專利名稱：用于3d影像內(nèi)容的再現(xiàn)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于3D影像內(nèi)容的再現(xiàn)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
此類方法和系統(tǒng)通常是眾所周知的。在大眾市場中，用于3D影像內(nèi)容的的呈現(xiàn)的基礎(chǔ)是最新的平面監(jiān)視器屏幕技術(shù)，其現(xiàn)今是由幾乎所有的電視接收器廠商提供的。同時(shí)，3D電影在大型電影制作者的影棚之中日益蓬勃地產(chǎn)出。游戲工業(yè)對于3D技術(shù)也著墨甚深，以便增加游戲體驗(yàn)的真實(shí)感受。最新的平面監(jiān)視器屏幕容許高空間影像分辨率(例如在每完整圖像的1 080行下每行1920個(gè)像素)以及高達(dá)200 Hz影像頻率的高時(shí)間影像分辨率。特別是就空間影像分辨率而言，不久的將來其甚至期待更高的分辨率。三星公司在IFA 2009曾展示4k顯示器的樣機(jī)。影像頻率也將日益提高。400 Hz是正在研議中的主題。對于3D影像內(nèi)容的呈現(xiàn)，目前盛行的是立體種類的顯示器。其立體感受的產(chǎn)生是通過向左眼和右眼呈現(xiàn)同一景象的兩個(gè)不同影像。被動(dòng)式系統(tǒng)利用監(jiān)視器屏幕的高空間分辨率以同時(shí)地顯示該兩個(gè)影像。其使用被動(dòng)式極化偏光鏡(polarization filter)進(jìn)行同時(shí)地顯示的立體影像的分離,該極化偏光鏡被置于監(jiān)視器屏幕的前方。替換地，應(yīng)用主動(dòng)式系統(tǒng)以將左影像和右影像在時(shí)序上交替地呈現(xiàn)于監(jiān)視器屏幕上。與影像頻率同步的快門眼鏡(shutter glasses)分離左眼和右眼的影像。與已知的左影像和右影像的顯示形式無關(guān)，觀賞者基本上僅看見景象的一個(gè)透視圖，即與觀賞者觀看監(jiān)視器屏幕的視角無關(guān)。對于觀賞者而言，透視圖的改變不再可能，同時(shí)對于多個(gè)觀賞者同時(shí)呈現(xiàn)不同的透視圖亦然。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將要解決的技術(shù)問題是提供一種用于3D影像內(nèi)容的再現(xiàn)的方法和系統(tǒng)，其向觀賞者提供透視圖的更大的選擇性。就方法而言，由專利權(quán)利要求I或同等權(quán)利要求6的特征來解決該技術(shù)問題。由從屬權(quán)利要求2至5得出依據(jù)本發(fā)明的方法的有利實(shí)施例和發(fā)展。就再現(xiàn)系統(tǒng)而言，從同等專利權(quán)利要求7的特征得出該技術(shù)問題的解決方案。由從屬權(quán)利要求8至11得出依據(jù)本發(fā)明的再現(xiàn)系統(tǒng)的有利實(shí)施例和發(fā)展。


在下文中，借助于附圖來更詳細(xì)地描述本發(fā)明。唯一的圖示出了用于依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的狀態(tài)來記錄3D影像內(nèi)容以及用于依據(jù)本發(fā)明的3D影像內(nèi)容的再現(xiàn)的系統(tǒng)的示意性系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
顯示于圖I中左半部的系統(tǒng)100是用于從三個(gè)各自均為單像式位置的視角記錄物體I的影像。因此，系統(tǒng)100包含三個(gè)攝影機(jī)101、102和103，其中主攝影機(jī)101面朝物體I的中央，而左側(cè)和右側(cè)攝影機(jī)102、103則側(cè)向地面朝物體I。中央主攝影機(jī)101的視頻信號(其也適用于向下兼容的單像式顯示器)被編碼成主信號(單一的)并經(jīng)由適當(dāng)?shù)膫鬏斁W(wǎng)絡(luò)200 (例如，廣播或多播網(wǎng)絡(luò))被傳送至再現(xiàn)單元300。在傳輸之前，自左側(cè)和右側(cè)的相鄰攝影機(jī)102、103的視頻信號產(chǎn)生相對于中央主攝影機(jī)101的主信號的左和右差異信號。所產(chǎn)生的差異信號被編碼并經(jīng)由上述傳輸網(wǎng)絡(luò)200被傳送至再現(xiàn)單元300。再現(xiàn)單元300包含處理單元301，其針對監(jiān)視器屏幕304上的顯示，根據(jù)從所接收到的主信號和兩個(gè)接收到的差異信號計(jì)算物體I的兩個(gè)立體影像的影像信號302、303。其可以顯示于任何主動(dòng)式或被動(dòng)式3D監(jiān)視器屏幕系統(tǒng)。用對應(yīng)于監(jiān)視器屏幕304的中軸中的假想觀賞者400的視角的影像觀測點(diǎn)來計(jì)算該立體影像。例如，在監(jiān)視器屏幕304的觀賞者400觸動(dòng)其遙控器305上的右/左箭頭按鍵的情形下，則其將觀看位置的改變以信號通知給處理單元301。自攝影機(jī)101、102、和103的三個(gè)可取用影像，處理單元301針對被告知的新觀看位置來計(jì)算適當(dāng)?shù)牧Ⅲw影像，從而改·變影像觀測點(diǎn)。據(jù)此，在監(jiān)視器屏幕304上，立體影像被呈現(xiàn)給具有對應(yīng)于其所選定的觀看位置的觀測點(diǎn)的觀賞者400，借此向觀賞者提供更大的觀測點(diǎn)選擇性。在觀賞者400的視角離開處理單元301使用攝影機(jī)101、102、和103的三個(gè)可取用影像計(jì)算出的范圍的情形下，依據(jù)本發(fā)明的發(fā)展，則可以由處理單元301例如經(jīng)由因特網(wǎng)連接500而〃隨選式〃地以及個(gè)別地?cái)X取針對此用途所必需的另外的攝影機(jī)位置。出于此目的，在系統(tǒng)100處提供額外的攝影機(jī)104、105以便進(jìn)一步記錄物體的側(cè)向記錄觀測點(diǎn)。攝影機(jī)104、105的額外〃隨選式〃視頻信號被以與主信號和差異信號相同的方式編碼，并經(jīng)由例如傳輸網(wǎng)絡(luò)200加以傳送。然而，該額外的〃隨選式〃視頻信號的其它形式的傳輸是可能的，例如經(jīng)由因特網(wǎng)500。以信號通知觀看位置的改變的另一可能性是使用頭部追蹤器(headtracker) 306，其確定監(jiān)視器屏幕304前方的觀賞者400的頭部轉(zhuǎn)向和頭部位置。一般而言，觀賞者坐在電視或游戲主機(jī)的監(jiān)視器屏幕304前方，或多或少地欠缺機(jī)動(dòng)性，從而使得可能視角的扇形區(qū)域相當(dāng)?shù)匦?。相反地，若觀賞者可以假設(shè)在大上許多的扇形區(qū)域內(nèi)的任何位置，例如通過在監(jiān)視器屏幕304的前方移動(dòng)，則完全不同的感受方式成為可能。借助于頭部追蹤器306捕捉到的當(dāng)前視角以頭部追蹤器信號的形式發(fā)出信號通知處理單元301。依據(jù)該頭部追蹤器信號，處理單元301根據(jù)可取用的攝影機(jī)位置計(jì)算再現(xiàn)于監(jiān)視器屏幕304上的兩個(gè)立體影像的適當(dāng)觀測點(diǎn)。以此種方式，觀賞者400可以虛擬式地在顯示于監(jiān)視器屏幕304上的景象周圍移動(dòng)。該頭部追蹤器306可以被布置于觀賞者400的頭部處或是可以被安裝于觀賞者400所使用的(快門)眼鏡中。另或者，觀賞者400的頭部位置可以使用攝影機(jī)捕捉，例如，該攝影機(jī)被布置于監(jiān)視器304處且面朝觀賞者400。針對同時(shí)呈現(xiàn)多個(gè)觀賞者的不同觀看位置，其需要具有與增大的完整影像頻率同步的眼鏡的主動(dòng)式快門系統(tǒng)。在同一時(shí)間上，主動(dòng)式快門系統(tǒng)提供完整HDTV空間分辨率的優(yōu)點(diǎn)。最新的平面屏幕監(jiān)視器可以如同開始所述地顯示高達(dá)每秒200個(gè)影像。如眾所周知的，由于50 Hz的完整影像頻率對于流暢的無閃爍感知已然足夠，所以使用200 Hz監(jiān)視器屏幕至少可以顯示兩個(gè)獨(dú)立的觀看位置。在影像同時(shí)適用于一個(gè)觀賞者的眼以及另一觀賞者的眼的情形下，可以同時(shí)顯示的觀看位置的數(shù)目將隨之增加。借助于結(jié)合影像的被動(dòng)式(空間上)和主動(dòng)式(時(shí)間上)分離，其有可能達(dá)成獨(dú)立觀看位置的數(shù)目的另一種增加方式，然而此將伴隨空間分辨率的降低。·
權(quán)利要求
1.用于3D影像內(nèi)容的再現(xiàn)的方法，其中，相同景象的立體影像被呈現(xiàn)給觀賞者(400)的左眼和右眼，其特征在于根據(jù)記錄攝影機(jī)(101、102、103)的影像信號來計(jì)算所述兩個(gè)立體影像，所述記錄攝影機(jī)(101、102、103)自不同單像式位置的觀測點(diǎn)記錄將被再現(xiàn)的物體(1的影像，其中以對應(yīng)于位于監(jiān)視器屏幕(304)的中軸中的假想觀賞者(400)的視角的影像觀測點(diǎn)來計(jì)算出該立體影像，以及其中實(shí)際觀看位置相對于該中軸的改變被以信號通知處理單元(301)，該處理單元(301)從而以改變的影像觀測點(diǎn)計(jì)算所述兩個(gè)立體影像。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于根據(jù)中央記錄攝影機(jī)(101)以及至少兩個(gè)左側(cè)和右側(cè)相鄰攝影機(jī)(102、103)的兩個(gè)影像信號來計(jì)算所述兩個(gè)立體影像。
3.依據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于來自額外側(cè)向記錄觀測點(diǎn)的物體(I)的影像是經(jīng)由因特網(wǎng)連接(500)予以擷取，并且其被用于所述立體影像的額外影像觀測點(diǎn)的計(jì)算。
4.依據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于該實(shí)際觀看位置相對于該中軸的改變被借助于遙控器(305)以信號通知給該處理單元(301)。
5.依據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于該觀賞者的頭部轉(zhuǎn)向和頭部位置是由頭部追蹤器信號所確定并且以信號通知給該處理單元(301)，其依據(jù)該頭部追蹤器信號來計(jì)算來自可取用的攝影機(jī)位置的對應(yīng)于實(shí)際頭部姿勢的立體影像的觀測點(diǎn)。
6.用于3D影像內(nèi)容的再現(xiàn)的方法，其中，相同景象的立體影像被呈現(xiàn)給觀賞者(400)的左眼和右眼，其特征在于在具有200 Hz的增大完整影像頻率的平面屏幕監(jiān)視器(304)上，將來自不同記錄觀測點(diǎn)的至少兩個(gè)立體影像以時(shí)序交替的方式顯示，其是通過與該增大完整影像頻率同步的快門眼鏡來觀看。
7.用于3D影像內(nèi)容的再現(xiàn)的系統(tǒng)，其中，相同景象的立體影像被呈現(xiàn)給觀賞者(400)的左眼和右眼，其特征在于處理單元(301)，其用于根據(jù)記錄攝影機(jī)(101、102、103)的影像信號來計(jì)算所述兩個(gè)立體影像，所述記錄攝影機(jī)(101、102、103)自不同觀測點(diǎn)記錄將被再現(xiàn)的物體(1)的影像，其中，通過該處理單元(301)，用對應(yīng)于位于監(jiān)視器屏幕(304)的中軸中的假想觀賞者(400)的視角的影像觀測點(diǎn)來計(jì)算所述立體影像，并且進(jìn)一步地在于用于將實(shí)際觀測點(diǎn)相對于該中軸的改變以信號通知給處理單元(301)的裝置(305;306)，該處理單元(301)從而以改變的影像觀測點(diǎn)來計(jì)算所述兩個(gè)立體影像。
8.依據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于該處理單元(301)根據(jù)中央記錄攝影機(jī)(101)以及至少兩個(gè)左側(cè)和右側(cè)相鄰攝影機(jī)(102、103)的影像信號來計(jì)算兩個(gè)的立體影像。
9.依據(jù)權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其特征在于針對所述立體影像的額外影像觀測點(diǎn)的計(jì)算，該處理單元(301)使用來自額外側(cè)向記錄觀測點(diǎn)的物體(1)的影像。
10.依據(jù)權(quán)利要求7至9中的一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于遙控器(305)，其用于將該實(shí)際觀看位置相對于該中軸的改變以信號通知給處理單元(301)。
11.依據(jù)權(quán)利要求7至9中的一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于頭步追蹤器(306)，其用于將該觀賞者的頭部轉(zhuǎn)向和頭部位置以信號通知給該處理單元(301)，其依據(jù)該頭部追蹤器信號來計(jì)算來自可取用的攝影機(jī)位置的對應(yīng)于實(shí)際頭部姿勢的立體影像的觀測點(diǎn)。
全文摘要
為了在3D影像內(nèi)容的再現(xiàn)期間容許觀賞者的觀測點(diǎn)能有更大的選擇性，其提出根據(jù)記錄攝影機(jī)(101、102、103)的影像信號來計(jì)算兩個(gè)立體影像，所述記錄攝影機(jī)(101、102、103)從不同單像式位置的觀測點(diǎn)記錄將被再現(xiàn)的物體(1)的影像。所述立體圖像是用圖像觀測點(diǎn)來計(jì)算的，其對應(yīng)于位于監(jiān)視器屏幕(304)的中軸的假想觀賞者(400)的視角。實(shí)際觀看位置相對于該中軸的改變被以信號通知給處理單元(301)，該處理單元(301)從而以改變的影像觀測點(diǎn)計(jì)算所述兩個(gè)立體影像。
文檔編號H04N13/00GK102893611SQ201180011780
公開日2013年1月23日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月1日
發(fā)明者K.伊爾格納-費(fèi)恩斯 申請人:無線電廣播技術(shù)研究所有限公司