SU1684936A1 - Устройство формировани сигналов стереопары - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к телевизионной технике и может быть использовано в вещательных и прикладных стереотелевизионных системах дл  анализа объемного изображени  путем получени  информации о глубине передаваемой сцены Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем формировани  двухпол рного сигнала диспаратности Видеосигнал с выхода телевизионных камер 1 и 2 подаетс  на дифференциаторы 3 и 4 в результате чего выдел ютс  вертикальные перепады  ркости При помощи блока 7 вычисл етс  диспаратность перепадов  ркости правого изображени  относительно левого. Одновременно вычисл етс  диспаратность . соответствующа  среднему плану снимаемой сцены, дл  чего с выходов камеры 2 снимаютс  напр жени , пропорциональные положению органов фокусировки и масштабировани  С помощью посто нного запоминающего блока 8 блоков 10 и 12 умножени  цифровые значени  фокусировки и масштабировани  преобразуютс  в сигнал коррекции, который обеспечивает формирование на выходе блока 9 вычитани  двух- пол рного сигнала диспэратности 2 ил (Л С

Description

Изобретение относитс  к телевизионной (ТВ)технике и может быть использовано в вещательных и прикладных стереотелевизионных системах дл  анализа объемного изображени  путем получени  информации о глубине передаваемой сцены.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем формировани  двухпол рного сигнала диспаратности .

На фиг.1 представлена структурна  электрическа  схема устройства формировани  сигналов стереопары;на фиг 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства формировани  сигналов стереопары.

Устройство формировани  сигналов стереопары содержит первую 1 и вторую 2

телевизионные камеры первый 3 и второй 4 дифференциаторы, первый 5 и второй 6 аналого-цифровые преобразователи (АЦП), блок 7 вычислени  диспаратности посто нный запоминающий блок 8. блок 9 вычитани , первый блок 10 умножени , цифроа- налоговый преобразователь (ЦАП) 11 и второй блок 12 умножени .

Устройство формировани  сигналов стереопары работает следующим образом.

Видеосигналы левого и правого изображений стереопары, формируемые соответственно первой 1 и второй 2 ТВ камерами, оптические оси которых параллельны, поступают на дифференциаторы 3 и 4 при помощи которых выдел ютс  вертикальные перепады  ркости изображений стереопары Выделенные перепады  ркости, отличао

00 4 О СО

о

ющиесд задержкой, обусловленной диспа- ратностью, поступают на блок 7 вычислени  диспаратности, который формирует импульс , длительность которого равна задержке контура правого изображени  относительно контура левого изображени , На выходе блока 7 вычислени  диспаратности присутствует переменное напр жение положительной пол рности, пропорциональное длительности импульсов

d

f В

(1)

где d - диспаратность;

f- фокусное рассто ние объектива ТВ камеры;

В - стереоскопический базис;

Y - рассто ние до объекта передаваемой сцены,

Из выражени  (1) видно, что диспаратность дл  камер с параллельными ос ми обратно пропорциональна рассто нию Y и не мен ет свой знак, поскольку плоскость нулевой диспаратности находитс  в бесконечности . При этом величина диспаратности d равна сумме посто нной и переменной составл ющих:

d dn ±Ad,

(1)

где dn - посто нна  составл юща , соответствующа  рассто нию до среднего плана передаваемой сцены;

± Ad - переменна  составл юща , соответствующа  глубине передаваемой сцены .

Глубина передаваемой сцены определ етс  глубиной резкости, которую может обеспечивать ТВ камера при данных услови х . При этом наиболее резким  вл етс  средний план передаваемой сцены, на который и производитс  настройка камеры при помощи органов фокусировки, Таким образом , при синтезе объемного изображени  средний план должен находитьс  а плоскости экрана, на которую аккомодируетс  глаз наблюдател , т.е. предметы среднего плана должны иметь нулевую диспаратность. При использовании дл  синтеза изображени  сигнала полной диспаратности d этого не происходит, поскольку в плоскости экрана воспроизводитс  бесконечно удаленный задний план, имеющий нулевую диспаратность . Это, в свою очередь, вызывает большой разрыв между аккомодацией и конвергенцией глаз наблюдател , привод щий к сильному утомлению. Избавитьс  от этого недостатка можно путем вычитани  из полной диспаратности d посто нной составл ющей dn. При этом диспаратность dn может быть вычислена по выражению (1), в котором могут быть представлены напр жени , пропорциональные f и В которые снимаютс  с датчиков обратной св зи системы управлени  масштабированием и фокусировкой второй ТВ камеры 2. Напр жени , пропорциональные f и В, снимаютс  соответственно с выходов второй ТВ камеры 2 и

поступают на первый 5 и рторой 6 АЦП. где преобразуютс  в цифровую форму. Далее сигнал Y подвергаетс  функциональному преобразованию при помощи таблицы функции 1 /Y, записанной в блок 8. Затем сигнал

умножаетс  на f и В и после цифро-аналогового преобразовани  вычитаетс  из полного сигнала диспаратности.

Таким образом, окончательное выражение дл  сигнала диспаратности, получаемого при помощи предлагаемого устройства, имеет вид

Ad

f В f В

(2)

где Y0 - рассто ние до среднего плана передаваемой сцены.

Описанные выше операции выполн ютс  в соответствии со структурной схемой.

вначале выдел ютс  вертикальные перепады  рь-огти видеосигналов левого и правого изобрг. ений при помощи дифференциаторов 3 (фиг.2а) и А (фиг.26). Затем в блоке 7 рцычислени  диспаратности происходит выделени  сигнала, пропорционального диспаратности , путем, например, установлени  RS-триггегра с блока 7 в состо ние 1 перепадом  ркости левого изображени  и сбросом в состо ние О перепадом  ркости

правого изображени  (фиг,2в). Длительность полученных импульсов равна диспаратности , а низкочастотна  фильтраци  позвол ет выделить сигнал, пропорциональный полной диспаратности d (фиг,2г).

Сигнал полной диспаратности имеет форму короткого импульса, амплитуда которого пропорциональна диспаратности d, а длительность равна длительности  ркостного перепада правого изображени , Этот сигнал получаетс  путем подключени  отфильтрованного импульса на выход блока 7 Е1ычислени  диспаратности в момент прихода  ркостного перепада правого изображени .

Параллельно происходит вычисление

посто нной составл ющей диспаратности dn (фиг.26). Дл  этого с второго входа второй ТВ камеры 1 снимаетс  сигнал, пропорциональный удаленности среднего плана Y0, на

который производитс  фокуса .ч С третьего выхода второй ТВ камеры 2 снимаетс  сигнал, пропорциональный фокуо.ому рассто нию вариообъектива в данный момент . Оба сигнала поступают на первые вхо- ды первого 5 и второго 6 АЦП и преобразуютс  в цифровую форму, Затем сигнал Y подвергаетс  функциональному преобразованию при помощи блока 8, в котором записана таблица функции 1/Y. Вы- ходной сигнал с блока 0 перемножаетс  с сигналом f, поступающим на второй вход первого блока 10 умножени . Выходной сигнал блока 10 умножаетс  на посто нный коэффициент, пропорциональный базису съемки В. Сигнал с выхода второго блока 12 умножени  преобразуетс  в аналоговый с помощью ЦАП 11 и поступает на второй вход блока 9 вычитани , н  первый вход которого поступает сигнал полной диспа- ратности d, На выходе блока 9 вычитани  получаетс  переменна  составл юща  сигнала диспаратности (фиг.2е).

Таким образом, на первом выходе устройства присутствует сигнал правого изо- бражени  стереопары, а на втором его выходе - двупол рный сигнал, равный диспаратности вертикальных границ сигналов стереопары, который позвол ет синтезировать левое изображение стереопары с минимальным разрывом между конвергенцией и аккомодацией, расположенное в предэкранном и зазкранном пространствах .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство формировани  сигналов стереопары, содержащее первую и вторую

   I В

   пидк. . к г

   НИЯ r- CngpcH

   Т8 кэмеры подключен к и ни  диспаратное

   телевизионные В) камеры, выход первой г -Увый дифференциатор г iv еду блока  ычисле- ; первый выход второй в,эрой дифференциатор ,-му v ,оду блока вычисле- - отличающеес  ем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем формировани  двух пол рного сигнала диспаратности. введены посто нный запоминающий блок(ПЗБ), блок вычитани , . ервый и второй блоки умножени , первой и второй аналого-цифровые преобразователи (АЦП), цифроанало- говые преобразователи (ЦАП), причем второй выход второй ТВ камеры соединен с первым входом первого АЦП, выход которого через посто нный запоминающий блок соединен с первым входом первого блок умножени , выход которого подключен к первому входу второго блока умножени , третий выход второй ТВ камеры подключен к первому входу второго АЦП, выход которого соединен с вторым входом первого блока умножени , выход блока вычислени  диспаратности подключен к первому входу блока вычитани , второй вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразовател , первый вход которого соединен с выходом второго блока умножени , вторые входы ЦАП, первого и второго АЦП  вл ютс  входами дл  сигнала дискретизации, а второй вход второго блока умножени  - входом дл  цифрового кода стереоскопического базиса , причем выходы первой ТВ камеры и блока вычитани   вл ютс  соответственно первым и вторым выходами устройства

   LI

   выход

   выход

   Но

   Фиг.1

   IT

   8

   и

   и

   -jrL

   I

   h

   Фиг. 2