RU2350042C2 - Stereoscopic video imaging method and device - Google Patents
Stereoscopic video imaging method and device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2350042C2 RU2350042C2 RU2006146956/09A RU2006146956A RU2350042C2 RU 2350042 C2 RU2350042 C2 RU 2350042C2 RU 2006146956/09 A RU2006146956/09 A RU 2006146956/09A RU 2006146956 A RU2006146956 A RU 2006146956A RU 2350042 C2 RU2350042 C2 RU 2350042C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screens
- images
- angle
- lattice
- screen
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам и устройствам получения стереоскопических телевизионных и видеоизображений (далее - стереоскопических изображений) и может быть использовано в науке, образовании, медицине, производстве, включая микроскопию, эндоскопию, телемедицину, подводное телевидение, где требуется получение в реальном времени качественных цветных объемных изображений объектов.The invention relates to methods and devices for producing stereoscopic television and video images (hereinafter referred to as stereoscopic images) and can be used in science, education, medicine, production, including microscopy, endoscopy, telemedicine, underwater television, where it is required to obtain real-time high-quality color 3D images objects.
В стереоскопических системах объемность наблюдаемого изображения достигается благодаря предъявлению зрителю двух плоских изображений (стереопары), соответствующих левому и правому ракурсам наблюдения трехмерной сцены, при котором каждый глаз зрителя видит только изображение соответствующего ракурса. Стереопару получают с помощью двух видеокамер, оптические оси объективов которых либо параллельны друг другу, либо сходятся в центре исследуемой сцены.In stereoscopic systems, the volume of the observed image is achieved by presenting the viewer with two flat images (stereo pairs) corresponding to the left and right angles of observation of a three-dimensional scene, in which each eye of the viewer sees only the image of the corresponding angle. A stereo pair is obtained using two cameras, the optical axis of the lenses of which are either parallel to each other, or converge in the center of the studied scene.
Схема со сходящимися осями имеет ряд преимуществ, однако в известных устройствах получения стереоскопических изображений, предъявляющих изображения обоих ракурсов в общей плоскости наблюдения, при воспроизведении стереопары, полученной по такой схеме, возникает искажение стереоскопического изображения, называемое искривлением плоскости экрана [Валюс Н.А. Стереоскопия. М.: Изд-во Акад. Наук СССР, 1962. 379 с., Woods A., Docherty Т., Koch R. Image Distortions in Stereoscopic Video Systems // SPIE Proc., Stereoscopic Displays and Applications IV. 1993. V.1915. P.36-48.]. При таком искажении объекты, находящиеся в центре экрана, кажутся находящимися ближе к наблюдателю, чем объекты по краям экрана [Woods A., Docherty Т., Koch R. Image Distortions in Stereoscopic Video Systems // SPIE Proc., Stereoscopic Displays and Applications IV. 1993. V.1915. P.36-48.]. При этом плоский экран устройства кажется выгнутым и то же самое происходит с другими плоскостями на всем протяжении воспроизводимого пространства. В результате зритель получает неверное впечатление о пространственном расположении объектов в наблюдаемой сцене и может принять ошибочное решение.A scheme with converging axes has several advantages, however, in the known devices for obtaining stereoscopic images presenting images of both angles in the common observation plane, when reproducing a stereo pair obtained by such a scheme, a distortion of the stereoscopic image arises, called a curvature of the screen plane [N. Valius. Stereoscopy. M .: Publishing house of Acad. USSR Science, 1962. 379 pp., Woods A., Docherty T., Koch R. Image Distortions in Stereoscopic Video Systems // SPIE Proc., Stereoscopic Displays and Applications IV. 1993. V. 1915. P.36-48.]. With this distortion, objects located in the center of the screen appear closer to the observer than objects at the edges of the screen [Woods A., Docherty T., Koch R. Image Distortions in Stereoscopic Video Systems // SPIE Proc., Stereoscopic Displays and Applications IV . 1993. V. 1915. P.36-48.]. In this case, the device’s flat screen appears to be curved and the same thing happens with other planes throughout the reproduced space. As a result, the viewer receives a false impression about the spatial arrangement of objects in the observed scene and may make an erroneous decision.
Известен способ воспроизведения стереоскопических изображений, в котором видеосигнал, содержащий стереопары изображений, обрабатывают с помощью специального устройства и выводят на экран дисплея фрагменты изображений для левого и правого глаз (далее - левого и правого изображений), так что эти фрагменты чередуются друг с другом на экране. Обеспечивают ортогональные линейные поляризации световых потоков, идущих от левого и правого изображений, помещая перед экраном матрицу микрополяризаторов, и наблюдают изображение на экране через очки с анализаторами. (Патент на изобретение US №6593959, МПК: H04N 15/00).A known method for reproducing stereoscopic images in which a video signal containing stereopairs of images is processed using a special device and the image fragments for the left and right eyes (hereinafter, the left and right images) are displayed on the screen, so that these fragments alternate with each other on the screen . Provide orthogonal linear polarization of the light flux coming from the left and right images, placing a matrix of micropolarizers in front of the screen, and observe the image on the screen through glasses with analyzers. (US patent No. 6593959, IPC:
Известно устройство для осуществления данного способа, содержащее жидкокристаллический дисплей, матрицу из микрополяризаторов, помещаемую перед экраном дисплея, устройство для обработки видеосигнала, очки с анализаторами. Матрица микрополяризаторов состоит из чередующихся областей с первым и со вторым направлениями линейной поляризации. Устройство обработки видеосигнала обеспечивает вывод на экран фрагментов изображений для левого и правого глаз, при котором фрагменты левого изображения отображаются напротив микрополяризаторов с первым направлением поляризации, а фрагменты правого изображения - напротив микрополяризаторов со вторым направлением поляризации. (Патент на изобретение US №6593959, МПК: H04N 15/00).A device for implementing this method is known, comprising a liquid crystal display, a matrix of micropolarizers placed in front of the display screen, a device for processing a video signal, glasses with analyzers. The matrix of micropolarizers consists of alternating regions with first and second directions of linear polarization. The video processing device provides the display of fragments of images for the left and right eyes, in which fragments of the left image are displayed opposite the micropolarizers with the first direction of polarization, and fragments of the right image are opposite the micropolarizers with the second direction of polarization. (US patent No. 6593959, IPC:
Данные способ и устройство характеризуются недостаточным качеством воспроизводимого стереоскопического изображения, обусловленным двукратным снижением разрешения, а также искривлением плоскостей в стереоскопическом изображении при воспроизведении стереопар, полученных съемкой со сходящимися оптическими осями объективов камер.These method and device are characterized by insufficient quality of the reproduced stereoscopic image due to a twofold decrease in resolution, as well as the curvature of the planes in the stereoscopic image when reproducing stereo pairs obtained by shooting with the converging optical axes of the camera lenses.
Известен способ воспроизведения стереоскопических изображений, при котором левое и правое изображения поочередно выводят на экран дисплея, перед экраном располагают жидкокристаллический модулятор, переключают модулятор между первым и вторым состояниями поляризации синхронно с выводом левого и правого изображений, наблюдают изображение на экране через очки с анализаторами. (Патент на изобретение US №6975345, МПК: H04N 13/04).There is a method of reproducing stereoscopic images in which the left and right images are alternately displayed on the display screen, a liquid crystal modulator is placed in front of the screen, the modulator is switched between the first and second polarization states in synchronization with the output of the left and right images, the image on the screen is watched through glasses with analyzers. (US patent No. 6975345, IPC:
Известно также устройство для осуществления данного способа, содержащее дисплей с электронно-лучевой трубкой, жидкокристаллический модулятор с возможностью переключения между первым и вторым состояниями поляризации, устройство управления модулятором с возможностью синхронизации переключения модулятора с воспроизведением левого и правого изображений. (Патент на изобретение US №6975345, МПК: H04N 13/04).It is also known a device for implementing this method, comprising a display with a cathode ray tube, a liquid crystal modulator with the ability to switch between the first and second states of polarization, a modulator control device with the ability to synchronize the switching of the modulator with playback of the left and right images. (US patent No. 6975345, IPC:
Данные способ и устройство позволяют получать стереоскопическое изображение без снижения разрешения, однако предъявляют повышенные требования к дисплею, который должен отображать кадры с удвоенной частотой. Кроме того, при воспроизведении стереопар, полученных съемкой со сходящимися осями, получаемое стереоскопическое изображение характеризуется недостаточным качеством, обусловленным искривлением плоскостей в воспроизводимом пространстве.These method and device allow to obtain a stereoscopic image without lowering the resolution, however, they impose increased requirements on the display, which should display frames with double frequency. In addition, when reproducing stereo pairs obtained by shooting with converging axes, the resulting stereoscopic image is characterized by insufficient quality due to the curvature of the planes in the reproduced space.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения стереоскопических изображений, в котором с помощью двух видеокамер получают изображения левого и правого ракурсов объемной сцены, воспроизводят полученные изображения на двух экранах, установленных под углом 90° друг к другу и оптически связанных между собой с помощью полупрозрачного зеркала, которое располагают под углом 45° к каждому из экранов. Перед каждым из экранов помещают поляризатор и наблюдают левое и правое изображения в плоскости одного из экранов через очки с анализаторами. (Патент на изобретение US №2845618, НКИ: 340-369).Closest to the claimed method is a method of obtaining stereoscopic images, in which using two video cameras receive images of the left and right angles of a three-dimensional scene, reproduce the images on two screens mounted at an angle of 90 ° to each other and optically connected using a translucent mirror , which is positioned at an angle of 45 ° to each of the screens. A polarizer is placed in front of each of the screens and the left and right images are observed in the plane of one of the screens through glasses with analyzers. (Patent for invention US No. 2845618, NKI: 340-369).
Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для получения стереоскопических изображений, содержащее две видеокамеры для получения изображений левого и правого ракурсов объемной сцены, устройство для преобразования получаемых изображений в телевизионный сигнал, передающее устройство, приемное устройство, два дисплея с электронно-лучевыми трубками, два поляризатора, полупрозрачное зеркало для совмещения изображений экранов дисплеев в общей плоскости наблюдения и очки с анализаторами для раздельного бинокулярного наблюдения совмещенных изображений. Дисплеи располагают симметрично относительно полупрозрачного зеркала под углом 90° друг к другу. (Патент на изобретение US №2845618, НКИ: 340-369).Closest to the claimed device is a device for obtaining stereoscopic images, containing two cameras for receiving images of the left and right angles of a three-dimensional scene, a device for converting the images into a television signal, a transmitting device, a receiving device, two displays with cathode ray tubes, two polarizers , translucent mirror for combining images of display screens in the common observation plane and glasses with analyzers for separate binocular observations of combined images. Displays are placed symmetrically with respect to the translucent mirror at an angle of 90 ° to each other. (Patent for invention US No. 2845618, NKI: 340-369).
Данные способ и устройство позволяют наблюдать изображение без снижения разрешения и не предъявляют к дисплеям повышенных требований, связанных с необходимостью работы с удвоенной кадровой частотой. Однако при ориентации видеокамер по схеме со сходящимися осями наблюдаемое стереоскопическое изображение характеризуется недостаточным качеством, обусловленным искривлением плоскостей в воспроизводимом трехмерном пространстве.These method and device allow you to observe the image without lowering the resolution and do not impose increased requirements on the displays associated with the need to work with double frame rate. However, when the cameras are oriented according to a scheme with converging axes, the observed stereoscopic image is characterized by insufficient quality due to the curvature of the planes in the reproduced three-dimensional space.
Задачей заявляемого изобретения является разработка способа и устройства для получения стереоскопического изображения, позволяющих воспроизводить стереопары от видеокамер со сходящимися оптическими осями без эффекта искривления плоскости экрана.The objective of the invention is the development of a method and device for obtaining stereoscopic images that allow you to play stereo pairs from cameras with converging optical axes without the effect of curving the plane of the screen.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении качества стереоскопического изображения, получаемого в стереоскопических теле- и видеосистемах, использующих съемку со сходящимися оптическими осями объективов видеокамер.The technical result of the claimed invention is to improve the quality of stereoscopic images obtained in stereoscopic television and video systems using shooting with converging optical axes of the lenses of video cameras.
Поставленная задача достигается тем, что при воспроизведении стереоскопического изображения от видеокамер со сходящимися оптическими осями, изображение с которых воспроизводят на двух экранах, установленных в вертикальных плоскостях под углом друг к другу и оптически связанных между собой с помощью светоделительной пластины, при этом экраны располагают с обеспечением симметрии их центральных частей относительно светоделительной пластины, согласно предлагаемому решению определяют угол расположения экранов, для чего размещают плоскую прямоугольную решетку в плоскости конвергенции видеокамер, воспроизводят левое и правое изображения решетки на соответствующих экранах, снимают изображение решетки с каждого экрана и после совмещения изображений по центру находят, по крайней мере, две пары сопряженных точек левого и правого изображений решетки, определяют среднюю точку для каждой пары, по найденным средним точкам с учетом положения оптических центров глаз зрителя определяют расчетные положения экранов для левого и правого глаз, определяют угол α между ними, при этом один из экранов устанавливают в одном из расчетных положений, а угол β расположения второго экрана определяют из соотношенияThis object is achieved in that when reproducing a stereoscopic image from cameras with converging optical axes, the image from which is reproduced on two screens mounted in vertical planes at an angle to each other and optically connected to each other using a beam splitter, while the screens are arranged with the symmetry of their central parts relative to the beam splitter plate, according to the proposed solution, determine the angle of the screens, for which place the plane the right rectangular lattice in the convergence plane of the cameras, reproduce the left and right images of the lattice on the corresponding screens, take the image of the lattice from each screen and after combining the images in the center, find at least two pairs of conjugate points of the left and right lattice images, determine the midpoint for each pair, according to the found midpoints, taking into account the position of the optical centers of the viewer's eyes, determine the estimated positions of the screens for the left and right eyes, determine the angle α between them, while m one of the screens is set in one of the calculated positions, and the angle β of the location of the second screen is determined from the ratio
β=2φ±α,β = 2φ ± α,
где φ - угол между экраном, установленным в расчетном положении, и светоделительной пластиной, выбираемый из интервала значений от 0 до 90°.where φ is the angle between the screen installed in the calculated position and the beam splitter plate, selected from the interval from 0 to 90 °.
Сопряженные точки левого и правого изображений решетки определяют по пересечению вертикальных линий изображений левого и правого ракурсов решетки с горизонтальной линией, проходящей через центр решетки. Расчетные положения экранов с изображениями для левого и правого глаз находят по пересечению прямых, проходящих через оптический центр левого или правого глаз зрителя и средние точки, с концентрическими полуокружностями, имеющими центры, совпадающие с центром решетки, и проходящими через точки левого или правого изображения решетки. При этом оптические центры глаз зрителя равноудалены от центра совмещенного изображения решетки.The conjugate points of the left and right images of the lattice are determined by the intersection of the vertical lines of the images of the left and right angles of the lattice with a horizontal line passing through the center of the lattice. The calculated positions of the screens with images for the left and right eyes are found at the intersection of the straight lines passing through the optical center of the left or right eye of the viewer and the midpoints, with concentric semicircles having centers coinciding with the center of the grating and passing through the points of the left or right image of the grating. In this case, the optical centers of the viewer's eyes are equidistant from the center of the combined image of the lattice.
Под сопряженными точками понимают точки в двух изображениях одного и того же объекта, являющиеся изображениями одной и той же точки этого объекта. При этом имеются в виду изображения объекта, полученные с точек зрения, соответствующих ракурсам наблюдения объекта левым и правым глазами (стереопара) [Валюс Н.А. Стереоскопия. М.: Изд-во Акад. Наук СССР, 1962. 379 с.].By conjugate points, we mean points in two images of the same object, which are images of the same point of this object. In this case, we mean the images of the object obtained from the points of view corresponding to the viewing angles of the object with the left and right eyes (stereo pair) [Valius N.A. Stereoscopy. M .: Publishing house of Acad. Science of the USSR, 1962. 379 p.].
В известных стереоскопических видеосистемах изображения для обоих глаз предъявляются зрителю в одной общей плоскости, что соответствует только геометрии съемки с параллельными осями видеокамер, где сенсоры видеокамер также находятся в одной плоскости. При съемке со сходящимися осями сенсоры видеокамер находятся в разных плоскостях и при воспроизведении изображений от обеих видеокамер в одной плоскости наблюдаемое стереоскопическое изображение оказывается искривленным. В заявляемом способе предлагается воспроизводить изображения от видеокамер со сходящимися осями в разных плоскостях, что соответствовало бы геометрии съемки со сходящимися осями. При определенном значении угла α между этими плоскостями, определяемом согласно предложенному способу, качество получаемого стереоскопического изображения возрастает, а именно устраняется искривление плоскостей в стереоскопическом изображении.In known stereoscopic video systems, images for both eyes are presented to the viewer in one common plane, which corresponds only to the shooting geometry with parallel axes of the cameras, where the sensors of the cameras are also in the same plane. When shooting with converging axes, the sensors of the cameras are in different planes and when playing images from both cameras in the same plane, the observed stereoscopic image is distorted. In the inventive method, it is proposed to reproduce images from video cameras with converging axes in different planes, which would correspond to the geometry of shooting with converging axes. At a certain value of the angle α between these planes, determined according to the proposed method, the quality of the obtained stereoscopic image increases, namely, the curvature of the planes in the stereoscopic image is eliminated.
В заявляемом техническом решении предложены способ и устройство, позволяющие наблюдать стереопару, получаемую съемкой со сходящимися осями, как стереоскопическое изображение с неискаженным воспроизведением плоскостей.The claimed technical solution proposes a method and device that allows you to observe a stereo pair obtained by shooting with converging axes, as a stereoscopic image with undistorted reproduction of planes.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена диаграмма получения совмещенного изображения решетки в заявляемом способе, на фиг.2 показана схема определения расчетных положений экранов в заявляемом способе; на фиг.3 представлен вариант исполнения устройства, осуществляющего заявляемый способ; на фиг.4, 5 и 6 продемонстрировано устранение искривления в изображении тестовой прямоугольной решетки с помощью заявляемого способа.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a diagram for obtaining a combined image of a lattice in the claimed method, Fig. 2 shows a diagram for determining the design positions of screens in the claimed method; figure 3 presents an embodiment of a device implementing the inventive method; figure 4, 5 and 6 demonstrate the elimination of distortion in the image of the test rectangular lattice using the proposed method.
Позициями на чертежах обозначены: 1 - тестовая плоская решетка, 2 - плоскость конвергенции видеокамер, 3, 4 - видеокамеры, 5, 6 - изображения левого и правого ракурсов плоской решетки, 7, 8 - экраны дисплеев, 9 - средняя точка для пары сопряженных точек левого и правого изображений решетки, 10, 11 - сопряженные точки изображений левого и правого ракурсов решетки, 12, 13 - оптические центры глаз зрителя, 14, 15 - расчетные положения экранов с левым и правым изображениями соответственно, 16 - горизонтальная линия, проходящая через центр решетки, 17, 18 - поляризаторы, 19 - очки с анализаторами, 20 - светоделительная пластина, 21 - исследуемый объемный объект, 22 - зритель, 23 - изображение экрана 7, наблюдаемое зрителем в отраженном от светоделительной пластины свете, 24 - наблюдаемое стереоскопическое изображение.The positions in the drawings indicate: 1 - test flat lattice, 2 - convergence plane of video cameras, 3, 4 - video cameras, 5, 6 - images of the left and right angles of the flat lattice, 7, 8 - display screens, 9 - midpoint for a pair of paired points left and right images of the lattice, 10, 11 are the conjugate points of the images of the left and right angles of the lattice, 12, 13 are the optical centers of the eyes of the viewer, 14, 15 are the calculated positions of the screens with left and right images, respectively, 16 is a horizontal line passing through the center gratings, 17, 18 - polarizers, 19 — glasses with analyzers, 20 — beam splitter plate, 21 — volumetric object under investigation, 22 — viewer, 23 —
Согласно предлагаемому способу воспроизведения изображения от видеокамер со сходящимися оптическими осями сначала определяют угол расположения экранов с изображениями для левого и правого глаз. Для этого (фиг.1) плоскую решетку 1 помещают в плоскость конвергенции 2 видеокамер 3 и 4, расположенных по схеме со сходящимися оптическими осями. На экран 7 выводят изображение 5 левого ракурса решетки, получаемое от видеокамеры 3, а на экран 8 - изображение 6 правого ракурса решетки, получаемое от видеокамеры 4. Полученные изображения решетки 5 и 6 снимают с экранов и совмещают по центру. Находят, по крайней мере, две пары сопряженных точек, например пару сопряженных точек 10 и 11 и любую другую пару. Для каждой пары определяют среднюю точку, например среднюю точку 9 для пары сопряженных точек 10 и 11.According to the proposed method for reproducing images from cameras with converging optical axes, the angle of the image screens for the left and right eyes is first determined. For this (Fig. 1), a flat lattice 1 is placed in the convergence plane of 2
По найденным средним точкам с учетом положений оптических центров глаз зрителя 12 и 13 (фиг.2) определяют расчетное положение 14 экрана с изображением, предназначенным для левого глаза. Аналогично определяют расчетное положение 15 экрана с изображением, предназначенным для правого глаза. Измеряют угол α между найденными расчетными положениями экранов 14 и 15. Далее устанавливают один из экранов (первый экран) в расчетное положение, устанавливают светоделительную пластину под углом φ к первому экрану, располагают центр второго экрана симметрично относительно пластины с центром первого экрана, устанавливают второй экран - под углом β к первому экрану, причем угол β определяют из соотношенияBased on the found midpoints, taking into account the positions of the optical centers of the eyes of the
β=2φ±α (1)β = 2φ ± α (1)
Угол φ выбирают из интервала значений от 0 до 90°, в предпочтительном варианте реализации изобретения - близким к значению 45°.The angle φ is selected from a range of values from 0 to 90 °, in a preferred embodiment of the invention close to a value of 45 °.
При этом сопряженные точки левого и правого изображений решетки, например точки 10 и 11, определяют по пересечению вертикальных линий изображений левого и правого ракурсов решетки с горизонтальной линией 16, проходящей через центр решетки.In this case, the conjugate points of the left and right images of the lattice, for example, points 10 and 11, are determined by the intersection of the vertical lines of the images of the left and right angles of the lattice with a
Расчетное положение 14 экрана с изображением для левого глаза (фиг.2) находят по пересечению прямых, проходящих через оптический центр 12 левого глаза зрителя и найденные средние точки, например точку 9, с концентрическими полуокружностями, имеющими центры, совпадающие с центром решетки, и проходящими через точки левого изображения 5 решетки, например точку 10. Аналогично расчетное положение 15 экрана с изображением для правого глаза находят по пересечению прямых, проходящих через оптический центр 13 правого глаза зрителя и найденные средние точки, например точку 9, с концентрическими полуокружностями, имеющими центры, совпадающие с центром решетки, и проходящими через точки правого изображения 6 решетки, например точку 11. При этом оптические центры глаз зрителя равноудалены от центра совмещенного изображения решетки.The estimated
Устройство (фиг.3) для осуществления заявляемого способа содержит видеокамеры 3 и 4, расположенные так, что оптические оси их объективов сходятся в одной точке, экраны 7 и 8 с установленными перед ними поляризаторами 17 и 18, очки с анализаторами 19, светоделительную пластину 20, через которую оптически связаны экраны с возможностью получения полезных прошедшего и отраженного световых потоков, при этом экраны расположены в вертикальных плоскостях под углом β друг к другу с обеспечением симметрии их центральных частей относительно светоделительной пластины.The device (Fig. 3) for implementing the proposed method comprises
При этом светоделительная пластина расположена по отношению к экрану 8, предназначенному для получения полезного прошедшего светового потока, под углом φ, выбранным из интервала значений от 0 до 90°, а угол расположения экранов β определен из соотношения (1).In this case, the beam splitting plate is located relative to the
Поляризаторы 17 и 18 ориентированы с возможностью поляризации светового потока в ортогональных направлениях, и соответствующим образом ориентированы анализаторы в очках 19. В качестве светоделительной пластины 20 используется полупрозрачное зеркало, например, с многослойным диэлектрическим покрытием.The
Устройство (фиг.3) работает следующим образом. Изображение левого ракурса исследуемого объемного объекта 21 получают с помощью видеокамеры 3 и воспроизводят на экране 7. Изображение правого ракурса объекта 21 получают с помощью видеокамеры 4 и воспроизводят на экране 8. Зритель 22 наблюдает через очки 19 экран 8 в прошедшем через пластину 20 свете и изображение 23 экрана 7 в отраженном от пластины 20 свете. При этом из-за наличия поляризаторов 17, 18 левый глаз зрителя видит только изображение экрана 23, а правый глаз - только экран 8, в результате чего зритель воспринимает представляемый объект объемным, то есть видит стереоскопическое изображение объекта. Так как угол β был выбран в соответствии с соотношением (1), зритель видит экран 8 и изображение экрана 23 расположенными в разных плоскостях, пересекающихся под требуемым углом α. Вследствие этого в плоских изображениях, видимых каждым из глаз зрителя, происходит компенсация геометрических искажений, возникших при съемке из-за непараллельности сенсоров видеокамер, и в результате зритель наблюдает стереоскопическое изображение объекта без искривления плоскостей.The device (figure 3) works as follows. The image of the left angle of the investigated
На фиг.4-6 продемонстрировано устранение искривления в изображении тестовой прямоугольной решетки, находящейся в плоскости конвергенции видеокамер со сходящимися осями, с помощью заявляемого способа. На линии 16 фиг.4 показаны положения сопряженных точек левого и правого изображений решетки, соответствующие стереопаре решетки, полученной с помощью двух видеокамер со сходящимися осями с базисом съемки 8 см и дистанцией конвергенции 30 см, причем решетка состоит из квадратов со стороной 4 см.Figure 4-6 shows the elimination of distortion in the image of the test rectangular grid located in the convergence plane of the cameras with converging axes, using the proposed method.
На фиг.4 показано, что при представлении левого и правого изображений исследуемой решетки в общей плоскости, что соответствует известным стереоскопическим видеосистемам, ее стереоскопическое изображение искривлено. На фиг.5 продемонстрировано определение расчетных положений экранов с левым и правым изображениями решетки согласно заявляемому способу. На фиг.6 продемонстрировано устранение искривления стереоскопического изображения решетки, происходящее после помещения каждого из экранов в соответствующее расчетное положение, определенное согласно заявляемому способу.Figure 4 shows that when presenting the left and right images of the investigated lattice in a common plane, which corresponds to known stereoscopic video systems, its stereoscopic image is curved. Figure 5 shows the definition of the estimated positions of the screens with left and right images of the lattice according to the claimed method. Figure 6 shows the elimination of the distortion of the stereoscopic image of the lattice that occurs after placing each of the screens in the corresponding design position, determined according to the claimed method.
На фиг.4 положения точек наблюдаемого стереоскопического изображения 24 найдены по пересечению зрительных линий, проведенных между оптическими центрами глаз зрителя и соответствующими точками левого и правого изображений. Стереоскопическое изображение 24 (фиг.4), полученное известным способом представления стереопары в одной плоскости, искривлено и не соответствует форме реального объекта.4, the positions of the points of the observed
На фиг.5 показано нахождение расчетного положения 14 для экрана с левым изображением и расчетного положения 15 для экрана с правым изображением в соответствии с заявляемым способом.Figure 5 shows the location of the estimated
На фиг.6 изображение 23 экрана с левым изображением и экран 8 с правым изображением помещены в найденные расчетные положения 14 и 15 и построено стереоскопическое изображение решетки 24, причем изображение 24 построено по тем же правилам, что и на фиг.4. Заметно, что теперь искривление изображения решетки устранено, и форма наблюдаемого изображения соответствует форме реального объекта. Таким образом, тестовая стереопара, наблюдаемая в известных стереоскопических видеосистемах как стереоскопическое изображение с искривлением плоскости экрана, может быть воспроизведена без искривления с помощью предложенного изобретения.In Fig.6, the
Claims (6)
β=2φ±α,
где φ - угол между экраном, установленным в расчетном положении, и светоделительной пластиной, выбираемый из интервала значений от 0 до 90°.1. A method of obtaining stereoscopic video images from two cameras with converging optical axes, the image of which is reproduced on two screens mounted in vertical planes at an angle to each other and optically connected to each other using a beam splitter plate, while the screens are arranged to ensure symmetry of their central parts relative to the beam splitting plate, characterized in that they determine the angle of the screens, for this place a flat rectangular lattice in the plane of the conv camera segments reproduce the left and right lattice images on the respective screens, take the lattice image from each screen and after combining the images in the center, at least two pairs of conjugate points of the left and right lattice images are found, the midpoint for each pair is determined from the found midpoints, taking into account the position of the optical centers of the viewer's eyes, determine the estimated positions of the screens for the left and right eyes, determine the angle α between them, while one of the screens is installed in one of design positions, and the angle β of the location of the second screen is determined from the ratio
β = 2φ ± α,
where φ is the angle between the screen installed in the calculated position and the beam splitter plate, selected from the interval from 0 to 90 °.
β=2φ±α,
где φ - угол между расчетными положениями экранов с левым и правым изображениями соответственно.5. A device for producing stereoscopic video images containing video cameras with converging optical axes, screens with polarizers mounted in front of them, glasses with analyzers, a beam splitter plate through which screens are optically coupled with the possibility of obtaining useful transmitted and reflected light fluxes, while the screens are arranged in vertical planes at an angle to each other with the symmetry of their Central parts relative to the beam splitter plate, characterized in that the beam splitter Naya plate is positioned relative to the screen intended for receiving the useful transmitted light flux angle φ, selected from the range of values from 0 to 90 °, and the angle of the screens is determined from the ratio β
β = 2φ ± α,
where φ is the angle between the calculated positions of the screens with left and right images, respectively.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006146956/09A RU2350042C2 (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Stereoscopic video imaging method and device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006146956/09A RU2350042C2 (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Stereoscopic video imaging method and device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006146956A RU2006146956A (en) | 2008-07-10 |
RU2350042C2 true RU2350042C2 (en) | 2009-03-20 |
Family
ID=40545527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006146956/09A RU2350042C2 (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Stereoscopic video imaging method and device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2350042C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2602363C2 (en) * | 2011-03-06 | 2016-11-20 | Сони Корпорейшн | Display system, display device and relay device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1397591B1 (en) * | 2009-12-21 | 2013-01-16 | Sisvel Technology Srl | METHOD FOR THE GENERATION, TRANSMISSION AND RECEPTION OF STEREOSCOPIC IMAGES AND RELATIVE DEVICES. |
-
2006
- 2006-12-28 RU RU2006146956/09A patent/RU2350042C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2602363C2 (en) * | 2011-03-06 | 2016-11-20 | Сони Корпорейшн | Display system, display device and relay device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006146956A (en) | 2008-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101195192B1 (en) | Three-dimensional television system, three-dimensional television receiver and three-dimensional image watching glasses | |
TWI426776B (en) | Optical measuring apparatus and method of stereoscopic display device | |
US6400394B1 (en) | 3-Dimensional image projection display system and method | |
US20030063186A1 (en) | 2D/3D convertible display | |
KR20100019447A (en) | Method for watching stereoimages with a full resolution at each angle and a device for carrying out said method | |
JPH08163603A (en) | Stereoscopic video display device | |
KR20110114671A (en) | Three-dimensional video image pick-up and display system | |
US20150208061A1 (en) | Three-dimensional display device | |
US10663851B2 (en) | Stereoscopic image display device | |
Abileah | 3‐D displays—Technologies and testing methods | |
RU2340116C1 (en) | Method of playing back stereoscopic images from camcorder with converging axes | |
JPH10145822A (en) | Device and method for displaying three-dimensional image | |
RU2350042C2 (en) | Stereoscopic video imaging method and device | |
JPH0340692A (en) | Stereoscopic picture display method | |
JPH0996777A (en) | Three-dimensional display | |
JPH07307959A (en) | Stereoscopic video device | |
JPH08160556A (en) | Stereoscopic video display device | |
JPH0954375A (en) | Liquid crystal projection device for stereoscopic vision | |
JP3295286B2 (en) | 3D display device | |
JPS61177889A (en) | Stereoscopic television system | |
US9407907B2 (en) | Method and display for concurrently displaying a first image and a second image | |
JP4227187B2 (en) | 3D image viewing glasses | |
RU2297730C1 (en) | Device for reproduction of stereoscopic video images | |
CN216526560U (en) | 3D interactive education presentation system based on liquid crystal polarization system | |
JPH09218475A (en) | Back projection type stereoscopic video display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090106 |