RU2691884C1 - Television device for stereoscopic image formation - Google Patents

Television device for stereoscopic image formation Download PDF

Info

Publication number
RU2691884C1
RU2691884C1 RU2018101770A RU2018101770A RU2691884C1 RU 2691884 C1 RU2691884 C1 RU 2691884C1 RU 2018101770 A RU2018101770 A RU 2018101770A RU 2018101770 A RU2018101770 A RU 2018101770A RU 2691884 C1 RU2691884 C1 RU 2691884C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
television
input
switch
output
image
Prior art date
Application number
RU2018101770A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Михайлович Александров
Олег Владимирович Украинский
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Авиаинформатика"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Авиаинформатика" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Авиаинформатика"
Priority to RU2018101770A priority Critical patent/RU2691884C1/en
Priority to PCT/RU2018/000448 priority patent/WO2019143263A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2691884C1 publication Critical patent/RU2691884C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/22—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type
    • G02B30/24—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type involving temporal multiplexing, e.g. using sequentially activated left and right shutters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/18—Arrangements with more than one light path, e.g. for comparing two specimens
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/50—Lighting effects
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/10—Processing, recording or transmission of stereoscopic or multi-view image signals
    • H04N13/106—Processing image signals
    • H04N13/133—Equalising the characteristics of different image components, e.g. their average brightness or colour balance
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/10—Processing, recording or transmission of stereoscopic or multi-view image signals
    • H04N13/106—Processing image signals
    • H04N13/15—Processing image signals for colour aspects of image signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/10—Processing, recording or transmission of stereoscopic or multi-view image signals
    • H04N13/106—Processing image signals
    • H04N13/167—Synchronising or controlling image signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
    • H04N13/25—Image signal generators using stereoscopic image cameras using two or more image sensors with different characteristics other than in their location or field of view, e.g. having different resolutions or colour pickup characteristics; using image signals from one sensor to control the characteristics of another sensor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/296—Synchronisation thereof; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/222—Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
    • H04N5/262—Studio circuits, e.g. for mixing, switching-over, change of character of image, other special effects ; Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects
    • H04N5/268—Signal distribution or switching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

FIELD: computer equipment.SUBSTANCE: television device for stereoscopic image formation comprises two television cameras, each of which generates stereopair image signal, transmission channel, a playback device, a switch and light-switching stereoscopes configured for alternately reproducing and receiving both stereopair images, wherein the television device is provided with an image scaling device, wherein television cameras have different viewing angles – first narrow-angle, second wide-angle, each camera has built-in clock generator.EFFECT: providing two operating modes of a television device.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к системам формирования и представления стереоскопических изображений и предназначено для удаленного визуального исследования объектов, например, морских подводных объектов, доступ к которым затруднен.The invention relates to systems for the formation and presentation of stereoscopic images and is intended for remote visual examination of objects, for example, marine underwater objects, access to which is difficult.

Известны телевизионные устройства для формирования стереоскопических изображений, которые используют для получения на приемной стороне стереоизображения два идентичных канала передачи двух изображений, см. Шмаков П.В. Стереотелевизионная установка шагающего экскаватора // Стереотелевидение - М., «Связь», 1968. - С. 193.Known television devices for the formation of stereoscopic images, which are used to receive on the receiving side of a stereo image two identical transmission channels of two images, see Shmakov P.V. Stereo-television installation of walking excavator // Stereo-television - M., “Svyaz”, 1968. - p. 193.

Преимущества использования стереотелевизионных устройств отображения визуальной информации заключаются в следующем, см. Мамчев Г.В. Стереотелевидение - М., «Энергия», 1979. - С. 66:The advantages of using stereo-television devices for displaying visual information are as follows, see. G. Mamchev. Stereo-television - M., “Energy”, 1979. - p. 66:

1. Для оператора появляется принципиально новая возможность оценивать относительное расположение отдельных деталей в трехмерном физическом пространстве, т.е. осуществлять контроль по всем трем координатам.1. For the operator, a fundamentally new opportunity appears to evaluate the relative position of individual parts in a three-dimensional physical space, i.e. to monitor all three coordinates.

2. При стереоскопическом восприятии латентный период, т.е. время реакции оператора в 1,1-1,2 раза меньше по сравнению с восприятием двумерных изображений и составляет около 0,17 секунды, см. Бойко Е.И. Время реакции человека - М.: «Медицина», 1964 - С. 440.2. In stereoscopic perception, the latent period, i.e. operator response time is 1.1-1.2 times less compared to the perception of two-dimensional images and is about 0.17 seconds, see Boyko E.I. Human reaction time - M .: "Medicine", 1964 - p. 440.

3. При передаче объемного изображения, вместо двумерного, точность оценки абсолютной удаленности наблюдаемых деталей, по сравнению с восприятием двумерных изображений, оказывается в 3 раза выше, см. Барановский В.В. К вопросу об оценке изменений в абсолютной удаленности // Проблемы физиологической оптики- М., 1958, т. 12, С. 239-245.3. When transmitting a three-dimensional image, instead of a two-dimensional one, the accuracy of estimating the absolute distance of the observed details, as compared with the perception of two-dimensional images, turns out to be 3 times higher, see V. Baranovsky. On the issue of assessing changes in the absolute distance / / Problems of physiological optics, Moscow, 1958, vol. 12, p. 239-245.

4. Увеличивается скорость и надежность распознавания объектов рассматривания.4. The speed and reliability of recognition objects is increased.

5. Повышается наглядность воспринимаемых изображений.5. Increased visibility of perceived images.

6. При воспроизведении в стереотелевизионных системах эффекта оглядывания острота глубинного зрения наблюдателей возрастает приблизительно в 1,5 раза, см. Белостоцкий Е.М. Глубинное зрение при движении головой // Проблемы физиологической оптики. - М.: 1953, т. 8, С. 341-345.6. When playing on the effect of looking around in stereo-television systems, the sharpness of observers' deep vision increases approximately 1.5 times, see. EM Belostotsky. Deep vision when moving his head // Problems of physiological optics. - M .: 1953, t. 8, p. 341-345.

Однако недостатком таких устройств является трудность изменения угла обзора наблюдаемого объекта и, соответственно, масштаба стереоскопического изображения в том случае, когда у оператора возникает потребность более детально рассмотреть определенный фрагмент наблюдаемой сцены или ее отдельные элементы. Этот недостаток обусловлен тем обстоятельством, что для сохранения стереоэффекта при рассматривании различных предметов необходимо сложными механическими средствами одновременно сохранять выполнение условия фокусировки объективов на рассматриваемый предмет и условия конвергенции оптических осей телевизионных камер в той области, где находится рассматриваемый предмет.However, the disadvantage of such devices is the difficulty of changing the viewing angle of the observed object and, accordingly, the scale of the stereoscopic image in the case when the operator has a need to consider in more detail a specific fragment of the observed scene or its individual elements. This disadvantage is due to the fact that in order to preserve the stereo effect when viewing various objects, it is necessary to maintain complex mechanical means at the same time to fulfill the objective focusing condition on the subject in question and the conditions of convergence of the optical axes of television cameras in the area where the subject is located.

Указанный недостаток устраняется устройствами, предназначенными для стереоскопического наблюдения изображений и предусматривающими определенную механическую настройку, например, изменение масштаба и других параметров наблюдаемого изображения при изменении условий наблюдения, см., например, RU 2128354 С1, опубл. 27.03.1999. В указанном устройстве процесс формирования изображений стереопары осуществляется благодаря сложной механической конструкции, обеспечивающей одновременно изменение угла конвергенции осей стереоскопических изображений и изменение расстояния рассматривания путем дополнительной фокусировки. При этом ужесточение механических требований к оптической схеме съемки стереоизображения усложняет и удорожает устройство, а также делает практически невозможным применение методов стереосъемки в труднодоступных местах, например, под водой, где крайне сложно обеспечить наличие механических средств для поддержания требуемых параметров оптической схемы стереосъемки при возникновении оперативной необходимости изменить область наблюдения.This disadvantage is eliminated by devices designed for stereoscopic observation of images and providing a certain mechanical setting, for example, changing the scale and other parameters of the observed image when changing the conditions of observation, see, for example, RU 2128354 C1, publ. 03/27/1999. In the specified device, the process of imaging a stereo pair is carried out due to a complex mechanical design that simultaneously changes the angle of convergence of the axes of stereoscopic images and changes the viewing distance by additional focusing. At the same time, the tightening of mechanical requirements for the optical scheme of shooting a stereo image complicates and increases the cost of the device, and also makes it almost impossible to apply stereo photography methods in hard-to-reach places, for example, under water, where it is extremely difficult to ensure the availability of mechanical means to maintain the required parameters of the optical stereo system when an operational need arises change the area of observation.

Еще одним недостатком стереотелевизионных устройств отображения визуальной информации является определенная информационная избыточность, обусловленная тем фактом, что наблюдатель воспринимает все элементы изображения в телевизионном кадре в стереоскопическом виде, в то время как объектом наблюдения, как правило, является лишь объект, находящийся в центральной чести кадра, и именно этот объект должен наблюдаться с наличием стереоскопического эффекта.Another disadvantage of stereo-television devices for displaying visual information is certain information redundancy, due to the fact that the observer perceives all the elements of the image in a television frame in stereoscopic form, while the object of observation, as a rule, is only an object located in the central honor of the frame, and it is this object that should be observed with the presence of the stereoscopic effect.

Известно телевизионное устройство для формирования стереоскопического изображения, см. Мамчев Г.В. Стереотелевидение - М., «Энергия», 1979 - 66 С, С. 21 рис. 13, фиг. 4-6. Устройство содержит две передающие телевизионные камеры и коммутатор воспроизводимых сигналов с целью обеспечить попеременное воспроизведение на экране воспроизводящего устройства обоих изображений стереопары с коммутацией по телевизионным полям, осуществляя эту коммутацию синхронно с работой светокоммутирующих очков. Из описания устройства, приведенного в указанном источнике, а также из физики работы подобных стереоскопических телевизионных систем следует, что описанному выше устройству свойственны недостатки:Known television device for the formation of stereoscopic images, see Mamchev G.V. Stereo-television - M., "Energy", 1979 - 66 C, p. 21 fig. 13, FIG. 4-6. The device contains two transmitting television cameras and a switchboard of reproduced signals in order to ensure that both images of a stereo pair are switched on the screen of a reproducing device and are switched over television fields, performing this switching in synchronization with the operation of the light-switching glasses. From the description of the device given in the indicated source, as well as from the physics of the work of such stereoscopic television systems, it follows that the device described above has disadvantages:

- необходимость иметь на передающей стороне две идентичные телевизионные камеры и, следовательно, воспроизводить на приемной стороне в стереоскопическом виде все точки телевизионного кадра, что, как правило, не всегда нужно;- the need to have on the transmitting side two identical television cameras and, therefore, to reproduce all points of a television frame on the receiving side in stereoscopic form, which, as a rule, is not always necessary;

- относительная сложность конструкции передающей части, что неудобно, например, для подводных систем видеонаблюдения.- the relative complexity of the design of the transmitting part, which is inconvenient, for example, for underwater video surveillance systems.

Вместе с тем, из теории стереоскопического зрения известен ряд фактов, позволяющих значительно упростить схему стереосъемки и сохранить при этом качество стереоскопического изображения на требуемом уровне. Стереоскопические телевизионные устройства предполагают воспроизведение на приемной стороне обоих изображений стереопары наблюдаемого объекта, при этом идентичность изображений стереопары рассматривается как условие неискаженной передачи пространственных соотношений и соблюдения физиологических требований зрения оператора. Однако при рассматривании объектов, протяженных в пространстве, рассматриваемый объект, как правило, помещается в центральную часть телевизионного кадра, поэтому наибольшую детальность передаваемого телевизионного изображения необходимо обеспечить именно в центральной части телевизионного кадра.At the same time, a number of facts are known from the theory of stereoscopic vision, which make it possible to significantly simplify the scheme of stereo photography and at the same time preserve the quality of the stereoscopic image at the required level. Stereoscopic television devices assume reproduction on the receiving side of both images of the stereopair of the observed object, while the identity of the images of the stereo pair is considered as a condition for the undistorted transmission of spatial correlations and compliance with the physiological requirements of the operator’s view. However, when viewing objects extended in space, the object in question is, as a rule, placed in the central part of a television frame; therefore, it is necessary to ensure the greatest detail of the transmitted television image in the central part of the television frame.

Кроме того, из теории стереоскопического зрения, см. Валюс Н.А. Стереоскопия - М, Изд. АН СССР, 1962, 380 С, С. 219, известен тот факт, что при рассматривании стереоскопического изображения, образованного двумя изображениями стереопары с различной четкостью, четкость воспринимаемого изображения определяется четкостью наилучшего изображения. Этот же факт подтверждается другими исследователями, см. Джакония В.Е. Опытная установка цветного объемного телевидения // Радио - 1960,- №4.In addition, from the theory of stereoscopic vision, see N. Valus. Stereoscopy - M, Ed. The Academy of Sciences of the USSR, 1962, 380 C, p. 219, is known for the fact that when viewing a stereoscopic image formed by two stereo pairs with different definitions, the clarity of the perceived image is determined by the clarity of the best image. The same fact is confirmed by other researchers, see Jaconius V.E. Experimental installation of color surround television // Radio - 1960, - №4.

Таким образом, перед настоящим изобретением стоит задача расширения возможностей телевизионного устройства путем обеспечения возможности двух режимов работы:Thus, the present invention faces the challenge of expanding the capabilities of a television device by allowing two modes of operation:

- воспроизведение обычного двумерного телевизионного изображения при широком угле обзора объектива передающей камеры,- reproduction of the usual two-dimensional television image with a wide angle of view of the lens of the transmitting camera,

- воспроизведение стереоскопического телевизионного изображения, образованного из двух изображений стереопары, полученных от обеих передающих телевизионных камер путем выравнивания масштабов передаваемых ими изображений.- reproduction of a stereoscopic television image formed from two stereopair images received from both transmitting television cameras by aligning the scale of the images transmitted by them.

Поставленная задача решается за счет того, что телевизионное устройство для формирования стереоскопического изображения, содержащее две телевизионные камеры, каждая из которых выполнена с возможностью вырабатывания одного из сигналов изображений стереопары, канал передачи, устройство воспроизведения, коммутатор и светокоммутирующие стереоочки, выполненные с возможностью попеременного воспроизведения и восприятия обоих изображений стереопары, причем выход каждой камеры через соответствующий канал передачи и соответствующий вход коммутатора связан со входом устройства воспроизведения, а коммутатор выполнен с возможностью попеременной передачи сигналов стереопары на устройство воспроизведения синхронно с работой светокоммутирующих стереоочков, согласно изобретению, телевизионное устройство снабжено устройством выравнивания масштабов изображений, причем телевизионные камеры имеют разные углы обзора - первая узкоугольная, вторая широкоугольная, а каждая камера выполнена со встроенным синхрогенератором, при этом выход узкоугольной камеры соединен с первым входом коммутатора непосредственно, а выход широкоугольной камеры связан со вторым входом коммутатора через устройство выравнивания масштабов изображений, причем выход узкоугольной камеры соединен со входом селектора сигналов синхронизации, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, с синхронизирующим входом устройства выравнивания масштабов изображений и с синхронизирующим входом светокоммутирующих стереоочков, при этом выход коммутатора соединен со входом устройства воспроизведения, причем телевизионное устройство снабжено переключателем режима работы, первый вход которого соединен с выходом коммутатора, второй вход соединен с выходом широкоугольной камеры, а выход соединен со входом устройства воспроизведения. Устройство выравнивания масштабов изображений может содержать устройство формирования изображения центральной части телевизионного кадра, интерполятор и синхронизатор, синхронизирующий вход которого соединен с выходом селектора сигналов синхронизации.The problem is solved due to the fact that a television device for forming a stereoscopic image containing two television cameras, each of which is configured to generate one of the image signals of a stereo pair, a transmission channel, a playback device, a switch and light-switching stereo glasses made with the possibility of alternate playback and perception of both images of a stereo pair, with the output of each camera through the corresponding transmission channel and the corresponding input the switch is connected to the input of the playback device, and the switch is designed to alternately transmit stereopair signals to the playback device synchronously with the operation of the light-switching stereo glasses, according to the invention, the television device is equipped with an image scale equalization device, and the television cameras have different viewing angles - the first narrow-angle, the second wide-angle, and each camera is made with a built-in sync generator, while the output of the narrow-angle camera is connected to the first the switch stroke directly, and the output of the wide-angle camera is connected to the second input of the switch through an image scaler, the output of the narrow-angle camera connected to the input of the synchronization signal selector, the output of which is connected to the control input of the switch, to the synchronizing input of the image scaler and glasses, while the switch output is connected to the input of the playback device, and a television device TVO is provided with a switch operation, a first input coupled to an output switch, a second input coupled to an output of the wide-angle camera, and an output coupled to the input of the playback device. An image scale alignment device may comprise an image forming device for a central part of a television frame, an interpolator and a synchronizer, the synchronization input of which is connected to the output of the synchronization signal selector.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:

- на Фиг. 1 - структурная схема телевизионного устройства для формирования стереоскопического изображения;- in FIG. 1 is a block diagram of a television device for forming a stereoscopic image;

- на Фиг. 2 - принцип получения изображения объекта.- in FIG. 2 - the principle of obtaining an image of an object.

Передающая часть телевизионного устройства содержит две телевизионные камеры, имеющие разные углы обзора - узкоугольную телевизионную камеру 1 и широкоугольную телевизионную камеру 2, ориентированные в направлении объекта 3 передачи, канал 4 для передачи телевизионных сигналов 5 и 6 соответственно от узкоугольной и широкоугольной телевизионных камер в приемную часть телевизионного устройства. Обе телевизионные камеры 1 и 2 выполнены с возможностью вырабатывания одного из сигналов изображений стереопары, каждая камера 1 и 2 выполнена со встроенным синхрогенератором.The transmitting part of the television device contains two television cameras having different viewing angles - narrow-angle television camera 1 and wide-angle television camera 2 oriented in the direction of the transmission object 3, channel 4 for transmitting television signals 5 and 6 from the narrow-angle and wide-angle television cameras to the receiving part television device. Both television cameras 1 and 2 are designed to generate one of the image signals of the stereo pair, each camera 1 and 2 are made with a built-in clock generator.

Приемная часть телевизионного устройства содержит устройство 7 воспроизведения, светокоммутирующие стереоочки 8, селектор 9 сигналов синхронизации, устройство 10 выравнивания масштабов изображений, а также коммутатор 11 и переключатель 12 режима работы. Светокоммутирующие стереоочки 8 выполнены с возможностью попеременного воспроизведения и восприятия обоих изображений стереопары.The receiving part of the television device contains a playback device 7, light-switching stereo glasses 8, a synchronization signal selector 9, an image scale equalization device 10, as well as a switch 11 and an operation mode switch 12. The light-coupling stereo glasses 8 are made with the possibility of alternately playing and perceiving both images of a stereo pair.

Выход каждой камеры 1 и 2 через соответствующий канал передачи и соответствующий вход коммутатора 11 связан со входом устройства 7 воспроизведения, а коммутатор 11 выполнен с возможностью попеременной передачи сигналов 5 и 6 стереопары на устройство 7 воспроизведения синхронно с работой светокоммутирующих стереоочков 8. Выход узкоугольной камеры 1 соединен с первым входом коммутатора 11 непосредственно, а выход широкоугольной камеры 2 связан со вторым.входом коммутатора 11 через устройство 10 выравнивания масштабов изображений. Выход коммутатора 11 через переключатель 12 режима работы соединен со входом устройства 7 воспроизведения.The output of each camera 1 and 2 through the corresponding transmission channel and the corresponding input of the switch 11 is connected to the input of the playback device 7, and the switch 11 is configured to alternately transmit signals 5 and 6 of the stereo pair to the playback device 7 synchronously with the operation of the light-switching stereo glasses 8. Output of the narrow-angle camera 1 connected to the first input of the switch 11 directly, and the output of the wide-angle camera 2 is connected with the second input of the switch 11 through the device 10 of the scale of images. The output of the switch 11 through the switch 12 of the operating mode is connected to the input of the device 7 playback.

Выход узкоугольной камеры 1 соединен также со входом селектора 9 сигналов синхронизации, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора 11, с синхронизирующим входом устройства 10 выравнивания масштабов изображений и с синхронизирующим входом светокоммутирующих стереоочков 8.The output of the narrow-angle camera 1 is also connected to the input of the synchronization signal selector 9, the output of which is connected to the control input of the switch 11, to the synchronizing input of the image scale equalizer 10 and to the synchronizing input of the light-switching stereo glasses 8.

Первый вход переключателя 12 режима работы соединен с выходом коммутатора 11, второй вход соединен непосредственно с выходом широкоугольной камеры 2, а выход соединен со входом устройства 7 воспроизведения.The first input of the operation mode switch 12 is connected to the output of the switch 11, the second input is connected directly to the output of the wide-angle camera 2, and the output is connected to the input of the playback device 7.

Устройство 10 выравнивания масштабов изображений содержит устройство 13 формирования изображения центральной части телевизионного кадра, интерполятор 14 и синхронизатор,The device 10 alignment of the scale of the image contains the device 13 forming the image of the Central part of the television frame, the interpolator 14 and the synchronizer,

синхронизирующий вход которого соединен с выходом селектора 9 сигналов синхронизации. Синхронизатор представляет собой матричное устройство 15 памяти на телевизионный кадр. Устройство 13 формирования изображения центральной части телевизионного кадра предназначено для осуществления записи телевизионного кадра в матричное устройство 15 памяти в полном формате, на выходе же матричного устройства 15 памяти считывание производится лишь центральной части телевизионного кадра при синхронизации от телевизионного сигнала узкоугольной телевизионной камеры 1. Размер центральной части телевизионного кадра, выраженный количеством элементов изображения, отличается от размера полного телевизионного кадра пропорционально соотношению углов обзора двух передающих телевизионных камер 1 и 2 (фиг. 2 поз. 17).the synchronization input of which is connected to the output of the selector 9 of the synchronization signals. The synchronizer is a matrix memory device 15 per television frame. The device 13 imaging the central part of the television frame is designed to write the television frame into the matrix memory device 15 in full format, while the output of the matrix memory device 15 reads only the central part of the television frame during synchronization from the television signal of the narrow-angle television camera 1. The size of the central part TV frame, expressed by the number of picture elements, differs from the size of the full TV frame proportion tional relation angles two transmit television cameras 1 and 2 (Fig. 2, pos. 17).

Устройство 10 выравнивания масштабов изображений содержит также интерполятор 14 для увеличения путем интерполяции количества элементов изображения центральной части телевизионного кадра до количества элементов полного телевизионного кадра. Устройство 10 выравнивания масштабов изображений известно в телевизионной технике в качестве цифрового видеомикшера и инструмента для создания спецэффектов, см. Кривошеев М.И. Цифровое телевидение. Кривошеев М.И., Виленчик Л.С.и др. - М. 1980 - 264 с, С. 134 рис. 6.6, фиг. 7-9.The image scale equalization device 10 also contains an interpolator 14 for increasing by interpolating the number of picture elements of the central part of a television frame to the number of elements of a full television frame. The device 10 of the scale of images is known in television technology as a digital video mixer and a tool for creating special effects, see M. Krivosheev. Digital television. Krivosheev MI, Vilenchik LS and others. M. 1980 - 264 s, p. 134 fig. 6.6, FIG. 7-9.

Коммутатор 11 и светокоммутирующие стереоочки 8 служат для коммутации сигналов телевизионных изображений по полям и синхронизируются сигналами телевизионной синхронизации от узкоугольной телевизионной камеры 1. Переключатель 12 режима работы предназначен для управления оператором по управляющему входу 16 и служит для переключения режимов работы телевизионного устройства, в левом по схеме положении выключая стереоскопический режим отображения и переводя работу устройства 7 воспроизведения в моноскопический режим воспроизведения телевизионного сигнала от широкополосной телевизионной камеры 2. Светокоммутирующие очки 8 в этом моноскопическом режиме не используются, и наблюдатель воспринимает обычное двумерное изображение, но при широком угле обзора наблюдаемого объекта, определяемом широкоугольной телевизионной камерой 2.The switch 11 and the light-coupling stereo glasses 8 are used for switching television image signals across the fields and are synchronized by the television synchronization signals from the narrow-angle television camera 1. The operation mode switch 12 is designed to control the operator via control input 16 and serves to switch the operating modes of the television device in the left switching off the stereoscopic display mode and translating the operation of the playback device 7 into the monoscopic playback mode of the body of the viewing signal from the wideband television camera 2. The light-switching points 8 are not used in this monoscopic mode, and the observer perceives the usual two-dimensional image, but with a wide viewing angle of the observed object defined by the wide-angle television camera 2.

Телевизионное устройство для формирования стереоскопического изображения работает следующим образом.A television device for forming a stereoscopic image works as follows.

Телевизионные камеры 1 и 2 фиксируют изображение наблюдаемого объекта с двух позиций, соответствующих выбранным левой и правой позициям стереосъемки, и ориентированы таким образом, что оптические оси их объективов пересекаются в точке, расположенной возможно ближе к наблюдаемому объекту. Сигнал 5 изображения от узкоугольной телевизионной камеры 1 и сигнал 6 от широкоугольной телевизионной камеры 2 поступают по каналу 4 в приемную часть устройства.Television cameras 1 and 2 capture the image of the observed object from two positions corresponding to the selected left and right positions of the stereo and are oriented in such a way that the optical axes of their lenses intersect at a point located as close as possible to the observed object. The image signal 5 from the narrow-angle television camera 1 and the signal 6 from the wide-angle television camera 2 are transmitted via channel 4 to the receiving part of the device.

В приемной части устройства сигнал 6 изображения от широкоугольной телевизионной камеры 2 (фиг. 2 поз. 19) поступает в устройство 13 формирования изображения центральной части телевизионного кадра устройства 10 выравнивания масштабов изображений; устройством 13 формирования изображения центральной части телевизионного кадра он записывается в матричное устройство 15 памяти на телевизионный кадр в полном формате, а считывается на его выходе лишь в виде центральной части телевизионного кадра (фиг. 3 поз. 18). Размер центральной части телевизионного кадра, выраженный количеством элементов изображения, отличается от размера полного телевизионного кадра пропорционально соотношению углов обзора узкоугольной и широкоугольной передающих телевизионных камер 1 и 2. Сигнал изображения центральной части телевизионного кадра, содержащий меньшее количество элементов изображения, чем полный телевизионный кадр, поступает в интерполятор 14, который осуществляет преобразование форматов изображения и доводит изображение центральной части кадра до формата полного телевизионного кадра, восстанавливая путем интерполяции значения недостающих элементов изображения и увеличивая таким образом размер центральной части кадра до размера полного кадра (фиг. 2 поз. 18). Полученное таким образом изображение центральной части кадра записывается в матричное устройство 15 памяти на телевизионный кадр, предназначенное для синхронизации сигналов от обеих телевизионных камер. Синхронизация достигается благодаря тому обстоятельству, что считывание изображения, записанного в память матричного устройства 15 памяти на телевизионный кадр, происходит под управлением сигналов синхронизации от узкоугольной телевизионной камеры 1, выделенных из ее сигнала селектором 9 сигналов телевизионной синхронизации. В результате на выходе матричного устройства 15 памяти на телевизионный кадр формируется сигнал изображения, соответствующего центральной части изображения от широкоугольной телевизионной камеры 2, которое, таким образом, может быть использовано как одно из изображений стереопары, в которой вторым изображением является изображение от узкоугольной телевизионной камеры 1. Сигналы изображений указанной стереопары таким образом синхронизированы между собой и поступают на входы коммутатора 11, управляемого сигналом синхронизации, поступающим с частотой телевизионных полей от селектора 9 телевизионных сигналов синхронизации. Этот же сигнал управляет работой светокоммутирующих стереоочков 8, позволяющих глазам наблюдателя (левым и правым попеременно) наблюдать стереоскопическое изображение на экране воспроизводящего устройства 7. Приемная часть устройства содержит также переключатель 12 режима работы, предназначенный для переключения режимов работы воспроизводящего устройства 7 и, тем самым, для изменения характера изображения на его экране. При установке оператором через вход 16 переключателя 12 режима работы в левое по схеме положение воспроизводящее устройство 7 работает в обычном нестереоскопическом режиме и позволяет наблюдать обычное моноскопическое (двумерное) полноформатное телевизионное изображение от широкоугольной телевизионной камеры 2. При установке переключателя 12 режима работы в правое положение воспроизводящее устройство 7 работает в стереоскопическом режиме, на экране воспроизводятся попеременно оба изображения стереопары от передающих телевизионных камер 1 и 2 с одинаковым масштабом обоих изображений, с их коммутацией и чередованием на экране с частотой телевизионных полей 50 Гц (при использовании стандартного телевизионного сигнала).In the receiving part of the device, the image signal 6 from the wide-angle television camera 2 (Fig. 2 pos. 19) enters the imaging device 13 of the central part of the television frame of the image scale equalizer 10; the device 13 forming the image of the central part of the television frame is recorded in the matrix memory device 15 on the television frame in full format, and is read at its output only as the central part of the television frame (Fig. 3 pos. 18). The size of the central part of the television frame, expressed by the number of picture elements, differs from the size of the full television frame in proportion to the ratio of the viewing angles of the narrow-angle and wide-angle transmitting television cameras 1 and 2. The image signal of the central part of the television frame containing a smaller number of picture elements than the full television frame enters to interpolator 14, which converts image formats and brings the image of the central part of the frame to the forms a full television frame, restoring the values of the missing elements of the image by interpolating and thus increasing the size of the central part of the frame to the size of the full frame (Fig. 2 pos. 18). The image of the central part of the frame thus obtained is recorded in a matrix memory device 15 on a television frame intended to synchronize signals from both television cameras. Synchronization is achieved due to the fact that the reading of the image recorded in the memory of the matrix device 15 of the memory on a television frame occurs under the control of synchronization signals from a narrow-angle television camera 1, selected from its signal by the selector 9 of television synchronization signals. As a result, at the output of the matrix memory device 15 to a television frame, an image signal is generated corresponding to the central part of the image from wide-angle television camera 2, which thus can be used as one of the stereo pair images, in which the second image is from narrow-angle television camera 1 The image signals of the specified stereo pair are thus synchronized with each other and are fed to the inputs of the switch 11 controlled by the synchronization signal, conductive with a frequency of television fields from the selector 9 television synchronizing signals. The same signal controls the operation of the light-mutated stereo glasses 8, which allow the observer's eyes (left and right alternately) to observe the stereoscopic image on the screen of the playback device 7. The receiving part of the device also contains a switch 12 of operation mode, designed to switch the operating modes of the playback device 7 and, thereby, to change the character of the image on its screen. When installed by the operator through the input 16 of the switch 12 of the operation mode to the left position, the reproducing device 7 operates in the usual non-stereoscopic mode and allows to observe the usual monoscopic (two-dimensional) full-format television image from the wide-angle television camera 2. When the operation mode switch 12 is installed in the right position, device 7 operates in stereoscopic mode; both images of the stereo pair from the transmitting television measures 1 and 2 with the same scale of both images, with their switching and alternation on the screen with a frequency of 50 Hz television fields (using a standard television signal).

Принцип получения изображения объекта показан на фиг. 2.The principle of obtaining an image of an object is shown in FIG. 2

- поз. 17 поясняет условное расположение зон наблюдения узкоугольной и широкоугольной телевизионных камер 1 и 2;- pos. 17 explains the conventional arrangement of the observation zones of narrow-angle and wide-angle television cameras 1 and 2;

- поз. 18 показывает расположение объекта наблюдения в кадре узкоугольной телевизионной камеры 1. В таком же масштабе выглядит изображение от широкоугольной телевизионной камеры 2 после обработки в устройстве 13 формирования изображения центральной части телевизионного кадра, а также на входе интерполятора 14. На выходе интерполятора 14 изображение выглядит так же, но состоит уже из большего числа элементов, увеличенного до формата полного телевизионного кадра путем интрерполяции;- pos. 18 shows the location of the object of observation in the frame of the narrow-angle television camera 1. The image from the wide-angle television camera 2 after the processing in the imaging device 13 of the central part of the television frame and at the input of the interpolator 14 looks the same scale. At the output of the interpolator 14, the image looks the same , but consists of a larger number of elements, enlarged to the format of a full television frame by interpolation;

- поз. 19 показывает расположение объекта наблюдения в кадре широкоугольной телевизионной камеры 2.- pos. 19 shows the location of the object of observation in the frame of a wide-angle television camera 2.

Как следует из структурной схемы приемной части устройства (фиг. 1), информационные характеристики наблюдаемых изображений, обычного и стереоскопического, определяются исключительно свойствами сигнала от телевизионных камер 1 и 2 и особенностями стереоскопического зрения. Таким образом, в стереоскопическом режиме работы телевизионного устройства (правое по схеме положение переключателя 12 режимов работы) форматы изображений стереопары оказываются одинаковыми, а детальность воспринимаемого стереоскопического объекта определяется детальностью изображения с наиболее высокой четкостью, а именно - определяется четкостью изображения от узкоугольной телевизионной камеры 1. Это обстоятельство соответствует указанному выше свойству зрения, позволяющему воспринимать стереоскопическое изображение при наблюдении стереопары с неидентичными характеристиками изображений таким образом, что качество наблюдаемого стереоизображения определяется качеством наилучшего из обоих изображений стереопары.As follows from the block diagram of the receiving part of the device (Fig. 1), the information characteristics of the observed images, conventional and stereoscopic, are determined solely by the properties of the signal from television cameras 1 and 2 and the features of the stereoscopic view. Thus, in the stereoscopic mode of the television device (the right position of the switch 12 modes of operation according to the scheme), the stereo pair image formats are the same, and the detail of the perceived stereoscopic object is determined by the detail of the image with the highest definition, namely, the clarity of the image from the narrow-angle television camera 1. This circumstance corresponds to the property of vision indicated above, which allows to perceive a stereoscopic image when observing enii stereopair images with non-identical characteristics, so that the observed quality of the stereo image is determined as the best of the two stereo pair images.

Данное устройство обеспечивает технический результат, состоящий в расширении возможностей телевизионного устройства путем обеспечения возможности двух режимов работы: воспроизведение обычного двумерного телевизионного изображения при широком угле обзора объектива передающей камеры, а также воспроизведение стереоскопического телевизионного изображения, образованного из двух изображений стереопары, полученных от обеих передающих телевизионных камер путем выравнивания масштабов передаваемых ими изображений.This device provides a technical result consisting in expanding the capabilities of a television device by providing the possibility of two modes of operation: reproduction of a conventional two-dimensional television image at a wide viewing angle of a transmitting camera lens, as well as reproduction of a stereoscopic television image formed from two stereopair images received from both transmitting television cameras by aligning the scale of their images.

Claims (2)

1. Телевизионное устройство для формирования стереоскопического изображения, содержащее две телевизионные камеры, каждая из которых выполнена с возможностью вырабатывания одного из сигналов изображений стереопары, канал передачи, устройство воспроизведения, коммутатор и светокоммутирующие стереоочки, выполненные с возможностью попеременного воспроизведения и восприятия обоих изображений стереопары, причем выход каждой камеры через соответствующий канал передачи и соответствующий вход коммутатора связан с входом устройства воспроизведения, а коммутатор выполнен с возможностью попеременной передачи сигналов стереопары на устройство воспроизведения синхронно с работой светокоммутирующих стереоочков, отличающееся тем, что телевизионное устройство снабжено устройством выравнивания масштабов изображений, причем телевизионные камеры имеют разные углы обзора - первая узкоугольная, вторая широкоугольная, и каждая камера выполнена со встроенным синхрогенератором, при этом выход узкоугольной камеры соединен с первым входом коммутатора непосредственно, а выход широкоугольной камеры связан со вторым входом коммутатора через устройство выравнивания масштабов изображений, причем выход узкоугольной камеры соединен с входом селектора сигналов синхронизации, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, с синхронизирующим входом устройства выравнивания масштабов изображений и с синхронизирующим входом светокоммутирующих стереоочков, при этом выход коммутатора соединен с входом устройства воспроизведения, причем телевизионное устройство снабжено переключателем режима работы, первый вход которого соединен с выходом коммутатора, второй вход соединен с выходом широкоугольной камеры, а выход соединен с входом устройства воспроизведения.1. A television device for forming a stereoscopic image containing two television cameras, each of which is configured to generate one of the stereo image signals, a transmission channel, a playback device, a switch and light-switching stereo glasses made with the possibility of alternate playback and perception of both stereo pairs, the output of each camera through the corresponding transmission channel and the corresponding input of the switch is connected to the input of the playback device and the switch is arranged to alternately transmit stereopair signals to the playback device synchronously with the operation of the light-switching stereo glasses, characterized in that the television device is equipped with an image scale equalization device, the television cameras having different viewing angles — the first narrow-angle, second wide-angle, and each camera is made with built-in clock generator, while the output of the narrow-angle camera is connected to the first input of the switch directly, and the output of the bus The near-camera is connected to the second input of the switch through an image scaler, the output of the narrow-angle camera is connected to the input of the synchronization signal selector, the output of which is connected to the control input of the switch, to the sync input of the image scale equalizing stereo glasses, and the output of the switch connected to the input of the playback device, and the television device is equipped with a mode switch, first second input of which is connected to the output switch, a second input coupled to an output of the wide-angle camera, and an output coupled to the input of the playback device. 2. Телевизионное устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство выравнивания масштабов изображений содержит устройство формирования изображения центральной части телевизионного кадра, интерполятор и синхронизатор, синхронизирующий вход которого соединен с выходом селектора сигналов синхронизации.2. The television device according to claim 1, characterized in that the image scale equalization device comprises an image forming device for the central part of a television frame, an interpolator and a synchronizer, the synchronization input of which is connected to the output of the synchronization signal selector.
RU2018101770A 2018-01-16 2018-01-16 Television device for stereoscopic image formation RU2691884C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018101770A RU2691884C1 (en) 2018-01-16 2018-01-16 Television device for stereoscopic image formation
PCT/RU2018/000448 WO2019143263A1 (en) 2018-01-16 2018-07-09 Television device for generating a stereoscopic image

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018101770A RU2691884C1 (en) 2018-01-16 2018-01-16 Television device for stereoscopic image formation

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017124518 Substitution 2017-07-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2691884C1 true RU2691884C1 (en) 2019-06-18

Family

ID=66947582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018101770A RU2691884C1 (en) 2018-01-16 2018-01-16 Television device for stereoscopic image formation

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2691884C1 (en)
WO (1) WO2019143263A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2014756C1 (en) * 1992-10-08 1994-06-15 Петер Мигалович Monocular single-channel stereoscopic television system
US20110122131A1 (en) * 2008-07-24 2011-05-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Versatile 3-d picture format
US20120235886A1 (en) * 2010-02-28 2012-09-20 Osterhout Group, Inc. See-through near-eye display glasses with a small scale image source
US20120300393A1 (en) * 2010-02-16 2012-11-29 Fujitsu Limited Electronic device
RU2483469C2 (en) * 2009-01-19 2013-05-27 Минору ИНАБА Stereoscopic system for forming and displaying images

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2014756C1 (en) * 1992-10-08 1994-06-15 Петер Мигалович Monocular single-channel stereoscopic television system
US20110122131A1 (en) * 2008-07-24 2011-05-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Versatile 3-d picture format
RU2483469C2 (en) * 2009-01-19 2013-05-27 Минору ИНАБА Stereoscopic system for forming and displaying images
US20120300393A1 (en) * 2010-02-16 2012-11-29 Fujitsu Limited Electronic device
US20120235886A1 (en) * 2010-02-28 2012-09-20 Osterhout Group, Inc. See-through near-eye display glasses with a small scale image source

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019143263A1 (en) 2019-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5510832A (en) Synthesized stereoscopic imaging system and method
US6108005A (en) Method for producing a synthesized stereoscopic image
US10659763B2 (en) Stereo camera system with wide and narrow interocular distance cameras
JP2010062695A (en) Image processing apparatus, image processing method, and program
JP2007529960A (en) 3D information acquisition and display system for personal electronic devices
JP2006033228A (en) Picture imaging apparatus
JP2010068121A (en) Apparatus and method for analysis of image data, and program
JP2011211450A (en) Three-dimensional video display device, three-dimensional video photographing device, and three-dimensional video display method
JP2002196280A (en) Display device
Kwon et al. High-definition 3D stereoscopic microscope display system for biomedical applications
KR19990053446A (en) Three-dimensional stereoscopic image generation device using multiple liquid crystal slits
JP6207640B2 (en) 2D image stereoscopic display device
RU2691884C1 (en) Television device for stereoscopic image formation
JPH06148763A (en) Lenticular stereoscopic display system for observation by many persons
JP2001218231A (en) Device and method for displaying stereoscopic image
JPH09224267A (en) Stereoscopic video preparing device, device and system for displaying stereoscopic video
JP2011135252A (en) Stereoscopic video photographing camera adjustment assisting device
US20230379596A1 (en) Light field endoscope with look around capability
WO1995013564A1 (en) Method and apparatus for visualizing two-dimensional motion picture images in three dimensions
JP2002344997A (en) Edit method for stereoscopic video signal, and optical adaptor for a video camera for stereoscopic video photographing
JP2581601B2 (en) 3D camera and 3D image system
WO2004071101A1 (en) 3-dimensional video recording/reproduction device
WO2022269967A1 (en) Encoding video image of one camera from one imaging element into existing all 3d format
JPH04108288A (en) Stereoscopic video device
JP2656254B2 (en) Video signal generator for stereoscopic images

Legal Events

Date Code Title Description
HE4A Change of address of a patent owner

Effective date: 20200702

PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20210215