WO2002019727A1 - Dispositivo de captura de video estereoscopico y receptor dual con visor para tercera dimension - Google Patents

Dispositivo de captura de video estereoscopico y receptor dual con visor para tercera dimension Download PDF

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Definitions

  • a television program is created by focusing the television camera on a scene, converting light into electronic video signals, combined with the audio and transmitted as mentioned.
  • television cameras have 3 basic parts, which are a single optical system for image capture, a collection device that translates the image into electronic video signals and an encoder to transmit the signal.
  • This image is a flat image consisting of only two planes due to its monoscopic origin, that is, it comes from a single lens in the camera that sweeps an area of sensors horizontally and vertically, covering a single perspective area equivalent to observe with one eye open, thus losing some dimension characteristics, such as the depth or distance between an object and another of the same plane. This allows us to obtain a feeling of flat observation.
  • a monoscopic camera which consists of a single lens and the electronic generation of the encoded signals of each image when transmitted, received and decoded in a system typical of television, we have a monoscopic appreciation, that is, two horizontal and vertical planes without appreciating the depth of the objects presented in the image.
  • FIG. 1 Block diagram of the invention in general.
  • Figure 4 It presents three perspectives of vision: Left and right monoscopic and stereoscopic perspective.
  • Figure 5 Stereoscopic camera diagram.
  • Figure 7 Receiver with antenna and dual signal decoder two channels.
  • Figure 8 Composition diagram of the stereoscopic image viewer.
  • Figure 9 Stereoscopic decoder-receiver diagram.
  • the invention is composed of 3 basic parts: the stereoscopic camera (2), the signal decoder (7) and the stereoscopic viewfinder (6), and requires a conventional television signal transmission system.
  • the stereoscopic camera ⁇ takes the image and is transmitted by any means until it reaches the decoder receiver (7) that presents the image in the viewfinder in stereoscopic form ( ⁇ ) giving the sensation of the third dimension immediately (figure 1). DETAILED OPERATION
  • the stereoscopic camera that takes the video image simultaneously from two lenses and two collectors that maintain each other a distance equivalent to the average distance between the two centers of the
  • Pupils of the human being ensure that two images will be obtained that are taken at the same time (figure 5).
  • the process obtained from the stereoscopic camera is carried out.
  • This signal is sent by two different transmission frequencies, such as television channels
  • the dual decoder (7) has two integrated tuners, one for each visual channel (left and right). Each one receives the signal of a transmission channel through the antenna (10), for example, channel 5 and channel 7 and are received and decoded separately and each sent to a screen in the viewfinder, that is left and right signal ( 11) and (figure 9).
  • the viewfinder (6) is formed by liquid crystal displays or active pixels
  • the human brain performs the same function of superimposing left and right images (3 and 4), as if the user were seeing directly with their own eyes what That is happening miles away.
  • This third dimension effect occurs when our brain decodes a signal from two independent sources (each source is an eye) allowing to obtain a perspective angle differential that allows us to appreciate the depth or distance at which the objects we are viewing are located.
  • This stereoscopic vision (5) is the result of the superposition or combination of the images that each eye receives in the brain.

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Abstract

Este invento tecnológico, se refiere a un sistema de cámara de video, codificación, transmisión, decodificación y presentación de imágenes en tercera dimensión utilizados con cualquier fin mediante tecnología estereoscópica implementados mediante 2 dispositivos electrónicos nuevos, uno de cámara de video en tercera dimensión y otro dispositivo que decodifica estas señales y las presenta al usuario final en dos pantallas de cristal liquido a color, otorgando el efecto de profundidad y distancia real entre objetos que se están transmitiendo en forma remota con respecto al usuario final. El objetivo de este invento es el de generar un nuevo tipo de transmisión en tercera dimensión totalmente diferente a los medios que existen actualmente que es el resultado de la integración estereoscópica de tecnología, conocimientos de tecnología, conocimientos de óptica y otros, utilizando la infraestructura actual de las televisoras y difusoras. El diseño innovador de este producto hará que el ser humano cambie en forma radical la forma en la que recibe imágenes y en la manera en la que se comunica actualmente.

Description

(DISPOSITIVO DE CAPTURA DE VIDEO ESTEREOSCÓPICO
Y RECEPTOR DUAL CON VISOR PARA TERCERA
DIMENSIÓN)
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Actualmente contamos con un sistema televisivo de imágenes que es transmitido mediante diferentes medios que ya conocemos, como cables, fibra óptica o la radiación de ondas electromagnéticas en una banda de frecuencia preestablecida desde una fuente central o una estación de televisión. Dependiendo del el medio de transmisión, el canal de televisión y su frecuencia asignada es recibido en un aparato de televisión mediante cable u ondas electromagnéticas.
Hasta el día de hoy, un programa de televisión se crea enfocando la cámara de televisión en alguna escena, convirtiendo la luz en señales de video electrónicas, combinados con el audio y se transmiten como mencionamos. Actualmente las cámaras de televisión cuentan con 3 partes básicas, que son un solo sistema óptico para captura de imágenes, un dispositivo recolector que traduce la imagen en señales de video electrónicas y un codificador para poder transmitir la señal.
El resultado de este proceso de captura-codificación-transmisión-recepción- decodificación y presentación de imágenes se ha venido utilizando en forma experimental desde 1925 y en forma practica el mundo desde los años 40 en blanco y negro, y en los años 50 se dio un gran paso al obtener la televisión a color. Esta transmisión de video y audio se conoce hasta el día de hoy como Televisión (transmitida por señal electromagnética, vía satélite, micro-ondas o cable) y viene de la composición de las palabras Tele-visión (visión Remota) Hasta el día de hoy, esta transmisión es la mas utilizada como medio de comunicación en el mundo.
Esta imagen es una imagen plana que consta solo de dos planos debida a su origen monoscópico, es decir, que proviene de una sola lente en la cámara que barre un área de sensores en forma horizontal y vertical, cubriendo una sola área de perspectiva equivalente a observar con un solo ojo abierto, perdiendo así algunas características de dimensión, como la profundidad o distancia entre un objeto y otro del mismo plano. Esto nos permite obtener una sensación de observación plana.
Pensando en hacer un cambio radical en la forma en la que se han venido transmitiendo las señales de televisión hasta el día de hoy, pensé en desarrollar una serie de nuevos dispositivos que permitan emular la visión estereoscópica, característica única con la que cuenta hasta hoy el ser humano El desarrollo de la tecnología que yo propongo, es completamente diferente a todo lo desarrollado hasta este momento ya que no engaña al ojo humano ni utiliza lentes de polarización, y mediante este desarrollo se puede obtener un sistema de televisión en tercera dimensión que incluye la toma de imágenes, su procesamiento, codificación, transmisión, recepción y decodificación, mismo desarrollo que deseo proteger mediante esta solicitud de patente, ya que hasta este momento nadie en el mundo ha ofrecido una transmisión de televisión en tercera dimensión mediante esta tecnología innovadora, que prácticamente va a cambiar la forma en la que se comunican los seres humanos. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Actualmente el sistema de captura de imágenes de video se lleva a cabo en una cámara de tipo monoscópico (1), que consiste en un solo lente y la generación electrónica de las señales codificadas de cada imagen al ser transmitidas, recibidas y decodificadas en un sistema típico de televisión, tenemos una apreciación monoscópica, esto es, de dos planos horizontal y vertical sin apreciar la profundidad de los objetos que se presentan en la imagen.
Este invento y desarrollo de la nueva tecnología que propongo permite enviar y decodificar señales televisivas en tercera dimensión cuenta con las siguientes figuras y diagramas a bloques:
Figura 1 Diagrama a bloques del invento en general.
Figura 2 Cámara de video monoscópica
Figura 3 Cámara de video estereoscópica
Figura 4 Nos presenta tres perspectivas de visión: Izquierda y derecha monoscópica y perspectiva estereoscópica.
Figura 5 Diagrama de cámara estereoscópica.
Figura 6 Diagrama de flujo del proceso de codificación, amplificación,
Transmisión por dos frecuencias diferentes.
Figura 7 Receptor con antena y decodificador de señal dual dos canales.
Figura 8 Diagrama de composición del visor de imágenes estereoscópico .
Figura 9 Diagrama de decodificador-receptor estereoscópico.
Con referencia a dichas figuras, el invento esta compuesto de 3 partes básicas: la cámara estereoscópica(2), el receptor-decodificador de señal(7) y el visor estereoscópico (6), y requiere de un sistema de transmisión de señal televisiva convencional.
La cámara estereoscópica^) toma la imagen y se transmite por cualquier medio hasta que llega al receptor decodificador(7) que presenta la imagen en el visor en forma estereoscópica(δ) otorgando la sensación de tercera dimensión en forma inmediata(figura 1). FUNCIONAMIENTO DETALLADO
Utilizando la cámara estereoscópica que toma la imagen de video en forma simultáneamente desde dos lentes y dos recolectores que mantienen entre si una distancia equivalente a la distancia promedio entre los dos centros de las
pupilas del ser humano aseguramos así que se van a obtener dos imágenes que son tomadas en el mismo instante(figura 5).
Estas imágenes, son recolectadas, procesadas y codificadas en forma independiente para cada canal izquierdo o derecho utilizando los métodos y tecnología ya conocidos (figura 5).
Ambas señales se procesan y pueden ser grabadas en dos sistemas
coordinados de grabación tipo analógico o digital o bien, se pueden transmitir en tiempo real mediante dos sistemas típicos de transmisión en cualquier canal o medio disponible(figura 6).
Utilizando la infraestructura ya existente hasta el día de hoy, como sistemas de codificación, amplificación, transmisión y modulación se lleva a cabo el proceso obtenido de la cámara estereoscópica. Esta señal se envía por dos frecuencias de transmisión diferentes, como canales de televisión
convencionales en forma individual pero simultanea, por ejemplo, canal 5 y canal 7 o canal 11 y canal 13 enviando una señal por cada una (figura 6). El decodificador dual (7)cuenta de dos sintonizadores integrados, uno para cada canal visual (izquierdo y derecho). Cada uno recibe la señal de un canal de transmisión por la antena(10), por ejemplo, canal 5 y canal 7 y son recibidos y decodificados por separado y enviados cada uno a una pantalla en el visor , o sea señal izquierda y derecha (11) y (figura 9). El visor (6)esta formado por las pantallas de cristal liquido o de pixeles activos
con aumento y las dos pantallas son colocadas en el visor, una para cada canal de visualización izquierdo y derecho(8 y 9), de tal forma que al colocarse el visor se presenta la imagen en la parte frontal de cada ojo con una pantalla de cristal liquido o de pixeles activos para cada uno(figura 8), estas pantallas son similares a las pantallas que utilizan actualmente las cámaras de videograbación compactas
Al mismo tiempo, se cuenta con un sistema de audio que decodifica la señal tipo estéreo envolvente que ya es utilizado actualmente en televisiones y equipos domésticos(figura 9).
Para la alimentación del visor y del decodificador, se cuenta con un sistema basado en baterías de lon-Lithio de larga duración para alimentar todos los circuitos(figuras 8 y 9).
Al coordinar la transmisión simultanea en video-estereoscópico, y al ser
recibida por el decodificador (figura 9) y presentada en el visor (figura 8), el cerebro humano realiza la misma función de superposición de imágenes izquierda y derecha (3 y 4), como si el usuario estuviese viendo directamente con sus propios ojos lo que esta sucediendo a kilómetros de distancia. Este efecto de tercera dimensión se presenta cuando nuestro cerebro decodifica una señal proveniente de dos fuentes independientes (cada fuente es un ojo) permitiendo obtener un diferencial de ángulo de perspectiva que nos permite apreciar la profundidad o distancia a la que se encuentran los objetos que estamos visualizando. Esta visión estereoscópica(5) es resultado de la superposición o combinación de las imágenes que recibe cada ojo en el cerebro.
El invento presentado difiere totalmente de los sistemas que se han
desarrollado hasta el momento, ya que las técnicas de transmisión en tercera dimensión existentes, como la de imágenes polarizadas que se han utilizado, requieren de lentes de polarización excluyente mediante micas o lentes, y además, utilizan el método de transmisión de dos perspectivas a alta velocidad tomadas en cámaras independientes con lentes polarizados, para engañar al proceso de visualización del ser humano y esto causa un efecto de malestar, dolor de cabeza y cansancio mientras que el invento que he realizado presenta imágenes continuas en tiempo real simultaneas para cada
ojo sin realizar un proceso de engaño al cerebro y por lo mismo no presenta consecuencias sintomatológicas.
También difiere de la imagen digitalizada de realidad virtual generada por computadora que finalmente es una simulación generada y no es información
real de imágenes.
Lo más interesante es que esta nueva tecnología integral nos puede ofrecer
un efecto que ya no corresponde simplemente a la observación, sino que también nos va a permitir apreciar la profundidad de las cosas que se están transmitiendo y esto genera experimentalmente un efecto de presencia física en el lugar original de filmación, y como mencioné, aun estando a kilómetros de distancia.
Este resultado o efecto realístico de presencia no lo ha entregado ninguna tecnología presentada hasta el momento, y las ventajas y aplicaciones que se pueden obtener directamente de esta tecnología son inmensas, y mencionando algunas, podríamos realizar cirugías en tercera dimensión en forma remota, manejar en forma remota, observar un partido de fútbol a distancia, transmitir un programa en vivo en tercera dimensión, grabar comerciales en tercera dimensión para observar las características exactas de un producto y transmitirlo mediante esta tecnología, presenciar un viaje o mantener una videoconferencia y apreciar todos los detalles que nos entrega
un volumen en el espacio.

Claims

REIVINDICACIONES
Como hemos mencionado, el proyecto de transmisión de video en tercera dimensión es un invento revolucionario que nunca antes se ha presentado por ningún medio de comunicación o empresa de tecnología y por esto, quiero dejar constancia que es de mi exclusiva propiedad lo que se menciona en las siguientes cláusulas:
1) Cámara o Dispositivo de captación de imágenes que utiliza dos lentes para efecto estereoscópico que genere una señal de video para cada ojo y en donde cada lente se separa en una distancia promedio entre las pupilas del ojo humano.
2) Receptor decodificador dual que permite procesar dos señales simultaneas y que recibe dos canales de video para efectos estereoscópicos.
3) Visor o dispositivo electrónico decodificador estereoscópico con receptores duales para cada canal izquierdo y derecho de visión mediante pantallas de cristal liquido o pixeles activos con aumento y que se conecta al receptor decodificador.
4) Captura, transmisión, recepción y decodificación de imágenes en tercera dimensión mediante el uso de esta técnica y los dispositivos mencionados anteriormente.
5) Transformación en las cámaras monoscópicas a estereoscópicas y en los receptores electrónicos monoscópicos a estereoscópicos cuya finalidad sea la de apreciar el efecto de profundidad o de tercera dimensión de imágenes video transmitidas por cualquiera de los medios de comunicación y transmisión de imágenes de video en tiempo real o retransmisión.
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