芻議無重影立體電視攝像技術

文丨付大志

（阜蒙縣廣播電視局，遼寧阜新123100）

雙目視差立體電視是根據兩臺攝像機模擬人的眼睛方式，從而實現拍攝，它作為當今立體電視的主要載體，具有很強的立體感和真實感。在實際使用過程中，由于雙目立體電視視差系統中，攝像機光路相對獨立；當系統平面呈現圖像重影時，根本與平面無法形成系統的雙向兼容的形式；同時由于傳輸線路較多、結構復雜，成本花費較高，在影響立體電視技術發展的同時，對推廣也造成了很大的影響。經過實際調查顯示：雙目立體電視系統在實際應用中，是可以消除的，通過科學的處理，在獲得比較清晰的立體無重影圖像時，和平面電視實現兼容處理。

1 無重影立體電視攝像原理

1.1 無重影立體電視成像原理

在實際攝像機拍攝中，攝像機鏡頭通過物鏡的對稱光開關，從而在同步信號的控制方進行交替性工作。通過相關光路分析知道，不管光開關設置在那種情況下場景都可以均勻的聚集在光靶上；根據焦點成像的原理，焦點成像位置不變；當光開關右閉左開時，原點成像偏右，近點成像偏左；當攝像機光開關左閉右開時，近點成像偏右，遠點成像偏左；從而，得到雙目視差圖像。

當視差圖像同時顯現于攝像機顯示器上時，通過良好的無重影平面圖像，讓不在攝像機焦平面的圖像產生重影，從而讓攝像圖像變得模糊不清。和普通平面電視一樣，在視差分離圖像中，通過具體的轉換方式，形成三維立體圖像。

1.2 無重影立體電視光開關結構

在光開關結構中，當攝像機和中軸線光路分界線縱向重合時，相關支架的寬度會直接影響景深立體成像效果；在保障光開關中軸線縱向分布時，通過光通路的通量滿足體系標準，讓攝像機聚焦物鏡始終和廣開關直徑相等，如圖1所示：

圖1 無重影立體電視光開關結構示意圖

1.3 無重影立體電視圖像效果和景深分析

在對稱光開關中，當左右相距達到一定數值，通過立體電視深度以及視距，從而得到具體視差；當視差和間距成正比時，視差和視距平方成反比關系。由于普通型攝像機物鏡直徑不大，在達到立體效果的同時，無重影立體電視攝像機聚焦物鏡以及對應的光圈必須保持在六點五厘米左右；當光圈和物鏡直徑增大時，攝像曝光量和景深變化。

當立體電視鏡頭光路結構發生改變，合成的平面圖像和左右視差圖像在相比的過程中，形成的攝像機光圈發生變化；當景深隨著鏡頭拍攝光圈值增大而增大時，聚焦物鏡光圈或者有效直徑隨著增大而減小，從而得到立體攝像機景深相關數據。當左右眼視差達到圖像景深標準時，獲得該立體電視記錄景深；當左右視差形成圖像時，焦點形成清晰的像點，景深上其余點形成對應光斑。通過景深分析可以知道，當立體電視在顯示端進行無重影視差圖像分離時，得到和視覺一樣的無重影立體景深；和普通視差立體電視不同的是，當不需要無重影立體電視圖像分離時，立體電視主景以外的圖像重影控制在不能辨別的形態中；當左右視差形成對應的平面圖像進行具體監控拍攝時，從根本上保障平面圖像以及立體圖像對景深的具體要求。

2 視差景深和曝光量的修正以及系統方案

2.1 視差圖像和曝光量景深的修正

在無重影立體電視攝像技術中，曝光量一般由立體電視的鏡頭透光率決定，通過快門加快的速度，進行修正和轉換。在實際立體電視攝像中，攝像機通常由圓形的聚焦物鏡組成，人在立體視差中，由于左右方向的影響，沒有上下視差。通過利用無重影立體電視半個聚焦物鏡的特點，獲得左右視差圖像，在產生視差圖像的過程中，由于聚焦物鏡直徑方向不能達到相關要求，在左右和上下方向不對稱的同時，組成視差圖像水平方向和垂直方向景深不對稱。當無重影立體電視添加相應的水平開口的擋光片時，或者對稱光設計成對稱分布，以及形成水平條狀的圓孔時，無重影立體電視不僅能滿足立體電視攝像光路要求，通過降低攝像鏡頭透光率，也有效修正轉換視差組成了水平圖像和垂直方向引起的景深變化。

2.2 無重影立體電視攝像系統方案

當無重影立體電視攝像激光靶輸出的信號為視差信號時，根據立體電視攝像特點，將奇偶圖像轉換成兩條分開的路，一條為偶場圖像序列的立體電視右眼視差圖像信號，另一條為奇場圖像序列形成的立體電視左眼視差圖像信號。通過系統安排以及電路特點，將兩條不同的信號輸入獨立的信道編碼以及信源系統。立體電視編碼規則根據數字電視的相關標準，讓無重影立體電視和奇偶圖像數據以及復用打包數據，進行對應的調試傳輸以及數據記錄。

在無重影立體電視攝像系統中，數字立體電視接收設備通過數字信號調試，將不同的奇偶圖像信號分別傳輸給無重影立體電視的解碼電路，進行信源、信道解碼；解碼完畢后，圖像數據通過奇偶場間距，將原有間置電路進行序列圖像還原，在這個過程中，無重影立體電視顯示器擁有立體視差圖像畫面。

當無重影立體電視顯示器通過偏離振光視差法形成對應的圖像時，一般通過專用立體顯示屏的方式在數顯屏像點前添加對應的起偏器；通過互補色分像的方式進行無重影立體電視顯示，將立體電視柱面透鏡根據視差分離形成對應的視差圖像，從而在不用眼鏡的環境下，方便立體電視立體圖像觀看。

3 結束語

無重影立體電視攝像技術在實際應用中，具有良好的兼容性、立體感較強、傳輸容易、信源信息容量較少、成本低廉、電路簡單等特點，作為當今電視攝像技術的新型技術，不僅可以推廣電視利用速度，同時對現代科技也有重要作用。因此在應用中，我們必須結合國內外先進技術，在結合自身問題以及實際情況的同時，完善無重影立體電視攝像技術。

[1] 張德忠,賈正松,王志強等.無重影立體電視攝像技術的研究[J].電視技術,2008,32(2):75-77.

[2] 張德忠.無重影立體電視攝像技術的研究[C].//第二屆立體圖象技術及其應用(國際)研討會論文集.2007:134-138.

[3] 周艷蕾,章文輝,孫蕾等.立體電視技術的發展現狀及研究動態[C].//第十二屆國際廣播電視技術討論會（ISBT 2007）.2007:184-189.

[4] 賈正松,張德忠.無重影立體圖像特點與應用[J].電視技術,2011,35(5):62-64.