Устройство формирования сигнала объемного изображения

% (1 0413/00 А ЭОБРЕТЕНИ ВТОРСКОМ ЕДЬСТВУ 21) 4424208/ 22) 13.05.88 46) 30.10 91 Ьюл, й 40 ский электротехн вязи им. проф. М кии инститБруевича(088.8) ФРГ М 3229 /60, 1984,л СИГНАЛ телеви СТВОЗОБРАтение РМИ НИЯ(54) УСТРОД ОБЪЕМНОГО И (57) ИзоЬредению и мож щательных и зионных сис ного изобра т Ьыт ва о ве- вин т рик емализ м по и ученияаемой це о глубине переда изоЬретения - по мирования сигнал ормаци Цел ости Фше об то но ирования иство зображе 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР сигнала объем ого изображения содержит первую и вторую передающие телевизионные камеры 1, 2 (ПТК), аналогоцифровой преобразователь 3 (АЦП), первый запоминающий блок 4 на строку(ЗЬ синхрогенератор 5, счетчик 6столбцов, делитель 7 на два, первыйи второй Фильтры 8, 9 высокой частоты (ФВЧ), второй запоминающий блок10 на строку (ЗБ), первый Формирователь 11 импульсов, второй формирователь 1 импульсов (ФИ), регистр 13,сумматор 1 ч, первый Формирователь 15адреса =аписи, первый запоминающийблок 16 координат, формирователи 17адреса считывания, блок 18 сравнения,второй формирователь 19 адреса записи, второй запоминающий блок 20координат. При синхронном сканировании изображений стереопары на выходах первой и второй ПТК 1, 2 Формируются сигналы левой и правой стерео16881199 пары, которые преобразуются в цифровую форму и запоминаются, запомненная Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в вещательных и прикладных стереотеле 10 визионных системах для анализа объемного иэображения путем получения информации о глубине передаваемой сцены.Цель изобретения - повышение точ 15 ности формирования сигнала объемного изображения.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2-ч - временные диаграммы,20 поясняющие работу устройства.Устройство содержит первую телевизионную камеру 1, вторую телевизионную камеру 2, АЦП 3, первый ЗБ25 на строку , синхрогенератор 5, счетчик 6 столбцов, пелитель 1 на 2, первый ФВЧ 8, второй ФВЧ 9. второй ЗБ 10, первый формирователь 11 импульсов второй формирователь 12 имФ30 пульсов, регистр 13, сумматор 11, первый формирователь 15 адреса записи, первый запоминающий блок 16 координат, Формирователь 17 адреса считыва - ния, блок 18 сравнения второй Формирователь 19 адреса записи, второй ЗБ 20 координат.Работа устройства происходит следующим образом. 40В процессе синхронного сканирования изображений стереопары, формируемых на мишенях передающих телевизионных трубок первой и второй передающих телевизионных камер, выделяются45информативные элементы обоих изображений (контрастные перепады яркости),Затем происходит идентификация информативных элементов, т.е. нахождение одинаковых перепадов, соответствующих одним и тем же элементам50текстуры обоих изображений, Следующим этапом является нахождение параллакса информативных элементов,т.е. нахождение относительного смещения одноименных элементов текстуры внаправлении оси Х, вызванного различным удалением предметов передаваемойсцены от телевизионных камер. информация считывается и сравниваетс. 1 ил. В результате на первом выходе устройства будет присутствовать цифровой видеосигнал от первой телевизионной передающей камеры, а на втором выходе устройства - цифровой сигнал, соответствующий параллаксу информативных элементов правого изображения стереопары. Полученные сигналы могут быть переданы в цифровой или аналоговой форме по каналу связи. При этом на приемном конце может быть синтезировано полноценное объемное изоб" ражение, в котором линейному экранному параллаксу Р соответствует кажущаяся дальность предмета О, опре" деляющаяся выражением где о - стереоскопический базис съемки, равный расстоянию междуоптическими осями ТВ камер;1. - расстояние от наблюдателядо экрана;Р - экранный параллакс.При этом вычисление величины параллакса только для информативных элементов изображения оправдано, поскольку элементы изображения, соответствующие равномерному фону,невозможно идентифицировать. Однако эти элементы также имеют параллакс, который может быть вычислен путем интерполяции непосредственно в приемном устройстве. Этим достигается устранение избыточности сигнала пространственной глубины.При формировании стереопары ТВ камерами с параллельными оптическими осями элементы изображения будут иметь параллакс только одного знака, например положительного, что определяет возможность реализации устройства. В левом изображении стереопары могут присутствовать информативные элементы, которых нет в правом изображении, Это обусловлено разрывами непрерывности рельефа в ближней зоне из-за перекрытия одних предметов другими и означает невозможность идентификации информативных элементов. В предлагаемом устройстве указанныйОдновременно с записью координат информативных элементов производится запись изображения от первой ТВ камеры 1, преобразованного в цифровую форму по полному стандарту при помощи АЦП 3, в первый ЗБ 4 на строку, Адрес записи при этом подается на первый вход ЗБ 4, а импульсы записи - на второй вход ЗБ 4, При эгом во второй ЗБ 10 на строку записывается контурное иэображение от первой 50 55 6884эффект преодолевается путем обнаружения непарных информативных элементови интерполяции за счет повторения предыдущего отсчета.Указанныс операции выполняютсяв соответствии со структурной схемой.Вначале происходит выделение информативных элементов, для чего с помощьюФВЧ 8 и 9 выделяются высшие гармоники строчной частоты, чем достигаетсявыделение контрастных перепадов яркости в направлении оси Х, Затем припомощи Формирователей 1 и 12 импульсов выделенным сигналам придаетсяформа коротких прямоугольных импульсов с уровнем ТТЛ и длительностью,равной длительности одного элементаизображения,Затем с целью идентификации одноименных информативных элементов ихкоординаты Х записываются в одноименные ячейки первого и второго ЗБ 16и 20 координат. С этой целью импульсы с выходов формирователей 11 и 12подаются на входы первого и второгоФАЗ 15 и 19, которые представляютсобой двоичные счетчики, тактируемыеимпульсами строк, которые поданы наих вторые входы. Приходящие на ФАЗ15 и 19 импульсы изображения инкрементируют их (увеличивают состояниена 1) и ьоздействуют на входы записипервого и второго ЗБ 16 и 20 координат,Таким образом, пришедшие в разноевремя (обусловленное параллаксом) импульсы записывают свои координаты водноименные ячейки ЗБ координат. 1(одкоординаты при этом вырабатываетсясчетчиком 6 столбцов, на вход которо 40го поданы импульсы дискретизации счастотой 1=13,5 МГц. Работа счетчика6 синхронизируется импульсами строк,поданными на первый вход. Код координаты Х подается на информационныевходы ЗБ 16 и 20 координат. 59 6ТВ камеры 1, получаемое с выхода первого Формирователя 11 (фиг. 2).Период работы устройства составляет 2 строки. С приходом первого строчного синхроимпульса (фиг. 4) делительна 2 переходит в единичное состояние. При этом происходят адресация изапись в первые секции первого и второго ЗБ 16 и 20 координатС приходом второго строчного синхроимпульса делитель 7 на 2 переходит в нулевое состояние. При этом происходитадресация и запись во вторые секциипервого и второго ЗБ 16 и 20 координат, В это же время из первых секцийпервого и второго ЗБ 16 и 20 координат происходит считывание координатинформативных элементов первых строклевого и правого изображений. Считывание достигается тем, что первый ивторой ЗБ 4 и 10 на строку работаютв режиме "Считывание - МодификацияЗапись", т.е. перед тем, как в ЗБ 4и 10 записана вторая строка на выхо"дах ЗБ 4 и 10 появляется информацияоб элементах, первой строки,Эта информация с выхода второгоЗБ 10 на строку воздействует на первый вход формирователя 17 адреса считывания, инкрементируя его, на четвертые входы первого и второго ЗБ 16и 20 координат, разрешая считывание,и на второй вход регистра 13, разрешаязапись в регистр 13. При этом считанные по одноименному адресу из ЗБ16 и 20 координаты информативных элементов первых строк левого и правогоизображений поступают соответственнона инвертирующий (первый) и неинвертирующий (второй) входы сумматора 14.Вычисленная разность координат Х,численно равная параллаксу Р, записывается в регистр 13. Тамим образом,при появлении на первом выходе устройства сигнала яркости информативного элемента на выходе 2 устройствапоявляется информация о его параллаксе.Схема 18 сравнения работает следующим образом,При равном количестве информативных элементов в строках левого и правого изображений по окончании строкина выходе схемы 18 сравнения появляется сигнал н", разрешающей прохождение следующего импульса строк навход 1 делителя 7 на 2. При поступлении следующего импульса состояние вы 1688159хода делителя 7 на 2 меняется на противоположное. В случае неравенства количества информативных элементов в строках левого и правого изображений по окончании строки на выходе схемы 18 сравнения будет сигнал "0", запрещающий прохождение следующего импульса строк на вход 1 делителя 7 на 2. Состояние выхода делителя не изменяется (фиг. 4). При этом запись произ 10 водится в те же секции, в которые были записаны строки с разным количеством информативных элементов, до тех пор, пока не появляются строки с рав 5 ным количеством элементов. Считывание производится из секций, в которые до этого были записаны строки с равным количеством элементов. Таким образом достигается устранение ошибки путем повторения предыдущего отсчета20Формула изобретенияУстройство формирования сигналаобъемного изображения, содержащеепервую и вторую телевизионные (ТВ)камеры, выходы которых подключенысоответственно к входам первого ивторого фильтров высокой частоты(ФВЧ), о т л и ч а ю щ е е с я тем,цто, с целью повышения точности формирования сигнала параллакса высокотекстурных изображений, введены синх"рогенератор, первый запоминающий блокна строку, второй запоминающий блок(ЗБ) на строку, первый формировательимпульсов, второй формирователь импульсов, первый ЗБ координат, второйЗБ координат, первый формировательадреса записи, второй формирователь40адреса записи, формирователь адресасчитывания, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок сравнения,сумматор, делитель на 2, счетчикстолбцов, регистр, при этом первые45входы первой и второй ТВ камер соединены с первым выходом синхрогене1688459Выхоа втрого форюироватвиыпульсовВмхоа первого форциров атвляиыпульсовИла,юлий раз, ряд первого фюрмироватв са запи ля адр. зИмпульсы эаписи ьо ьторое ЭУ координатКып. записив первое ЛоораинатпульсчсчитыванияХ.р. форыироателл адрва оцмтыванмв двоордВВцход 11 ррогЭЗГ координатИ168 оч 59 Фиг. 32 строка Э строка оставитель В.1 ащкехред Л. Кравчук едактор И.Касарда Т Корректор Н,Ревская ира о комитета по Москва, ЖПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоро Гагарина,У Первый выход устрой ст вв Второйвыходустройства Первый формироэ тель ин- пулъсов Второйфориирователь инпульсо Выходсхецысравнени ыходедитвляна 2. Заказ 3720 ВНИИПИ Государствен 113Подписноеобретениям и открытиям при ГКНТ ССС Раушская наб., д. 1115