Устройство формирования многонаправленного изображения, использующее множество передающих изображение камер

Настоящее изобретение относится к устройству формирования мнотонаправленного изображения с использованием множества камер формирования изображения и методики формирования изображения объекта, например,на СТЗДИОНС ПОД различными УГЛЗМИ С ИСПОЛЬзованием двухмерных блоков камер, трехмерных стереоскопических камер для получения стереоскопического изображения, или стереоСКОПИЧССКИХ видеомагъштофонов ДЛЯ ЗЗПИСИ стереоскопического изображения.Например, на телестудии устанавливают множество телекамер, окружающих действующих в студии исполнителей таким образом, ЧТОбЫ ПОЛУЧЗТЬ ОДНОВрСМСННЫС СНИМКИ ИСПОЛНИтелей с помощью множества телекамер из множества направлений. Обычно в качестве телекамер используются камеры двухмерного изобраЖСНИЯ. ОДИН ИЗ ВИДСОСИГНЗЛОВ, ПОЛУЧСННЪ 1 Х ОТ множества камер, выбирают с помощью коммутатора И В КЗЧССТВС ВЫХОДНОГО сигнала ВЫВОДЯТ на вещание. Когда выбирают один из множества видеосигналов, то обнаруживаются следующие факты.Когда первой и второй камерами снимают различные объекты, реяшм, при котором в качестве выходного сигнала выбирают сигнал с первой камеры, потом заменяют на режим, при котором в качестве выходного сигнала отобран сигнал со второй камеры, т.е. производят так называемую смену картинки, то ощущается слишком заметное несоответствие, даже когда СТСПСНИ УВСЛИЧСНИЯ ИЗООРЗЖСНИЯ ДВУМЯ камерами различны.Однако ощущение несоответствия иногда возникает в следующем случае. Предположим,что первую и вторую камеры используют для съемки одного объекта под разными углами, и степень увеличения изображения (а это значение является одним из условий формирования изображения) первой камерой отличается от степени увеличения изображения второй камерой. Когда режим отбора выходного сигнала с первой камеры заменяют на режим отбора выходного сигнала со второй камеры при указанных выше условиях формирования изображения, то размер объекта на дисплее резко изменяется, несмотря на то, что углы съемки объекта первой камерой и второй камерой различны. Это приводит к ненатуральности изображения,что и заставляет зрителей почувствовать несоответствие.Поэтому режиссер телепрограммы использует особую методику. Согласно этой методике задаются одинаковые условия формирования изображения (степень увеличения) для первой и второй камер, и переключение с режима отбора выходного сигнала с первой камеры на режим отбора выходного сигнала со второй камеры производят только в указанных условиях, а затем изменяют степень увеличения изображениявторой камерой, благодаря чему для зрителей обеспечивается натуральность изображения.В частности, представим, что множество трехмерных камер для получения стереоскопического изображения используют для сьемки футбольного или бейсбольного матча, и увеличенное изображение игрока снято первой камерой, направленной в первом направлении и генерирующей выходной сигнал. Когда это изображение переключают на изображение, снятое второй камерой, установленной во втором направлении, то изображение шрока, взятое с первого направления, заменяется на дисплее на изображение, снятое со второго направления. В данном случае, когда экран дисплея переходит с изображения с первой камеры на изображение со второй Камеры, то важно, чтобы выводимое на дисплей изображение объекта, например игрока, не изменялось в размере.Когда один и тот же объект снимают под различными углами, и режим отбора выходного сигнала с первой Камеры надлежит переключить на режим отбора выходного сигнала со второй камеры, то режиссер дает инструкции по степени увеличения изображения и т.д. операторам первой и второй камер по радио или по кабельной системе. В ответ на эти инструкции каждый из операторов первой и второй камер подстраивает механизм "наезда" своей камеры, задавая такое значение степени увеличения изображения, чтобы изображения объекта, которые снимают первой и второй камерами, при выходе на дисплей имели тот же самьцй размер. В то время как размеры двух сформированных ИзображеЪШЙ остаются одинаковыми, коммутатор переключается с режима отбора выходного сигнала с первой камеры на режим отбора выходного сигнала со второй камеры.Однако в соответствии с этой методикой требуется относительно длительное время с того момента, как режиссер дает инструкции операторам камер, и до того, как условия формирования изображений, соответствующие этим инструкциям, будут заданы соответствующими операторами. Ситуация усложняется в случае щирОКОГО стадиона И Т.П., когда ДЛЯ СЪМКИ ПРИХОдится использовать вместо первой и второй камер, РЗЗМСЩЗСМЬЕХ В ДВУХ ПОЗИЦИЯХ, ЦСЛЫЙ рЯД камер, УСТЗНЗВЛИВЗСМЫХ В разных ПОЗИЦИЯХ ВОкруг поля, И когда операторы должны находиться у соответствующих камер. В этом случае,когда операторам даются инструкции, потребуется гораздо больще времени на то, чтобы соответствующая камера работала надлежащим образом.В вышеприведенном описании множество камер, которые предстоит настраивать, представляют собой камеры двухмерного изображения, управлять которыми легко. Представим ситуацию, когда используются камеры трехмерного изображения (стереоскопические камеры). В этом случае придется регулировать степеньувеличения изображения на каждой камере трехмерного изображения. Кроме того, необходимо будет одновременно регулировать угол пересечения оптических осей правой и левой камер, чтобы получать соответствующий стереоскопический эффект для выражения перспективы. В частности, ощущения расстояния до объекта должны соответствовать друг другу. Когда используются такие камеры трехмерного изображения, то работа с каждой камерой довольно затруднительна. После того, как режиссер дал инструкции операторам соответствующих камер, пройдет длительное время до того момента, когда операторы камер смогут заставить свои камеры работать в соответствии с этими инструкциями. В случае, когда стереоскопические камеры устанавливают в ряде позиций, а операторы отвечают за работу соответствующих стереоскопических камер, и выдаются инструкцт/Ш по условиям формирования изображений, пройдет много времени до того момента, как соответствующие стереоскопические камеры начнут работать надлежащим образом.Известно устройство формирования стереоскопического видеоизображения (Европейская патентная заявка Мг 0472015 А 2, Н 04 Ы 13/02, 19922602, автор и заявитель Кандзи Муроками).Это известное устройство содержит первую и вторую камеры для формирования стереоскопического изображения, которые установлены на опорной плате с помощью держателей. Корпуса этих камер установлены, по существу, горизонтально и обращены в одном и том Же направлент/Ш, ИМСЯ фиксированный угол между оптическими осями камер. Первая камера установлена подвижно с возможностью перемещения вперед - назад относительно второй камеры благодаря реечному приводу от двигателя. В известном устройстве также предусмотрено средство управления увеличением изображения, воздействующее на средство управления увеличением изображения каждой из камер,которые запитывают двигатель для регулировки промежутка между камерами.Первой задачей настоящего изобретения является разработка устройства формирования многонаправленного изображения с использованием множества камер формирования изображения, способного легко и полностью управлять условиями получения изображения для множества камер, в то время как объект съшмают под различными углами.Еще одной задачей изобретения является разработка устройства, способно целостно принимать данные по условиям формирования изображения для множества камер.Другой задачей настоящего изобретения является разработка устройства, способного легко и полностью управлять условиями формирования изображения для множества стереоскогшческих камер.Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка устройства, способного осуществлять полный сбор данных по условиям формирования изображения для множества стереоскопических камер.Объектом настоящего изобретения является устройство формирования многонаправленного изображения, использующее множество камер для формирования изображения, включающее в себя средство сбора данных по основным условиям формирования изображения,предназначенное для сбора данных по основным условиям формирования изображения, которые представляют собой условия формирования изображения основной двух- или трехмерной камерой; средство формирования адреса,предназначенное для формирования адреса на основе данных по основным условиям формирования изображения из средства сбора данных по основным условиям формирования изображения, а также запоминающее средство для вспомогательных условий формирования изображения, предназначенное для того, чтобы на основе адреса, полученного из средства формирования адреса, выводить данные по вспомогательным условиям формирования изображения на вспомогательную камеру двух- или трехмерного изображения и для передачи данных по вспомогательным условиям формирования изображения на вспомогательную камеру двух- или трехмерного изображения, чтобы задать условия формирования изображения вспомогательной камере двух- или трехмерного изображения.Данные по условиям формирования изображения включают данные по степени увеличения изображения, предназначенные для установки размера объекта на мониторе, или данные по степени увеличения изображения и направлению блока основной камеры. Кроме того, сюда входят, по меньшей мере, данные по углу пересечения оптических осей с правой и левой камер для получения стереоскопического изображения с помощью камеры трехмерного изображения.Устройство формирования изображения,имеющее указанную конфигурацию, обеспечивает следующее: когда отдельного игрока, который находится, например, на стадионе, снимают множеством камер, то условия формирования изображения для первой камеры считывают, а условия формирования изображения для второй камеры получают исходя из условий формирования изображения для первой камеры, эти усЛОВИЯ ЗЗПИСЫВПОТ В ПЗМЯТЬ И хранят там. ПОКЗ первой камерой снимают конкретного игрока,условия формирования изображения для второй камеры, основанные на условиях формирования изображения для первой камеры, которая в данНЪ 1 Й МОМСНТ СНИМЗСТ ОбЪСКТ, СЧИТЫВПОТ ИЗ памяти, и данные по условиям формирования изображения передают на вторую камеру. Конкретно, оператору не приходится управлятьвторой камерой и задавать на ней условия формирования изображения на основе инструкций режиссера, и условия формирования изображения второй камерой задают в соответствии с данными для первой камеры. Таким образом,изображение с первой камеры можно плавно переключить на изображение со второй камеры.Более подробно задачи и преимущества настоящего изобретения будут изложены в приВСДСННОМ НИЖС описании ИЛИ же СТЗНУТ ОЧСВИДны при использовании изобретения на практике. Задачу и преимущества настоящего изобретения можно реализовать с помощью средств и их сочетаний, конкретно указанных в прилагаемой формуле изобретения.Прилагаемые чертежи, включенные в отшсание и представляющие его часть, иллюстрируют предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, и вместе с вЬ 1 Шеприведенным общим описанием изобретения и ПОДрОбНЫМ ОПИСЗНИСМ ПрСДПОЧТИТСЛЬНЫХ вариантов СГО ОСУЩССТВЛСНИЯ, ПрИВСДСННЫМ НИЭКС,служит для разъяснения принцт/Шов данного изобретения.На фиг. 1 изображена схема, иллюстрирующая основной пример осуществления настоящего изобретения;на фиг. 2 - схема, иллюстрирующая пример ПОЛУЧСНИЯ управляющих ДЗННЫХ В указанном осуществлении изобретения;на фиг. 3 - схема, разъясняющая поток операций управления устройства;на фиг. 4 - перспектива внешнего вида камеры трехмерного изображения, используемой в данном варианте осуществления настоящего изобретения;на фиг. 5 - блок-схема, показывающая внутреннее устройство камеры трехмерного изображения по настоящему изобретению;на фиг. 6 - схема, разъясняющая другой пример осуществления настоящего изобретения;на фиг.7 А, 7 В и 7 С - схемы, разъясняющие способ получения стереоскопического изображения;на фиг. 8 - схема, разъясняющая способ формирования стереоскопического изображения КЗМСРЗМИ, УСТЗНОВЛСННЫМИ В ПОЗИЦРШ, УДЗЛСНные от объекта на разные расстояния;на фиг. 9 А - блок-схема управляющего устройства, заставляющего камеру формировать стереоскопическое изображение;на фиг. 9 В - график зависимости между промежутками между камерами и степенью увеличения изображения, объясняющий эффект присутствия.Настоящее изобретение далее описано со ссылками на приложенные чертежи. Фиг 1 - это схема основного оснащения района формирования изображения. На фиг. 1 показана система формирования изображения для телевизионной трансляции со стадиона, где проводится игра в мяч, такая как футбол. Множество телекамерразмещены по стадиону. В данном варианте осуществления изобретения используются трехмерные камеры для получения стереоскопического изображения.Блок основной трехмерной камеры 10 размещен на главной трибуне стадиона. Кроме того, установлены блоки вспомогательных трехмерных камер 11-14. Конкретно, блок основной трехмерной камеры 10 размещен в зрительской зоне напротив передней части стадиона, а блоки вспомогательных камер 11-14 размещены в зрительских зонах поблизости от четырех углов стадиона.При трансляции игры, которая проходит на стадионе, блок основной трехмерной камеры 10 направляется на объект, т.е. на кошсретного игрока в конкретной зоне формирования изображения оператором на основе инструкций режиссера, таким образом устанавливают предварительно заданные условия формирования изображения, включая степень увеличения изображения. Данные по основным условиям формирования изображения, представляющие собой условия формирования изображения, вводят в сегмент 100 сбора данных по основным условиям формирования изображения. Данные по условиям формирования изображения включают данные 1311, связанные с углом пересечения оптических осей пары правой и левой камер,образующих блок трехмерной камеры, данные 1312, связанные со степенью увеличения изображения, и данные 1313, связанные с углом наклона камеры. Указанные данные 1311-1313 подают на сегмент формирования адреса 200.Сегмент формирования адреса образован постоянным запоминающим устройством (ПЗУ) ИЛИ оперативным ЗЗПОМИНЗЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ(ОЗУ) и выдает адреса А 11, А 12 и А 13, соответствующие данным 1311, 1312 и 1313. Когда значения данных с 1311 по 1313 изменяются, выходя за определенные пределы, то значения адресов А] 1-А 13, соответствующие этим данным, также изменяются.Адреса Д 11-А 13 поступают в память 300 для данных по вспомогательным условиям формирования изображения и функционируют в качестве считываемых адресов (например, адресов верхнего регистра). Память 300 для данных по вспомогательным условиям формирования изображения хранит, в качестве данных по ВСПОМОГЗТСЛЬНЫМ УСЛОВИЯМ, ДЗННЫС ПО УСЛОВИям формирования изображения для каждого из блоков вспомогательных трехмерных камер,соответствующие заданным заранее данным по основным условиям формирования изображения. Таким образом, адреса А 11-А 13 вводят в память 300 для данных по вспомогательным условиям формирования изображения. Когда адрес нижнего регистра (например, показатель счетчика синхронизатора) получают из управляющего сегмента 400, то одновременно полуЧПОТ ДЗННЫС ПО ВСПОМОГЗТСЛЬНЫМ УСЛОВИЯМформирования изображения для блоков вспомогательных трехмерных камер 11-14. Эти данные по условиям формирования изображения одновременно подают на соответствующие блоки вспомогательных трехмерных камер 11- 14.В соответствии с условиями формирования изображения для блока основной трехмерной КЗМСрЬТЗВТОМЗТИЧССКИ ЗЗДЗЮТ ОПТИМЗЛЬНЫС условия формирования изображения для блоков вспомогательных трехмерных камер 11-14. Условия формирования изображения для блока основной трехмерной камеры 10 задают с приМСНСНИСМ ДИСТЗНЦИОННОГО управления ИЛИ ОПСратором через управляющий сегмент 400. Выходные сигналы с блоков камер 10-14 подают на мониторы 0-4, соответственно, и за ними наблюдает оператор. Каждый из мониторов 0-4 может селективно отображать выход сформированного изображения с одной из пар камер, образующих соответствующий блок трехмерной камеры. Выходы сформированного изображения с блоков камер 10-14 вводят в селектор 500. Отбирают выход с одного из блоков трехмерных камер, и его оператор отправляет в качестве ВЫХОДНОГО.На фиг. 2 показана система подготовки данных для сегмента 200 формирования адресов и памяти 300 для данных по вспомогательным условиям формирования изображения для блока ВСПОМОГЗТСЛЬНЫХ ТрСХМСрНЬТХ камер. КОГДЗ ОПределено число камер, которые будут использованы на стадионе, и их место установки, то стадион заранее виртуально делят на множество зон. В каждой зоне устанавливают метку, например, флажок с номером. Затем сигналы сформированного изображения с блоков камер 10-14 наблюдают на мониторах 0-4.Сначала воздействуют на управляющий сегмент 400, чтобы заставить сегмент 600 подготовки данных по условиям формирования изображения откорректировать управляющие данные. Управляющие данные передают сначала на блок основной трехмерной камеры 10 через селектор 700. Управляющие данные включают в себя данные по управлению горизонТЗЛЬНЬТМ И ВСрТИКЗЛЬНЬТМ панорамироваъшем С помощью блока камеры 10, данные по степени увеличения изображения, а также данные по регулировке вперед - назад точки пересечения, в которой оптические оси пары, состоящей из правой и левой камер, пересекаются друг с другом. Эти данные сначала подают на блок основной трехмерной камеры 10.В данной системе, когда осуществляют управление ДЗННЬТМИ ПО СТСПСНИ УВСЛИЧСНИЯ,как будет описано ниже, данные (в основном данные по управлению промежутками между правой и левой камерами), связанные с точкой пересечения пары оптических осей блока трехМСрНЪТХ камер, автоматически СЧИГЫВЗЮТ С ПЗУ, где хранят введенные заранее данные постепени увеличения изображения, и эти данные затем используются.Процедура управления будет описана со ссылкой на фиг. 3. Оператор направляет блок основной трехмерной камеры 10 на требуемую зону, при этом он наблюдает монитор 0 и выполняет различные операции настройки на этапе 1. После завершения настройки блока основной трехмерной камеры 10, на этапе 52 производят сбор управляющих данных для блока основной трехмерной камеры 10, и эти данные поступают в память основных данных 800 в ответ на действие управляющего сегмента 400 на этапе 53. Данные записывают в память основных данных 800 и, соответственно, первый синхронизирующий импульс подают на сегмент формирования адресов 200. После получения синхронизирующего импульса сегмент формирования адресов 200 формирует первый адрес,например, адрес верхнего регистра, чтобы назначить адрес записи в памяти данных 300.Когда настройка блока основной трехмерной камеры 10 завершена, по отдельности настраивают блоки вспомогательных камер 11-14. Когда подлежит настройке блок вспомогательной трехмерной камеры 11, то на этапе 54 блок вспомогательной трехмерной камеры 11, в качестве второй камеры, направляют на требуемую зону. Селектором 700 управляют через управляющий сегмент 400 таким образом, что управляющие данные подают на блок вспомогательной трехмерной камеры 11. Управляющие данНЪ 1 С ДЛЯ ССГМСНТЗ ПОДГОТОВКИ ДЗННЬТХ ПО УСЛОвиям формирования изображения 600 корректируют посредством управляющего сегмента 400. Оператор сравнивает изображение на мониторе О с изображением на мониторе 1 (этап 5). Если ЗНЗЧСНИЯ СТСПСНИ УВСЛИЧСНИЯ изображения на обоих мониторах почти равны, т.е. если получены почти одинаковые стереоскопические эффСКТЫ, НССМОТрЯ на ТО, ЧТО УГЛЬТ рЗЗЛИЧНЬТ, ТО оператор манипулирует управляющим сегментом 400 таким образом, чтобы на этапе 56 провести сбор управляющих данных на этот момент, посредством чего на этапе 7 осуществляют управление записью управляющих данных в память данных 300. К этому времени адрес нижнего регистра подают в память данных 300.При настройке блока вспомогательной трехмерной камеры 12 управляют селектором 700 посредством управляющего сегмента 400,так что управляющие данные подают на блок вспомогательной трехмерной камеры 12. Управляющие данные с сегмента подготовки данных по условиям формирования изображения 600 корректируют с помощью управляющего сегмента 400. Оператор сравнивает изображение на мониторе 2 с изображением на мониторе 0. Если значения по степени увеличения изображения на обоих мониторах почти равны(если почти одинаковые стереоскопические эффекты получены при переключении камер), то