point (P) is the result of the perspective projection on an auxiliary plane (402) of said second point (A) through a point of view (V), and where said auxiliary plane (402) is different from the plane on which the image (401) lies, <�> c) derive, on the basis of said second incremental shift (∆ p) calculated during phase b), a gradient of a new position in to represent said second point (A) on said projection plane, d) obtain, by calculating an integral of at least one of the components of said gradient obtained during step c), a new SVT054 position in which to represent the second point (A) on said projection plane, e) move, in the image (401), the first point (Q) to the new position obtained in the course of step d). 15. Metodo secondo la rivendicazione 14, in cui, nel calcolo di almeno un integrale fatto nel corso della fase d), la funzione integrale è approssimata mediante una funzione della variabile di integrazione di detta funzione integrale. Method according to claim 14, wherein, in the calculation of at least one integral made during step d), the integral function is approximated by a function of the integration variable of said integral function. 16. Metodo secondo le rivendicazioni 14 o 15, in cui detto piano ausiliario (402) è ortogonale alla retta passante per il secondo punto (A) e il punto di vista (V). Method according to claims 14 or 15, wherein said auxiliary plane (402) is orthogonal to the straight line passing through the second point (A) and the point of view (V). 17. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 14 a 16, in cui la posizione di detto punto di vista (V) è costante e coincidente con la posizione di detto centro di proiezione (C). Method according to any one of claims 14 to 16, wherein the position of said point of view (V) is constant and coincident with the position of said center of projection (C). 18. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 14 a 16, in cui la posizione di detto punto di vista (V) è variabile in funzione della posizione del secondo punto (A), o in funzione della posizione del primo punto (Q), o in funzione della distanza del primo punto (Q) dal centro di proiezione (C), o in funzione dell’angolo formato da una retta, passante per il centro di proiezione (C) e il secondo punto (A), e un asse ottico che è perpendicolare a detto piano di proiezione e passa per il centro di proiezione (C). Method according to any one of claims 14 to 16, wherein the position of said point of view (V) is variable as a function of the position of the second point (A), or as a function of the position of the first point (Q), o as a function of the distance of the first point (Q) from the projection center (C), or as a function of the angle formed by a straight line, passing through the projection center (C) and the second point (A), and an axis optical which is perpendicular to said projection plane and passes through the projection center (C). 19. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 14 a 18, in cui la distanza di detto punto di vista (V) da detto piano ausiliario (402) è prefissata ad un valore costante. Method according to any one of claims 14 to 18, wherein the distance of said viewpoint (V) from said auxiliary plane (402) is preset to a constant value. 20. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 14 a 18, in cui la distanza di detto punto di vista (V) da detto piano ausiliario (402) è variabile in funzione della distanza di detto punto di vista (V) dal primo punto (Q) o in funzione della distanza di detto punto di vista (V) da detto secondo punto (A), o in funzione dell’angolo formato da una retta, passante per il centro di proiezione (C) e il secondo punto (A), e un asse ottico che è perpendicolare a detto piano di proiezione e passa per il centro di proiezione (C). Method according to any one of claims 14 to 18, wherein the distance of said viewpoint (V) from said auxiliary plane (402) is variable as a function of the distance of said viewpoint (V) from the first point ( Q) or as a function of the distance of said point of view (V) from said second point (A), or as a function of the angle formed by a straight line, passing through the center of projection (C) and the second point (A) , and an optical axis which is perpendicular to said projection plane and passes through the projection center (C). 21. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 14 a 20, in cui almeno una delle componenti della nuova posizione in cui rappresentare il secondo punto (A) calcolata nel corso della fase d) è moltiplicata per una variabile che è SVT054 funzione di uno o più parametri che possono comprendere la distanza del secondo punto (A), o di detto primo punto (Q), dal centro di proiezione (C), l’angolo formato da una retta, passante per il centro di proiezione (C) e il secondo punto (A), e un asse ottico che è perpendicolare a detto piano di proiezione e passa per il centro di proiezione (C), altri parametri facenti parte del contesto dello spazio rappresentato in detta immagine (401) e/o del contesto in cui detta immagine (401) è generata e/o del contesto di riproduzione al quale detta immagine (401) è destinata. 21. Method according to any one of claims 14 to 20, in which at least one of the components of the new position in which to represent the second point (A) calculated during step d) is multiplied by a variable which is SVT054 function of one or more parameters which may include the distance of the second point (A), or of said first point (Q), from the center of projection (C), the angle formed by a straight line, passing through the center of projection ( C) and the second point (A), and an optical axis which is perpendicular to said projection plane and passes through the center of projection (C), other parameters forming part of the context of the space represented in said image (401) and / either of the context in which said image (401) is generated and / or of the reproduction context to which said image (401) is intended. 22. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 14 a 21, in cui almeno una delle componenti della nuova posizione in cui rappresentare il secondo punto (A) calcolata nel corso della fase d), è combinata con almeno una componente della posizione precedente di detto secondo punto (A). Method according to any one of claims 14 to 21, wherein at least one of the components of the new position in which to represent the second point (A) calculated during step d), is combined with at least one component of the previous position of said second point (A). 23. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 14 a 22, in cui l'immagine (401) comprende una coppia di immagini stereoscopiche, e dove le fasi a)-e) sono applicate alle due immagini di detta coppia di immagini stereoscopiche. Method according to any one of claims 14 to 22, wherein the image (401) comprises a pair of stereoscopic images, and where steps a) -e) are applied to the two images of said pair of stereoscopic images. 24. Metodo secondo la rivendicazione 23, in cui almeno una delle componenti dei gradienti calcolati nel corso della fase b) è calcolata assumendo una comune coordinata orizzontale. Method according to claim 23, wherein at least one of the components of the gradients calculated during step b) is calculated assuming a common horizontal coordinate. 25. Metodo secondo la rivendicazione 24, in cui detta comune coordinata orizzontale corrisponde alla media delle coordinate orizzontali di almeno due punti, che sono rispettivamente compresi nelle due immagini della coppia di immagini stereoscopiche, e dove detti almeno due punti rappresentano la stessa parte della regione tridimensionale. Method according to claim 24, wherein said common horizontal coordinate corresponds to the average of the horizontal coordinates of at least two points, which are respectively included in the two images of the pair of stereoscopic images, and where said at least two points represent the same part of the region three-dimensional. 26. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 23 a 25, comprendente anche una fase di riempimento lacune, dove, nel caso in cui l'esecuzione della fase e) su una prima immagine di detta coppia di immagini stereoscopiche generi una prima immagine elaborata che comprende almeno una lacuna, questa fase di riempimento lacune tenta di riempire almeno detta una lacuna sovrapponendo detta prima immagine elaborata a una seconda immagine elaborata, dove la seconda immagine elaborata è ottenuta, almeno nell'area di detta lacuna, applicando le fasi a)-e) ad una seconda immagine di detta coppia SVT054 di immagini stereoscopiche, assumendo come centro di proiezione lo stesso della prima immagine della coppia di immagini stereoscopiche. Method according to any one of claims 23 to 25, also comprising a gap filling step, where, in the case where the execution of step e) on a first image of said pair of stereoscopic images generates a first processed image which comprises at least one gap, this gap filling step attempts to fill at least said one gap by superimposing said first processed image on a second processed image, where the second processed image is obtained, at least in the area of said gap, by applying steps a) - e) to a second image of said SVT054 pair of stereoscopic images, assuming as the projection center the same as the first image of the pair of stereoscopic images. 27. Prodotto informatico caricabile nella memoria di un elaboratore elettronico e comprendente porzione di codice software per attuare i passi del procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 14 a 26. 27. Computer product that can be loaded into the memory of an electronic computer and comprising a portion of software code for carrying out the steps of the method according to any one of claims 14 to 26. 28. Mezzi leggibili da calcolatore comprendenti un programma registrato, detti mezzi leggibili da calcolatore comprendendo mezzi di codifica di programma atti a realizzare il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 14 a 26, quando detto programma è fatto eseguire su un calcolatore.28. Computer readable means comprising a recorded program, said computer readable means comprising program coding means adapted to carry out the method according to any one of claims 14 to 26, when said program is run on a computer.
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"Rendering Techniques '98", 1 January 2000, SPRINGER VIENNA, Vienna, ISBN: 978-3-70-916453-2, ISSN: 0946-2767, article MANEESH AGRAWALA ET AL: "Artistic Multiprojection Rendering", pages: 125 - 136, XP055119830, DOI: 10.1007/978-3-7091-6303-0_12 *

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