用于传输和接收关于观看空间的立体信息的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电视工程，即，立体电视(3D TV)，并且本发明可用作以下技术愿景：用 于移动对象的精确动态控制系统、用于在广播3D TV、Web、以及文化、科学技术的不同分支 中的广泛使用，其中，关于观看对象空间的空间维度以及存在于其中的对象的信息是必需 的。
【背景技术】
[0002] 频闪方法是已知的，该方法用来基于以下函数关系通过测量立体对帧中的相邻点 的图像上的相邻点的线性视差来进行距离修正：
[0003] L = f(F；b； Δ1) (1)
[0004] 其中，
[0005] L是与观看点的距离；
[0006] F是立体系统透镜的焦距；
[0007] b是立体系统基底(base);
[0008] Δ 1是立体对帧中的观看点的相邻图像之间的线性视差。
[0009] 用于类比，"Method for automated measurement of external medium coordinates for composing its 3D model in 3D TV system of technical vision"
[1]。该方法被设计为用在包括技术愿景系统的人机复合体中，该技术愿景系统由连接至PC 的TV立体块、用于图像可视化的显示器、以及光标导向设备组成。通过光标将观看场景的测 量点标记在显示器上，并且自动使用PC软件以及显示器上的可视化来计算该测量点的三维 空间坐标。该方法的缺点如下：为了传输立体对帧，视频流加倍;测量场景的静态目标点的 坐标;并且操作者必须干涉一组对象点的选择和测量，用于计算其几何模型。
[0010] 对于原型，使用了利用所谓的2D+Z格式的方法"'Digital 3D TV"，Tele-Sputik， 2010·6[2]。
[0011] 通过将任意普通(2D)图像与关于照相机与每个像素的距离(Ζ坐标)的信息相关联 而执行3D广播的工程化实现方式。图像的这种呈现被称为"2D+Z格式"，并且Ζ坐标平面被称 为"深度原稿（depth manuscript)"。这使得随着数据流传输的立体视频增加正好25 %-30%。该原稿呈现为单色图像，其中，通过灰度等级表示照相机与对象点的距离。在这种情 况下，对于原稿计算，使用用于分析视频记录的两个信道之间的差异的算法。通过两个图像 电路将复合分辨率信道以及与后者同步的单色深度原稿Z图像的视频流传输至接收侧。
[0012] 对于3D图像重构，应计算一系列帧。通过关于深度原稿进行初始图像的插值来恢 复立体图像。获得的一系列帧模仿3D视频，并且随后展示在任意立体显示器上。
[0013] 该方法的主要缺点包括:必须应用复杂算法，该复杂算法需要对帧图像的分析以 及提高系统惰性的高计算强度。通常，这种方法可适用于仅接收主观立体图像的视觉表示。 在这种技术中，目标空间（objective space，客观空间）的实时自动测量实质上是不真实 的。将这种方法应用于导航和车辆控制系统(包括在各种媒介以及实时操作的过程中的远 程和自动控制)是相当有问题的。
[0014] 为了确定目标空间图像，其测量应伴随有对立体对帧中的所有或大部分目标点图 像的计算。在通过立体对图像重构对象的已知方法中，当通过航空摄影拍摄到的立体图像 在立体压缩机上进行处理时，由操作者花费很多时间来确定每个测量点，并且该每个测量 点仅可应用于静态图像，例如，在地图中。
[0015] 对于该过程的自动化，已提出许多算法[3,4]。然而，该问题极其困难，并且明显 地，远远不能得到解决:对立体对的分析意味计算机存储器对世界的相当广泛认知的存在、 而对立体对的解码的缺乏通常是不可能的。[5]
【发明内容】
[0016] 本方法旨在基于现有的TV技术来创建TV立体系统，在独立于目标空间的不变的参 考系中，通过图像电路传输的具有最小必需且足够数据量的其实时自动测量被用在精确控 制系统中，并且用于在扩展的舒适观看区域中播放3D图像。本方法基于关系（1)，其中，所有 值都是常数，除了可以以下形式呈现的线性视差值：
[0017] L=KA1，
[0018] 其中，K是具体立体系统的仪器传递函数。
[0019] 根据3D校准场景在测量台上测量用于系统的K，并且K是导致传输立体TV摄像机的 所有现有设计特征的常数值。
[0020] 测量单元中的线性视差成为显示和测量3D观看目标空间的主要任务，该单元与用 在系统中的度量相配。
[0021] 通过以下实现目标：由于为了执行本发明的原因，通过具有对称居中空间结构的 摄像机位置的同步多角度立体TV系统来执行立体TV拍摄，摄像机透镜的轴线彼此平行且位 于相同平面中；根据来自目标空间中的各点图像的信号与来自侧面水平信号中的各点图像 的和目标空间中的各点图像的信号共辄的信号之间的直接时间视差的测量、以及水平比较 结构中的水平扫描速度来形成深度原稿;及时记录来自目标空间的同步观看线的视频信号 并利用由立体系统的线同步信号设置的原点将视频信号合成在集成参考时间帧中；共辄信 号通过它们在水平视频信号的比较结构中的配置与摄像机位置的空间结构的相似度、以及 在角度摄像机中的共辄信号水平与中央摄像机中的信号的等同性来识别;将全分辨率视频 信号进一步传输至图像电路，并且经由接收器将与合成分辨率视频信号同步的深度原稿信 号传输至计算块，计算块通过将来自中央摄像机的信号偏移合成立体帧的对应时间视差来 提供水平角度视频信号的重构、并且通过逐帧分析提供3D图像的多角度立体表现-通过计 算包含的控制系统的信息支撑所需的对象的坐标和动态特征对目标空间的3D图像的合 成。〇
【附图说明】
[0022] 图1说明：
[0023] 1.线同步信号，限定用于时间距离及时间间隔-视差的测量的共同参考；
[0024] 2.经由图像电路传输的信号；
[0025] 3.计算块；
[0026] 4 ·立体显示器；
[0027] A和B是不同目标区域中的目标点;b是通用立体照相机基底；
[0028] 〇 JI; Ο U; Ο π是立体照相机透镜的中心点；
[0029] △'11;厶'1；4'：1;8、;8'1； ;8'：1是视频度量上的目标点的图像；
[0030] ΔΒ'π== ΔΒ'Π是关于B'u点对称的线性视差；
[0031] to是用于时间距离以及由线同步信号设置的间隔的共同参考点；
[0032]
是以水平扫描速度测量的从线同步信号到来自左侧摄像机、中央摄像 机、以及右侧摄像机的目标点B图像的信号的时间距离；
[0033]
是以水平扫描速度测量的用于目标点B图像的时间视差；
[0034]
是来自左侧摄像机、中央摄像机、以及右侧摄像机的目标点的B'图 像的信号的水平。
【具体实施方式】
[0035]以2D格式传输观看目标空间的二维图像的TV方法广泛应用于广播和工业目的。以 3D格式传输三维图像似乎相当非常规，并且