刍议无重影立体电视摄像技术

文丨付大志

（阜蒙县广播电视局，辽宁阜新123100）

双目视差立体电视是根据两台摄像机模拟人的眼睛方式，从而实现拍摄，它作为当今立体电视的主要载体，具有很强的立体感和真实感。在实际使用过程中，由于双目立体电视视差系统中，摄像机光路相对独立；当系统平面呈现图像重影时，根本与平面无法形成系统的双向兼容的形式；同时由于传输线路较多、结构复杂，成本花费较高，在影响立体电视技术发展的同时，对推广也造成了很大的影响。经过实际调查显示：双目立体电视系统在实际应用中，是可以消除的，通过科学的处理，在获得比较清晰的立体无重影图像时，和平面电视实现兼容处理。

1 无重影立体电视摄像原理

1.1 无重影立体电视成像原理

在实际摄像机拍摄中，摄像机镜头通过物镜的对称光开关，从而在同步信号的控制方进行交替性工作。通过相关光路分析知道，不管光开关设置在那种情况下场景都可以均匀的聚集在光靶上；根据焦点成像的原理，焦点成像位置不变；当光开关右闭左开时，原点成像偏右，近点成像偏左；当摄像机光开关左闭右开时，近点成像偏右，远点成像偏左；从而，得到双目视差图像。

当视差图像同时显现于摄像机显示器上时，通过良好的无重影平面图像，让不在摄像机焦平面的图像产生重影，从而让摄像图像变得模糊不清。和普通平面电视一样，在视差分离图像中，通过具体的转换方式，形成三维立体图像。

1.2 无重影立体电视光开关结构

在光开关结构中，当摄像机和中轴线光路分界线纵向重合时，相关支架的宽度会直接影响景深立体成像效果；在保障光开关中轴线纵向分布时，通过光通路的通量满足体系标准，让摄像机聚焦物镜始终和广开关直径相等，如图1所示：

图1 无重影立体电视光开关结构示意图

1.3 无重影立体电视图像效果和景深分析

在对称光开关中，当左右相距达到一定数值，通过立体电视深度以及视距，从而得到具体视差；当视差和间距成正比时，视差和视距平方成反比关系。由于普通型摄像机物镜直径不大，在达到立体效果的同时，无重影立体电视摄像机聚焦物镜以及对应的光圈必须保持在六点五厘米左右；当光圈和物镜直径增大时，摄像曝光量和景深变化。

当立体电视镜头光路结构发生改变，合成的平面图像和左右视差图像在相比的过程中，形成的摄像机光圈发生变化；当景深随着镜头拍摄光圈值增大而增大时，聚焦物镜光圈或者有效直径随着增大而减小，从而得到立体摄像机景深相关数据。当左右眼视差达到图像景深标准时，获得该立体电视记录景深；当左右视差形成图像时，焦点形成清晰的像点，景深上其余点形成对应光斑。通过景深分析可以知道，当立体电视在显示端进行无重影视差图像分离时，得到和视觉一样的无重影立体景深；和普通视差立体电视不同的是，当不需要无重影立体电视图像分离时，立体电视主景以外的图像重影控制在不能辨别的形态中；当左右视差形成对应的平面图像进行具体监控拍摄时，从根本上保障平面图像以及立体图像对景深的具体要求。

2 视差景深和曝光量的修正以及系统方案

2.1 视差图像和曝光量景深的修正

在无重影立体电视摄像技术中，曝光量一般由立体电视的镜头透光率决定，通过快门加快的速度，进行修正和转换。在实际立体电视摄像中，摄像机通常由圆形的聚焦物镜组成，人在立体视差中，由于左右方向的影响，没有上下视差。通过利用无重影立体电视半个聚焦物镜的特点，获得左右视差图像，在产生视差图像的过程中，由于聚焦物镜直径方向不能达到相关要求，在左右和上下方向不对称的同时，组成视差图像水平方向和垂直方向景深不对称。当无重影立体电视添加相应的水平开口的挡光片时，或者对称光设计成对称分布，以及形成水平条状的圆孔时，无重影立体电视不仅能满足立体电视摄像光路要求，通过降低摄像镜头透光率，也有效修正转换视差组成了水平图像和垂直方向引起的景深变化。

2.2 无重影立体电视摄像系统方案

当无重影立体电视摄像激光靶输出的信号为视差信号时，根据立体电视摄像特点，将奇偶图像转换成两条分开的路，一条为偶场图像序列的立体电视右眼视差图像信号，另一条为奇场图像序列形成的立体电视左眼视差图像信号。通过系统安排以及电路特点，将两条不同的信号输入独立的信道编码以及信源系统。立体电视编码规则根据数字电视的相关标准，让无重影立体电视和奇偶图像数据以及复用打包数据，进行对应的调试传输以及数据记录。

在无重影立体电视摄像系统中，数字立体电视接收设备通过数字信号调试，将不同的奇偶图像信号分别传输给无重影立体电视的解码电路，进行信源、信道解码；解码完毕后，图像数据通过奇偶场间距，将原有间置电路进行序列图像还原，在这个过程中，无重影立体电视显示器拥有立体视差图像画面。

当无重影立体电视显示器通过偏离振光视差法形成对应的图像时，一般通过专用立体显示屏的方式在数显屏像点前添加对应的起偏器；通过互补色分像的方式进行无重影立体电视显示，将立体电视柱面透镜根据视差分离形成对应的视差图像，从而在不用眼镜的环境下，方便立体电视立体图像观看。

3 结束语

无重影立体电视摄像技术在实际应用中，具有良好的兼容性、立体感较强、传输容易、信源信息容量较少、成本低廉、电路简单等特点，作为当今电视摄像技术的新型技术，不仅可以推广电视利用速度，同时对现代科技也有重要作用。因此在应用中，我们必须结合国内外先进技术，在结合自身问题以及实际情况的同时，完善无重影立体电视摄像技术。

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