APARATO Y PROCEDIMIENTO DE PROCESAMIENTO DE IMAGENES ESTEREOSCOPICAS.

Unidad (100) de procesamiento de imágenes para generar, basándose en varias imágenes (IR,

I, IL) de entrada, una primera imagen (IL) de salida y una segunda imagen (IR) de salida que van a visualizarse en un dispositivo (306) de visualización estereoscópico dando como resultado:

- una imagen estereoscópica percibida en el caso de un primer observador (302) que percibe la primera imagen (IL) de salida y la segunda imagen (IR) de salida sustancialmente separadas en el ojo izquierdo y el derecho; y

- una imagen monoscópica percibida sustancialmente sin efectos fantasma en el caso de un segundo observador (304) que percibe la primera imagen (IL) de salida y la segunda imagen (IR) de salida sustancialmente ambas en los dos ojos, caracterizada porque comprende:

- un calculador (102) de desfase diseñado para calcular una imagen (delta I) desfasada basándose en una primera de las imágenes de entrada;

- una unidad (104) de suma diseñada para calcular la primera imagen (I*L) de salida sumando la imagen (delta I) desfasada a una segunda de las imágenes (I) de entrada; y

- una unidad (106) de resta diseñada para calcular la segunda imagen (I*R) de salida restando la imagen (delta I) desfasada de la segunda de las imágenes (I) de entrada

Aparato y procedimiento de procesamiento de imágenes estereoscópicas.

La invención se refiere a una unidad de procesamiento de imágenes para generar, basándose en varias imágenes de entrada, una primera imagen de salida y una segunda imagen de salida, que van a visualizarse en un dispositivo de visualización estereoscópico dando como resultado:

- una imagen estereoscópica percibida en el caso de un primer observador que percibe la primera imagen de salida y la segunda imagen de salida sustancialmente separadas en el ojo izquierdo y el derecho; y

- una imagen monoscópica percibida sustancialmente sin efectos fantasma en el caso de un segundo observador que percibe la primera imagen de salida y la segunda imagen de salida sustancialmente ambas en los dos ojos.

La invención se refiere además a un procedimiento de generación, basándose en varias imágenes de entrada, de una primera imagen de salida y una segunda imagen de salida, que van a visualizarse en un dispositivo de visualización estereoscópico dando como resultado:

- una imagen estereoscópica percibida en el caso de un primer observador que percibe la primera imagen de salida y la segunda imagen de salida sustancialmente separadas en el ojo izquierdo y el derecho; y

- una imagen monoscópica percibida sustancialmente sin efectos fantasma en el caso de un segundo observador que percibe la primera imagen de salida y la segunda imagen de salida sustancialmente ambas en los dos ojos.

La invención se refiere además a un aparato de visualización de imágenes que comprende:

- una unidad de procesamiento de imágenes para generar, basándose en varias imágenes de entrada, una primera imagen de salida y una segunda imagen de salida, que van a visualizarse en un dispositivo de visualización estereoscópico dando como resultado:

- una imagen estereoscópica percibida en el caso de un primer observador que percibe la primera imagen de salida y la segunda imagen de salida sustancialmente separadas en el ojo izquierdo y el derecho; y

- una imagen monoscópica percibida sustancialmente sin efectos fantasma en el caso de un segundo observador que percibe la primera imagen de salida y la segunda imagen de salida sustancialmente ambas en los dos ojos; y

- el dispositivo de visualización estereoscópico.

Un ejemplo de la unidad de procesamiento de imágenes del tipo descrito en el párrafo inicial se conoce del artículo "Just enough reality: Comfortable 3-D viewing via microstereopsis", en IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, vol. 10, n.º 3, págs. 387-396, 2000.

En los sistemas estereoscópicos convencionales basados en gafas, los observadores que llevan las gafas apropiadas pueden observar imágenes estereoscópicas. Con las gafas, un observador percibe la imagen izquierda y derecha sustancialmente separadas en el ojo izquierdo y el derecho, respectivamente. Sin el efecto de filtrado de las gafas se produce un cruce. Un observador percibe una doble imagen: la imagen izquierda y la derecha se mezclan y son visibles para ambos ojos.

En el artículo citado, se aprovechan los límites inferiores de la separación interocular, es decir la microestereopsis, demostrando que disparidades inesperadamente pequeñas estimulan la sensación de profundidad agradable y exacta. Se afirma que tal 3D "leve" deja la percepción de presencia de profundidad inalterada. También podría dar como resultado una comodidad de visión mejorada durante la visión en 3D prolongada. En las circunstancias descritas, el cruce se percibe como profundidad de foco, más que como efecto fantasma. En otras palabras, en el caso de una línea de base pequeña entre las cámaras, el cruce se percibe como efecto borroso más que como duplicación: un observador sin gafas ve una imagen monoscópica borrosa, con una calidad aceptable. Regulando la línea de base entre las cámaras, puede obtenerse un equilibrio entre la calidad de imagen monoscópica y la cantidad del efecto 3D. Cuando se reduce la línea de base entre las cámaras, el efecto de profundidad para los observadores que llevan gafas disminuye. Ya no son posibles efectos 3D extremos. Por otra parte, disminuyen los artefactos producidos por el cruce para los observadores que no llevan gafas. Sin embargo, es una desventaja que, incluso en el caso de una línea de base relativamente pequeña entre las cámaras, la imagen monoscópica muestra estos artefactos.

Es un primer objetivo de la invención proporcionar una unidad de procesamiento de imágenes del tipo descrito en el párrafo inicial con una calidad de imagen monoscópica relativamente alta.

Es un segundo objetivo de la invención proporcionar un procedimiento del tipo descrito en el párrafo inicial que dé como resultado una calidad de imagen monoscópica relativamente alta.

Es un tercer objetivo de la invención proporcionar un aparato de visualización de imágenes del tipo descrito en el párrafo inicial con una calidad de imagen monoscópica relativamente alta.

El primer objetivo de la invención se logra porque la unidad de procesamiento de imágenes comprende:

- un calculador de desfase diseñado para calcular una imagen desfasada basándose en una primera de las imágenes de entrada;

- una unidad de suma diseñada para calcular la primera imagen de salida sumando la imagen desfasada a una segunda de las imágenes de entrada; y

- una unidad de resta diseñada para calcular la segunda imagen de salida restando la imagen desfasada de la segunda de las imágenes de entrada.

Para facilitar la explicación, se introducen tres cámaras colocadas de manera precisa en línea que proporcionan las imágenes de entrada a la unidad de procesamiento de imágenes. Véase la figura 1A. La cámara central proporciona la imagen I de entrada monoscópica: cuando se visualiza en un dispositivo de visualización convencional, un observador observa una imagen monoscópica. La cámara izquierda y la derecha proporcionan las imágenes I_L e I_R de entrada: cuando se visualizan juntas en un dispositivo de visualización estereoscópico, el observador observa una imagen estereoscópica.

La unidad de procesamiento de imágenes recibe al menos una de las imágenes de entrada. El procesamiento de la/las imagen/imágenes da como resultado una primera imagen I^*_L de salida y una segunda imagen I^*_R de salida. Cuando estas dos imágenes de salida se visualizan en un dispositivo de visualización estereoscópico apropiado, puede observarse una imagen estereoscópica y una monoscópica. Esto depende de si un observador lleva gafas o no:

- en el caso de que un observador use gafas, se observa una imagen estereoscópica. Esto significa: I^*_L approx I_L e I^*_R approx I_R

- en el caso de que un observador no use gafas, se observa una imagen monoscópica. Esto significa: I^* approx I, siendo I^* la imagen de salida monoscópica observada. La unidad de procesamiento de imágenes procesa las imágenes de entrada para producir una primera imagen I^*_L de salida y una segunda imagen I^*_R de salida que son iguales a la imagen I de entrada monoscópica más o menos alguna imagen ?I desfasada. En las ecuaciones:

(1)I^*_L = I + ?I

(2)I^*_R = I - ?I

Separando la primera imagen I^*_L de salida y la segunda imagen I^*_R de salida por medio de un dispositivo de visualización estereoscópico en combinación con gafas apropiadas, un observador ve una imagen estereoscópica. Este observador puede hacer una distinción entre las dos imágenes de salida dando como resultado un efecto 3D: una imagen estereoscópica. Un observador sin gafas mezcla las dos imágenes de salida. Este observador no puede hacer una distinción entre las dos imágenes de salida. Este observador ve una imagen monoscópica que respecto a la percepción es sustancialmente igual a la imagen I de entrada monoscópica.

(3)I^* = I^*_R + I^*_L = I + ?I + I - ?I = 2I

La ventaja de...

1. Unidad (100) de procesamiento de imágenes para generar, basándose en varias imágenes (I_R, I, I_L) de entrada, una primera imagen (I^*_L) de salida y una segunda imagen (I^*_R) de salida que van a visualizarse en un dispositivo (306) de visualización estereoscópico dando como resultado:

- una imagen estereoscópica percibida en el caso de un primer observador (302) que percibe la primera imagen (I^*_L) de salida y la segunda imagen (I^*_R) de salida sustancialmente separadas en el ojo izquierdo y el derecho; y

- una imagen monoscópica percibida sustancialmente sin efectos fantasma en el caso de un segundo observador (304) que percibe la primera imagen (I^*_L) de salida y la segunda imagen (I^*_R) de salida sustancialmente ambas en los dos ojos, caracterizada porque comprende:

- un calculador (102) de desfase diseñado para calcular una imagen (?I) desfasada basándose en una primera de las imágenes de entrada;

- una unidad (104) de suma diseñada para calcular la primera imagen (I^*_L) de salida sumando la imagen (?I) desfasada a una segunda de las imágenes (I) de entrada; y

- una unidad (106) de resta diseñada para calcular la segunda imagen (I^*_R) de salida restando la imagen (?I) desfasada de la segunda de las imágenes (I) de entrada.

2. Unidad (100) de procesamiento de imágenes según la reivindicación 1, caracterizada porque el calculador (102) de desfase está diseñado para calcular la imagen (?I) desfasada restando una tercera de las imágenes (I_R) de entrada de la primera de las imágenes (I_L) de entrada y dividiendo entre una constante sustancialmente igual a dos.

3. Unidad (101) de procesamiento de imágenes según la reivindicación 1, caracterizada porque el calculador (102) de desfase está diseñado para calcular la imagen (?I) desfasada restando la segunda de las imágenes (I) de entrada de la primera de las imágenes (I_L) de entrada.

4. Unidad (103) de procesamiento de imágenes según la reivindicación 1, caracterizada porque el calculador (102) de desfase está diseñado para calcular la imagen (?I) desfasada diferenciando la primera de las imágenes (I) de entrada.

5. Unidad (105) de procesamiento de imágenes según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende además una unidad (202) de representación diseñada para representar las imágenes de entrada basándose en una imagen (I) capturada y un mapa (D) de profundidad.

6. Unidad (105) de procesamiento de imágenes según la reivindicación 5, caracterizada porque el mapa (D) de profundidad se proporciona por una cámara (216) de profundidad.

7. Unidad (107) de procesamiento de imágenes según la reivindicación 5, caracterizada porque comprende además una unidad (204) de estimación de profundidad diseñada para generar el mapa (D) de profundidad basándose en la imagen (I) capturada.

8. Procedimiento de generación, basándose en varias imágenes (I_R, I, I_L) de entrada, de una primera imagen (I^*_L) de salida y una segunda imagen (I^*_R) de salida que van a visualizarse en un dispositivo (306) de visualización estereoscópico dando como resultado:

- una imagen estereoscópica percibida en el caso de un primer observador (302) que percibe la primera imagen (I^*_L) de salida y la segunda imagen (I^*_R) de salida sustancialmente separadas en el ojo izquierdo y el derecho; y

- una imagen monoscópica percibida sustancialmente sin efectos fantasma en el caso de un segundo observador (304) que percibe la primera imagen (I^*_L) de salida y la segunda imagen (I^*_R) de salida sustancialmente ambas en los dos ojos, caracterizado porque comprende las etapas de:

- calcular una imagen (?I) desfasada basándose en una primera de las imágenes de entrada;

- calcular la primera imagen (I^*_L) de salida sumando la imagen (?I) desfasada a una segunda de las imágenes (I) de entrada; y

- calcular la segunda imagen (I^*_R) de salida restando la imagen (?I) desfasada de la segunda de las imágenes (I) de entrada.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque la imagen (?I) desfasada se calcula restando la segunda de las imágenes (I) de entrada de la primera de las imágenes (I_L) de entrada.

10. Aparato (300) de visualización de imágenes que comprende:

- una unidad (100) de procesamiento de imágenes según la reivindicación 1.