RU2490819C1 - Method of obtaining stereoscopic television images with automatic real-time measurement of object space - Google Patents

Method of obtaining stereoscopic television images with automatic real-time measurement of object space Download PDF

Info

Publication number
RU2490819C1
RU2490819C1 RU2012107272/07A RU2012107272A RU2490819C1 RU 2490819 C1 RU2490819 C1 RU 2490819C1 RU 2012107272/07 A RU2012107272/07 A RU 2012107272/07A RU 2012107272 A RU2012107272 A RU 2012107272A RU 2490819 C1 RU2490819 C1 RU 2490819C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
video
signals
cameras
parallax
stereo
Prior art date
Application number
RU2012107272/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Соболев
Original Assignee
Сергей Александрович Соболев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Александрович Соболев filed Critical Сергей Александрович Соболев
Priority to RU2012107272/07A priority Critical patent/RU2490819C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2490819C1 publication Critical patent/RU2490819C1/en

Links

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: image is captured by synchronised video cameras; video signals of adjacent rows of all cameras are stored and compared; signals from instantaneous images of the object point in permissible ranges of linear parallaxes are found and temporal parallaxes between signals of parallax cameras with a signal of a reference camera in a single time reference system are measured; parallax signals with the video signal of the row of the reference full-resolution video camera are formed and synchronised; the obtained signal stream is transmitted to the receiving side and stored; a video signal of the second frame of a stereoscopic pair is restored by shifting elements of signals from the full-resolution camera by adjacent temporal parallaxes and the image is displayed on a stereoscopic monitor; and spatial coordinates of object points on the transmitting or receiving side are measured based on the functional relationship between range and the base length of stereoscopic capture, the focal length of objects and values of temporal parallaxes; the obtained information is transmitted to an analytical unit in which the series of stereoscopic frames is analysed and the trajectory functions of object points of interest and objects are calculated with calculation of first and second derivatives thereof.
EFFECT: obtaining and automatic measurement of parameters of stereoscopic television images.
1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к телевизионной технике, а именно к системам стереотелевидения и навигации, которое может быть использовано в зоне прямой спектральной видимости в автоматических локационных и навигационных системах на любых подвижных и стационарных платформах, с измерением окружающего пространства в реальном времени, в системах автоматического распознавания образов, для решения специальных прикладных задач и в системах вещательного 3D-телевидения.The present invention relates to television technology, in particular to stereo television and navigation systems, which can be used in the direct spectral visibility zone in automatic location and navigation systems on any mobile and stationary platforms, with real-time measurement of the surrounding space, in automatic pattern recognition systems , for solving special applied problems in 3D broadcast television systems.

Все существующие виды локации основаны на подсветке электромагнитными или оптическими импульсами предметного пространства и обработкой и анализом принятого отраженного сигнала. Каждый из них обладает своими определенными достоинствами, но ни один из них не предназначен для визуализации предметного пространства, что необходимо при дистанционном управлении автономными транспортными средствами для их уверенной ориентации в предметном пространстве и выполнении точного динамического управления в складывающееся обстановке с достоверным распознаванием окружающих объектов.All existing types of locations are based on backlighting by electromagnetic or optical pulses of the subject space and processing and analysis of the received reflected signal. Each of them has its own specific advantages, but none of them is intended for visualization of the subject space, which is necessary for remote control of autonomous vehicles for their confident orientation in the subject space and performing accurate dynamic control in the developing environment with reliable recognition of surrounding objects.

Использование 3D TV технологий для целей локации, навигации и вещательного телевидения позволяет:The use of 3D TV technologies for location, navigation and broadcast television allows:

- измерять окружающее пространство;- measure the surrounding space;

- погружать оператора дистанционного транспортного средства в виртуальную 3D реальность обеспечивая полный эффект управления этим транспортным средством:- immerse the operator of the remote vehicle in virtual 3D reality providing the full control effect of this vehicle:

- значительно увеличить потребительские свойства вещательного телевидения.- significantly increase the consumer properties of broadcast television.

Однако широкое использование этих технологий сдерживается применением в них сложных алгоритмов обработки видеоинформации требующих больших вычислительных ресурсов значительно увеличивающих стоимость необходимых технических средств.However, the widespread use of these technologies is constrained by the use of complex video processing algorithms that require large computational resources, significantly increasing the cost of the necessary technical means.

Предлагаемое изобретение относится к стереотелевидению, а именно к стереосистемам с параллаксным способом определения дальности.The present invention relates to stereo television, and in particular to stereo systems with a parallax method for determining range.

За аналог выбран способ автоматизированного измерения координат внешней среды для построения ее трехмерной модели в стереотелевизионной системе технического зрения [1]. Способ предназначен для использования в человеко-машинном комплексе, содержащего систему технического зрения состоящую из телевизионного стереоблока сопряженного с ПЭВМ, дисплея для визуализации изображения и устройства управления перемещением курсора. Измеряемая точка наблюдаемой сцены указывается с помощью курсора на экране дисплея, а ее три пространственные координаты вычисляются автоматически с использованием программы на ПЭВМ и визуализацией на экране дисплея. Недостатками данного способа являются: удвоение видеопотока для передачи кадров стереопары, возможность измерения координат предметных точек только статических сцен, т.к. необходимо участие оператора для выбора множества измеряемых точек объекта требующихся для вычисления его объемной геометрической модели.An analogue was chosen as a method of automated measurement of the coordinates of the external environment to build its three-dimensional model in a stereo television system of technical vision [1]. The method is intended for use in a man-machine complex containing a technical vision system consisting of a television stereo unit paired with a personal computer, a display for image visualization, and a cursor movement control device. The measured point of the observed scene is indicated using the cursor on the display screen, and its three spatial coordinates are calculated automatically using a PC program and visualization on the display screen. The disadvantages of this method are: doubling the video stream for transmitting frames of a stereo pair, the ability to measure the coordinates of subject points of only static scenes, because operator participation is required to select the set of measured points of the object required to calculate its volumetric geometric model.

В качестве прототипа принят наиболее близкий по решению способ с использованием так называемого формата 2D+Z «Цифровое 3D-телевидение» [2].As a prototype adopted the closest solution to the method using the so-called 2D + Z format "Digital 3D TV" [2].

Техническая реализация 3D-трансляции этим способом осуществляется следующим образом:The technical implementation of 3D translation in this way is as follows:

1. Со стереоскопической камеры видео поступает по двум HD SDI портам в сервер видокодирования. Для захвата видео используются платы Elecard HD Access 2, специально модифицированные для обеспечения синхронности приема двух каналов стереоскопического видео.1. From a stereoscopic camera, video is transmitted via two HD SDI ports to a video encoding server. For video capture, Elecard HD Access 2 boards are used, specially modified to ensure the synchronization of the reception of two channels of stereoscopic video.

2. Программное обеспечение Triaxes Vision выполняет синхронизацию двух каналов видео. Далее для каждого кадра видео рассчитывается «карта глубины» и формируется 2D+Z поток. Для расчета карты используется алгоритм анализа различий между двумя каналами видео.2. Triaxes Vision software synchronizes two video channels. Then, for each frame of the video, a “depth map” is calculated and a 2D + Z stream is generated. To calculate the map, an algorithm is used to analyze the differences between the two video channels.

3. 2D+Z видео компрессируется кодеком Elecard и упаковывается в стандартный MPEG transport stream (TS). Полученный TS далее транслируется по локальной IP-сети. В принципе, такой TS уже можно инкапсулировать и транслировать по DVB-T.3. 2D + Z video is compressed by the Elecard codec and packaged into a standard MPEG transport stream (TS). The received TS is then broadcast over the local IP network. In principle, such a TS can already be encapsulated and broadcast via DVB-T.

4. В качестве приемных устройств использованы телевизионные приставки (STB) Triaxes3D Player (построены на базе серийно выпускаемых Elecard со специальным программным обеспечением. STB принимает по IP, декомпрессирует поток и показывает на дисплеи Philips WOWvx.4. Triaxes3D Player set-top boxes (STBs) are used as receivers (built on the basis of the commercially available Elecard with special software. STB receives by IP, decompresses the stream and displays it on Philips WOWvx displays.

Любому обычному (2D) изображению сопоставляется информация об удаленности каждого пиксела от наблюдателя (Z-координата). Такое представление изображения называют «формат 2D+Z», а плоскость координат Z - «картой глубины». Карта представляется в виде монохромного изображения в котором градациями серого обозначается удаленность предметных точек от наблюдателя. При этом для расчета карты используется алгоритм анализа различий между двумя каналами видеосъемки. Полученные видеопотоки канала полного разрешения и синхронизированный с ним видеопоток монохромного изображения карты глубины Z по двум каналам связи передаются на приемную сторону.Any ordinary (2D) image is matched with information about the distance of each pixel from the observer (Z-coordinate). This representation of the image is called the “2D + Z format”, and the Z coordinate plane is called the “depth map”. The map is presented in the form of a monochrome image in which gradations of gray indicate the distance of the object points from the observer. At the same time, an algorithm for analyzing the differences between the two video recording channels is used to calculate the map. The received video streams of the full resolution channel and the synchronized video stream of a monochrome image of a map of depth Z through two communication channels are transmitted to the receiving side.

Для реконструкции объемного изображения, необходимо выполнить расчет серии кадров. Восстановление стереоскопического изображения происходит путем интерполяции исходного изображения с учетом карты глубины. Полученная серия кадров моделирует 3D-видео и затем демонстрируется с использованием, например, растрового стереодисплея.To reconstruct a three-dimensional image, it is necessary to calculate a series of frames. The stereoscopic image is restored by interpolating the original image taking into account the depth map. The resulting series of frames simulates 3D video and then is demonstrated using, for example, a raster stereo display.

К основным недостаткам данного способа можно отнести необходимость применения сложных алгоритмов требующих анализа кадровых изображений и больших вычислительных ресурсов для получения и воспроизведения стереоскопических изображений; невозможность автоматического измерения предметного пространства в реальном времени; проблематично применение способа в навигационных системах и системах управления транспортными средствами в т.ч. дистанционного и автоматического управления при работе в разных средах.The main disadvantages of this method include the need to use complex algorithms that require analysis of personnel images and large computing resources to obtain and reproduce stereoscopic images; the impossibility of automatic measurement of subject space in real time; problematic application of the method in navigation systems and vehicle control systems including remote and automatic control when working in different environments.

Измерение локальной дальности предметной точки по стереосъемке заключается в нахождении и определении расстояния между ее соответствующими (гомологичными, компарантными) изображениями в кадрах стереопары. Это известный параллаксный метод который давно используется в астрономии и артиллерии для измерения дальности до звезд и до целей.The measurement of the local range of an object point in stereo shooting consists in finding and determining the distance between its corresponding (homologous, comparator) images in frames of a stereo pair. This is a well-known parallax method that has long been used in astronomy and artillery for measuring ranges to stars and to targets.

Для определения образа всего предметного пространства необходимо произвести расчет всех или большинства изображений точек в кадрах стереопары. В известных способах реконструкции объекта по изображениям стереопары, каждую измеряемую точку определяют с участием оператора, что требует много времени и может применяться только для статических изображений, например в картографии при обработке на стереокомпараторе стереоснимков выполненных аэрофотосъемкой.To determine the image of the entire subject space, it is necessary to calculate all or most of the image points in the frames of the stereo pair. In known methods of reconstructing an object from stereopair images, each measured point is determined with the participation of an operator, which requires a lot of time and can be used only for static images, for example, in cartography when processing stereo photographs made by aerial photography on a stereo comparator.

Для автоматизации этого процесса было предложено много алгоритмов [3]. Однако задача эта очень сложна и, по-видимому, еще далека от решения. Анализ стереопары предполагает наличие в памяти ЭВМ весьма обширных знаний о мире, без которых расшифровка стереопары в общем случае маловероятна [4].To automate this process, many algorithms have been proposed [3]. However, this task is very complex and, apparently, is still far from a solution. An analysis of a stereopair assumes the presence in the computer memory of very extensive knowledge about the world, without which decoding of a stereopair is generally unlikely [4].

Целью предлагаемого способа является создание телевизионной стереосистемы на базе существующей телевизионной техники обеспечивающей автоматическое измерение предметного пространства в реальном времени с быстро меняющейся обстановкой, с минимально необходимым и достаточным объемом передаваемой в канале связи информации, использующей простые алгоритмы обработки требующие минимальные вычислительные ресурсы.The aim of the proposed method is to create a television stereo system based on existing television technology that provides automatic measurement of subject space in real time with a rapidly changing environment, with the minimum necessary and sufficient amount of information transmitted in the communication channel using simple processing algorithms that require minimal computational resources.

Поставленная цель достигается тем, что получение и автоматическое измерение стереоскопических телевизионных изображений получают съемкой, как минимум, двумя синхронизированными видеокамерами: параллаксной - монохромного разрешения и опорной - полного разрешения, запоминают и сравнивают видеосигналы сопряженных строк всех камер, находят в допустимых диапазонах линейных параллаксов сигналы от компарантных точек и измеряют временные параллаксы между сигналами параллаксных камер с сигналом опорной камеры в единой временной системе отсчета, формируют и синхронизируют параллаксные сигналы с видеосигналом строки опорной видеокамеры полного разрешения, передают на приемную сторону и запоминают полученный поток сигналов, восстанавливают видеосигнал второго кадра стереопары смещением элементов видеосигналов камеры полного разрешения на сопряженные временные параллаксы и воспроизводят изображение на стереомониторе, измеряют пространственные координаты предметных точек на передающей или приемной стороне по функциональной зависимости дальности от величины базиса стереосъемки, фокусного расстояния объективов и величин временных параллаксов, передают полученную информацию в аналитический блок в котором анализируют серию стереокадров и вычисляют функции траекторий интересующих предметных точек и объектов с вычислением их первых и вторых производных необходимых для распознавания динамического образа окружающего предметного пространства и навигации в нем с целью решения поставленных конкретных задач.This goal is achieved in that the acquisition and automatic measurement of stereoscopic television images is obtained by shooting at least two synchronized video cameras: parallax - monochrome resolution and reference - full resolution, store and compare the video signals of the paired lines of all cameras, find signals from linear parallax ranges from points and measure the time parallaxes between the signals of parallax cameras with the signal of the reference camera in a single time system from accounts, form and synchronize the parallax signals with the video signal of the line of the reference full-resolution video camera, transmit it to the receiving side and store the received signal stream, restore the video signal of the second stereo pair by shifting the elements of the full-resolution video signals by conjugate time parallaxes and reproduce the image on the stereo monitor, measure the spatial coordinates of the subject points on the transmitting or receiving side according to the functional dependence of the range on the basis value tereophotography, focal length of lenses and time parallax values, transmit the obtained information to an analytical unit in which a series of stereo frames are analyzed and the functions of the trajectories of the object points and objects of interest are calculated with the calculation of their first and second derivatives necessary for recognizing the dynamic image of the surrounding object space and navigation in it with the goal of solving specific tasks.

На рис. обозначено:In fig. indicated by:

1 - объекты и принадлежащие им точки A, B, C в предметном пространстве;1 - objects and points A, B, C belonging to them in the subject space;

2 - объектив левой видеокамеры полного разрешения;2 - lens of the left video camera of full resolution;

3 - объектив правой видеокамеры монохромного разрешения;3 - lens of the right video camera of monochrome resolution;

4, 5 - фотокатоды или ПЗС матрицы, соответственно левой и правой видеокамер;4, 5 - photocathodes or CCDs of the matrix, respectively, of the left and right cameras;

6 - видеоимпульсы от изображений предметных точек A, B, C;6 - video pulses from images of subject points A, B, C;

7 - параллаксный импульс;7 - parallax pulse;

8 - линейный размер активной части видеокатода или ПЗС видеоматрицы;8 - linear size of the active part of the video cathode or CCD of the video matrix;

9 - видеосигналы левого канала и восстановленного правого видеоканала;9 - video signals of the left channel and the restored right video channel;

10 - стереомонитор;10 - stereo monitor;

b - база стереосъемки;b - base stereo;

F' - фокусное расстояние объективов;F 'is the focal length of the lenses;

Ол; Оп - центральные точки объективов видеокамер; А'л; А'п; В'л; В'п; С'л; С'п - изображения предметных точек соответственно в левой и правой видеокамерах;Ol; Op - the central points of the lenses of video cameras; A'l; A'p; V'l; V'p; S'l; С'п - images of subject points in the left and right video cameras, respectively;

to - время начала сканирования строки;to - time to start scanning the string;

tA'л; tA'п; tB'л; … tC'п - временные расстояния от начала строки до видеоимпульсов от изображений предметных точек A, B, C;tA'l; tA'p; tB'l; ... tC'p - time distances from the beginning of the line to video pulses from images of subject points A, B, C;

Δt; ΔtB; ΔtC - временные параллаксы, соответственно для видеосигналов от изображений предметных точек A, B и C;Δt; ΔtB; ΔtC - time parallaxes, respectively, for video signals from images of subject points A, B and C;

Δt - параллаксный сигнал.Δt is the parallax signal.

Как известно, принципы телевизионной передачи изображений основываются на построчечном оптико-электронном сканировании изображений в видеокамере каждой точки предметного пространства и преобразовании его в электронный строчечный видеосигнал из которых формируются кадры изображений. Весь процесс преобразования оптического изображения в электронный видеосигнал и обратно в изображение на приемной стороне осуществляется в единой временной системе блоком строчечной и кадровой развертки передающей видеокамеры.As you know, the principles of television transmission of images are based on the construction of optical-electronic scanning of images in the video camera of each point in the subject space and converting it into an electronic construction video signal from which image frames are formed. The whole process of converting an optical image into an electronic video signal and back to the image on the receiving side is carried out in a single time system by the line and frame scan unit of the transmitting video camera.

Для наглядности временных параллаксов на рисунке отрезки лучей от предметных точек A, B и C параллельно перенесены из точки Оп в точку Ол и обозначены пунктирными линиями. Видно, что временные параллаксы для изображений предметных точек A, B и C равны разности соответствующих временных интервалов между сигналами от их изображений в левой и правой видеокамерах. Так, например, для изображения точки A:For clarity of the time parallaxes in the figure, the ray segments from the object points A, B, and C are parallel transferred from the point Op to the point Ol and are indicated by dashed lines. It is seen that the time parallaxes for images of subject points A, B, and C are equal to the difference in the corresponding time intervals between the signals from their images in the left and right cameras. So, for example, for the image of point A:

ΔtA=tA'п-tA'л;ΔtA = tA'p-tA'l;

где tA'п; tA'л - временные интервалы от начала отсчета to до видеоимпульсов от изображений точки A соответственно в правой и левой видеокамерах определяемые скоростью развертки.where tA'p; tA'l - time intervals from the reference point to to the video pulses from the images of point A in the right and left video cameras, respectively, determined by the scan speed.

Здесь за начало отсчета временных интервалов to может быть принят любой постоянный во времени и общий для всей системы параметр. В частности, это может быть строчечный синхроимпульс. Аналогично определяются временные параллаксы для изображений B и C и всех остальных точек объектов предметного пространства.Here, any constant in time and common parameter for the whole system can be taken as the reference point for time intervals to. In particular, it can be a line clock. Similarly, time parallaxes are determined for images B and C and all other points of objects in the subject space.

Для проведения анализа строчечных видеосигналов видеокамер, их запоминают, определяют положения видеоимпульсов в видеокамерах от изображений каждой предметной точки и измеряют временные параллаксы (интервалы) между ними. Таким образом формируется строчечный параллаксный сигнал 7, который синхронизируется с сигналом видеокамеры полного разрешения 6. Затем оба сигнала, через канал связи передаются на приемную сторону.To analyze the line-by-line video signals of video cameras, they are stored, the positions of the video pulses in the cameras are determined from the images of each subject point, and time parallaxes (intervals) between them are measured. Thus, a line-by-line parallax signal 7 is formed, which is synchronized with the signal of the full-resolution video camera 6. Then both signals, through the communication channel, are transmitted to the receiving side.

На приемной стороне построчно запоминаются переданные видеосигналы камеры полного разрешения и синхронизированный с ним параллаксный сигнал. Временным сдвигом элементов полного видеосигнала 6 на соответствующие значения параллаксного сигнала 7 формируют полный видеосигнал второго кадра стереопары 9. Полученные два видеосигнала воспроизводятся на стереомониторе 10 любым известным способом.On the receiving side, the transmitted video signals of the full resolution camera and the parallax signal synchronized with it are stored line by line. A temporary shift of the elements of the full video signal 6 by the corresponding values of the parallax signal 7 form the complete video signal of the second frame of the stereo pair 9. The resulting two video signals are reproduced on the stereo monitor 10 by any known method.

Для технической реализации способа на передающей стороне к имеющейся видеокамере полного разрешения необходимо добавить, как минимум, одну монохромную видеокамеру горизонтально установленную на расстоянии стереобазы. Обеспечить управление развертками обоих видеокамер одним блоком строчечной и кадровой разверток. Дополнительно включить в электронную схему блок обеспечивающий оперативную память и анализ видеосигналов обоих видеокамер для определения компарантных точек, измерения и формирования параллаксного сигнала, его синхронизацию с видеосигналом полного разрешения и их передачу в канал связи.For the technical implementation of the method on the transmitting side, it is necessary to add at least one monochrome video camera horizontally mounted at the distance of the stereo base to the full resolution video camera. Provide control of the scans of both cameras with one block of line and frame scans. Additionally, include in the electronic circuit a unit that provides RAM and analysis of the video signals of both cameras to determine the comparator points, measure and form a parallax signal, synchronize it with a full resolution video signal and transmit them to the communication channel.

Приемная сторона может быть выполнена любым известным способом. Например способом растровой сепарации изображений кадров стереопары которым обеспечивается создание совместимых средств с существующей приемной телевизионной техникой [5].The receiving side can be performed in any known manner. For example, the method of raster separation of images of stereo pair frames which ensures the creation of compatible tools with existing receiving television equipment [5].

Измерение и анализ предметного пространства по известным значениям параллаксов может производится существующими алгоритмами и техническими средствами основанными на функциональной зависимости расстояния до предметной точки Z=f(F; b; ΔL), где ΔL - линейный параллакс для измеряемой точки, равный произведению временного параллакса Δt на скорость развертки [3].Measurement and analysis of the subject space using known parallax values can be performed by existing algorithms and technical means based on the functional dependence of the distance to the subject point Z = f (F; b; ΔL), where ΔL is the linear parallax for the measured point, equal to the time parallax product Δt and sweep speed [3].

Из оптической схемы на рисунке видно, что предметное пространство разделено оптическими осями видеокамер (обозначены пунктирными линиями) на зоны левого и правого бокового зрения и зону прямого зрения ограниченную размером b - базой стереосъемки. Комфортное зрение у человека находится в зоне прямого зрения, а размер предметной области которую он способен воспринимать в полном объеме, определяется размером глазного желтого пятна. Поэтому комфортный просмотр объемных изображений будет обеспечиваться для сцен находящихся в зоне прямого зрения ив ограниченной зоне нахождения зрителя относительно стереодисплея.It can be seen from the optical diagram in the figure that the subject space is divided by the optical axes of the cameras (indicated by dashed lines) into left and right side vision zones and the direct vision zone limited by the size b, the base of stereo recording. Comfortable vision in a person is in the direct vision zone, and the size of the subject area that he is able to perceive in full is determined by the size of the eye yellow spot. Therefore, a comfortable viewing of three-dimensional images will be provided for scenes located in the direct vision zone and in the limited area where the viewer is located relative to the stereo display.

В устройствах технического зрения эти зоны значительно расширены за счет больших линейных размеров фотокатодов или видеоматриц передающих видеокамер по сравнению с желтым пятном сетчатки глаза и больших возможностей аналитической и вычислительной производительностей современных технических средств. Эти возможности могут значительно расширить зону комфортного просмотра сравнимой с зоной при многоракурсном способе передачи стереоскопических изображений.In vision devices, these zones are significantly expanded due to the large linear dimensions of the photocathodes or video matrices of the transmitting cameras compared to the yellow spot of the retina and the great capabilities of the analytical and computational performance of modern technical means. These features can significantly expand the comfort viewing area comparable to the area with the multi-angle method of transmitting stereoscopic images.

Достоверность распознавания видеоимпульсов от компарантных изображений предметных точек в разных видеокамерах основывается на допущении, что каждая предметная точка отображается оригинальным видеоимпульсом и на том, что их положение зависит, от того в каком поле зрения она находится. Так, для всех предметных точек находящихся в поле прямого зрения их изображения и соответствующие видеоимпульсы находятся по разные стороны от оптических осей объективов. Для предметных точек правого и левого боковых зрений они находятся с одной стороны от них и соответственно слева и справа. Следует отметить, что бинокулярное зрение человека обладает тем же свойствами. Эти критерии определяют границы допустимых диапазонов нахождения линейных и соответствующих им временных параллаксов и являются исходными данными для алгоритма работы аналитического блока.The reliability of recognition of video pulses from comparator images of object points in different cameras is based on the assumption that each object point is displayed by the original video pulse and that their position depends on what field of view it is in. So, for all subject points in the direct field of view, their images and corresponding video pulses are located on opposite sides of the optical axes of the lenses. For the subject points of the right and left side vision, they are located on one side of them and, respectively, to the left and right. It should be noted that human binocular vision has the same properties. These criteria determine the boundaries of the acceptable ranges for finding linear and corresponding time parallaxes and are the initial data for the algorithm of the analytical unit.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. RU 2065133 C1. Способ автоматизированного измерения координат точек внешней среды для построения ее трехмерной модели в стереотелевизионной системе технического зрения.1. RU 2065133 C1. A method of automated measurement of the coordinates of points of the external environment to build its three-dimensional model in a stereo television system of technical vision.

2. Цифровое 3D-телевидение (Варианты построения системы объемной визуализации).2. Digital 3D-TV (Variants of constructing a three-dimensional visualization system).

3. А.А. Веденов. Математика стереоизображений. М., 1991.3. A.A. Vedenov. Mathematics of stereo images. M., 1991.

4. Энциклопедия физики и техники. «Стереоскопическое изображение».4. Encyclopedia of physics and technology. "Stereoscopic image."

5. RU 2192104 C2, 27.10.2002. «Способ получения стереоскопических телевизионных изображений».5. RU 2192104 C2, 10.27.2002. "A method of obtaining stereoscopic television images."

Claims (1)

Способ получения и автоматического измерения стереоскопических телевизионных изображений, включающий стереоскопическую съемку как минимум двумя синхронизированными видеокамерами, измерение дальности, трансляцию видеосигналов на приемную часть, восстановление видеосигналов кадров стереопары и их воспроизведение на стереомониторе, отличающийся тем, что получение и автоматическое измерение стереоскопических телевизионных изображений осуществляют как минимум двумя синхронизированными видеокамерами: параллаксной - монохромного разрешения и опорной - полного разрешения, запоминают и сравнивают видеосигналы сопряженных строк всех камер, находят в допустимых диапазонах линейных параллаксов сигналы от мгновенных изображений предметной точки и измеряют временные параллаксы между сигналами параллаксных камер с сигналом опорной камеры в единой временной системе отсчета, формируют и синхронизируют параллаксные сигналы с видеосигналом строки опорной видеокамеры полного разрешения, передают на приемную сторону и запоминают полученный поток сигналов, восстанавливают видеосигнал второго кадра стереопары смещением элементов сигналов полного разрешения на сопряженные временные параллаксы и воспроизводят изображение на стереомониторе, измеряют пространственные координаты предметных точек на передающей или приемной стороне по функциональной зависимости дальности от величины базиса стереосъемки, фокусного расстояния объективов и величин временных параллаксов, передают полученную информацию в аналитический блок, в котором анализируют серию стереокадров и вычисляют функции траекторий интересующих предметных точек и объектов с вычислением их первых и вторых производных, необходимых для распознавания динамического образа окружающего предметного пространства и навигации в нем с целью решения поставленных конкретных задач. A method of obtaining and automatically measuring stereoscopic television images, including stereoscopic shooting of at least two synchronized video cameras, ranging, broadcasting video signals to the receiving part, restoring the video signals of the stereo pair frames and reproducing them on the stereo monitor, characterized in that the receiving and automatic measurement of stereoscopic television images is performed as at least two synchronized cameras: parallax - monochrome p resolution and reference - full resolution, store and compare the video signals of the conjugate lines of all cameras, find signals from instantaneous images of the object point in the acceptable ranges of linear parallaxes and measure the time parallaxes between the signals of parallax cameras with the signal of the reference camera in a single time frame, form and synchronize parallax signals with the video signal of the line of the reference video camera of full resolution, transmit to the receiving side and store the received signal stream, restoring t the video signal of the second frame of the stereo pair by shifting the elements of the full resolution signals to the paired time parallax and reproduce the image on the stereo monitor, measure the spatial coordinates of the object points on the transmitting or receiving side by the functional dependence of the distance on the magnitude of the basis of stereo shooting, the focal length of the lenses and the magnitude of the time parallaxes, transmit the received information into the analytical unit, in which a series of stereo frames is analyzed and the functions of the trajectories are calculated general object points and objects with the calculation of their first and second derivatives, necessary for recognition of the dynamic image of the surrounding object space and navigation in it in order to solve specific problems.
RU2012107272/07A 2012-02-29 2012-02-29 Method of obtaining stereoscopic television images with automatic real-time measurement of object space RU2490819C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012107272/07A RU2490819C1 (en) 2012-02-29 2012-02-29 Method of obtaining stereoscopic television images with automatic real-time measurement of object space

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012107272/07A RU2490819C1 (en) 2012-02-29 2012-02-29 Method of obtaining stereoscopic television images with automatic real-time measurement of object space

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2490819C1 true RU2490819C1 (en) 2013-08-20

Family

ID=49163023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012107272/07A RU2490819C1 (en) 2012-02-29 2012-02-29 Method of obtaining stereoscopic television images with automatic real-time measurement of object space

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2490819C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10218959B2 (en) 2013-07-09 2019-02-26 Limited Liability Company “3D Tv Technics” Method for transmitting and receiving stereo information about a viewed space

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2065133C1 (en) * 1993-06-28 1996-08-10 Институт физико-технических проблем НПО "Синергия" Method of automated measurement of coordinates of points of external medium to plot its three-dimensional model in stereo television system of technical vision
JP2000356514A (en) * 1999-06-14 2000-12-26 Tamotsu Okazawa Method and apparatus for measuring distance with use of stereo camera
RU2431938C2 (en) * 2006-03-31 2011-10-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Efficient multiple types encoding

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2065133C1 (en) * 1993-06-28 1996-08-10 Институт физико-технических проблем НПО "Синергия" Method of automated measurement of coordinates of points of external medium to plot its three-dimensional model in stereo television system of technical vision
JP2000356514A (en) * 1999-06-14 2000-12-26 Tamotsu Okazawa Method and apparatus for measuring distance with use of stereo camera
RU2431938C2 (en) * 2006-03-31 2011-10-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Efficient multiple types encoding

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10218959B2 (en) 2013-07-09 2019-02-26 Limited Liability Company “3D Tv Technics” Method for transmitting and receiving stereo information about a viewed space

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5014979B2 (en) 3D information acquisition and display system for personal electronic devices
EP1836859B1 (en) Automatic conversion from monoscopic video to stereoscopic video
US7616885B2 (en) Single lens auto focus system for stereo image generation and method thereof
CN101783967B (en) Signal processing device, image display device, signal processing method, and computer program
US20120105602A1 (en) Methods, systems, and computer program products for creating three-dimensional video sequences
US20200137376A1 (en) Method for generating a light-field 3d display unit image and a generating device
CN101636747A (en) Two dimensional/three dimensional digital information obtains and display device
CN105262949A (en) Multifunctional panorama video real-time splicing method
US20130088574A1 (en) Detective Adjusting Apparatus for Stereoscopic Image and Related Method
JP6512575B2 (en) Method of distributing or broadcasting three-dimensional shape information
CN103348682A (en) Method and apparatus for providing mono-vision in multi-view system
US20140300703A1 (en) Image processing apparatus, image processing method, and program
CN102997891A (en) Device and method for measuring scene depth
KR101960577B1 (en) Method for transmitting and receiving stereo information about a viewed space
US9177380B2 (en) 3D video camera using plural lenses and sensors having different resolutions and/or qualities
RU2490819C1 (en) Method of obtaining stereoscopic television images with automatic real-time measurement of object space
JP5088973B2 (en) Stereo imaging device and imaging method thereof
KR101794492B1 (en) System for displaying multiview image
CN114040184A (en) Image display method, system, storage medium and computer program product
CN110784728A (en) Image data processing method and device and computer readable storage medium
KR20150108149A (en) Super view contents generation system
Lagendijk et al. Stereoscopic image processing
Doser et al. The glasses are half empty: Turn your sight to autostereoscopic 3-d
Vasylenko et al. Image depth evaluation system by stream video
Xu et al. A camera network for the voxel data acquiring of the Three-Dimensional Swept Volume Display

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150301