Система формирования изображений Российский патент 2025 года по МПК H04N23/60 G03B15/12 

Настоящее изобретение относится к системе формирования изображений с тыльной и фронтальной сторон субъекта.

Существуют многочисленные зеркальные системы, позволяющие субъекту, помещенному перед зеркалами, видеть себя не только спереди, но и сбоку, и даже, при наличии набора зеркал, также видеть себя сзади.

Известные зеркальные системы позволяют представить субъекту, стоящему перед зеркалом, изображения сбоку и сзади только в довольно искаженном виде. Виртуальные изображения, создаваемые зеркалами, настолько оптически искажены, что дают лишь относительно искаженное и неточное представление о боковых сторонах и задней части объекта. Кроме того, на полученных изображениях присутствует деформация, и очень сильно меняются пропорции в зависимости от положения объекта съемки. Кроме того, возврат изображения сзади или сбоку посредством нескольких зеркал уменьшает размеры реального изображения за счет умножения виртуальных изображений и ослабляет оттенки или изменяет цвета.

Кроме того и прежде всего, множественность одновременно полученных изображений под разными углами и в разных масштабах, а также тот факт, что даже небольшое движение объекта создает множество одновременно движущихся изображений, воспринимаются как особенно раздражающие эффекты, не позволяющие рассмотреть детали каждого изображения точно и эффективно, в то время как функция этого умножения изображений заключается в том, чтобы иметь возможность изучить детали и эффекты предмета одежды или субъекта.

Задачей настоящего изобретения является создание системы визуализации, позволяющей субъекту, предстающему перед зеркалом, иметь его переднее и заднее изображения, которые соответствуют размерам, цветам и ориентации линий и контуров, настолько точно и осмысленно, насколько это возможно, предпочтительно с помощью простых в реализации средств.

Решение задачи достигается тем, что формула система формирования изображений выполнена с возможностью предоставления изображений фронтальной и тыльной сторон субъекта, содержит модуль изображений, включающий полупрозрачное зеркало для размещения перед ним и отражения в нем субъекта, экран дисплея, расположенный за полупрозрачным зеркалом, камеру, выполненную с возможностью создания изображения тыльной стороны субъекта, процессор для управления модулем изображений и камерой, выполненный с возможностью передачи изображения, созданного камерой, на модуль изображения через полупрозрачное зеркало, при этом модуль изображения подключен к процессору с возможностью отображения изображения тыльной стороны субъекта, обработанного процессором, и аналогичное по размеру изображения фронтальной стороны субъекта.

Система формирования изображений, согласно изобретению, позволяет субъекту иметь точное и выбранное изображение с его фронтальной и тыльной стороны, а также промежуточные части изображения между этими двумя положениями, за счет наличия процессора для управления модулем изображений и камерой, выполненного с возможностью передачи изображения, созданного камерой, на модуль изображения.

Наблюдение за изображениями не мешает и не загромождается множеством дополнительных или периферийных изображений, которые могут перемещаться при малейшем движении субъекта. Напротив, испытуемый видит только одно изображение за раз, и изображения следуют друг за другом попеременно в одном и том же месте и со схожими характеристиками, так, что наблюдателя не беспокоят множественные и сбивающие с толку движения, за счет того, что модуль изображения подключен к процессору с возможностью отображения изображения тыльной стороны субъекта, обработанного процессором, и аналогичное по размеру изображения фронтальной стороны субъекта. Возможность процессора обработки изображения является важной особенностью настоящего изображения, поскольку простая передача изображения с камеры на экран модуля не передаст точные визуальные характеристики реального образа. Данная характеристика системы может быть осуществлена различными программно-аппаратными средствами, объединенными в один физический блок или разнесенными по разным блокам.

Выполнение процессора с возможностью чередования изображений с тыльной и фронтальной стороны субъекта, предоставляемых модулем изображений, обеспечивает возможность демонстрирования образов без специальных операций самого субъекта. Режим чередования изображений, может контролироваться испытуемым или осуществляться с запрограммированной частотой, совместимой с целью данного наблюдения. Частоту чередования и продолжительность отображения каждого изображения на модуле изображения можно запрограммировать для максимально гибкой адаптации к желаемой цели.

Применение этой системы формирования изображений разнообразно, как в профессиональном плане, например, в примерочных, гримерных артистов в концертных залах, так и в развлекательных целях, причем в больших и неожиданных масштабах распространения.

Предпочтительно, модуль изображения соединен с процессором для поочередного отображения изображения тыльной стороны субъекта, обработанного процессором, для замены изображением его фронтальной стороны, возвращаемым субъекту полупрозрачным зеркалом.

Чередование виртуального фронтального изображения и реального тыльного изображения, обработанного для замены фронтального изображения, особенно важно для «фронтального» наблюдения изображений испытуемым, которого не будет беспокоить изменение масштаба, оттенка или яркости изображения для точной оценки детали его одежды, визуального эффекта для зрителя (третьего лица) или их положения спереди и сзади.

Согласно другому предпочтительному признаку, система формирования изображения содержит установку освещения объекта, содержащую точки освещения, размещенные таким образом, чтобы освещать объект, подключенную к процессору с возможностью активации точек освещения, обращенных к объекту, и в зависимости от изображения, отображаемого на модуле изображений, в том числе виртуального изображения на зеркале, и реального изображения на экране.

Адаптация освещения согласно съемке или прямому видению также позволяют изучать эффекты освещения или его фокусировку, например, для актера или, в более общем плане, артиста-исполнителя.

Согласно другому предпочтительному варианту, процессор выполнен с возможностью обработки изображений для изменения угла и направления съемки тыльной стороны субъекта для отображения на экране реального образа или заменяющего увиденного субъектом виртуального образа, что позволяет разместить камеру выше уровня субъекта, при этом получить изображение на модуле изображений таким образом, как будто камера установлена на уровне глаз субъекта. Также предпочтительно процессор выполнен с возможностью сопоставления ориентации оси съемки камеры с ориентацией направления взгляда глаз субъекта посредством определения размера субъекта для определения статистической средней высоты расположения глаз и масштабирования реального изображения с тыльной стороны субъекта для получения изображения, попадающего в оптический конус виртуального изображения фронтальной стороны субъекта, видимого субъектом для получения наиболее точного образа и удобной адаптации его восприятия.

Система формирования изображения обеспечивает особенно глубокую адаптацию пары изображений, в частности, посредством другого признака изобретения, согласно которому процессор выполнен с возможностью инвертирования реального изображения с тыльной стороны в отображаемое на экране изображение с фронтальной стороны, чтобы придать ему ту же ориентацию, что и виртуальное зеркальное отображение. Заявленная система предполагает наличие возможности субъекта выбрать режим отражаемой ориентации инвертируемого изображения, то есть, наблюдаемое изображение может быть представлено в любой ориентации.

Краткое описание фигур

Настоящее изобретение более подробно описано ниже с использованием примера системы формирования изображений, схематически представленной на прилагаемых фигурах.

На фиг. 1 представлена схема оборудования помещения системы формирования изображений;

На фиг. 2 представлена система формирования изображений, при этом субъект представлен лицом к модулю изображения;

На фиг. 3 представлено геометрическое расположение промежуточных изображений на модуле изображений.

Цифрами обозначены следующие элементы:

- субъект 1;

- фронтальная часть 2 субъекта 1;

- тыльная часть 3 субъекта 1;

- модуль 1 изображения 4;

- полупрозрачное зеркало (одностороннее зеркало) 5;

- экран дисплея/плоский экран 6;

- процесс экрана 7;

- камера 8;

- исправленное расположение камеры 9;

- осветительная установка 10;

- точка освещения 11;

- процесс освещения 12;

- микропроцессор 13;

- помещение 14;

- передняя часть 15 помещения;

- задняя часть 16 помещения;

- поперечная плоскость АА помещения;

- местоположение 17 субъекта перед зеркалом;

- виртуальный образ 18 фронтальной части 2;

- изображение 19 в плоскости зеркала;

- фактическое изображение 20 исправленное 20;

- показанное фактическое изображение 21;

- реальное изображение части B;

- глаз 22 субъекта;

- виртуальное изображение глаза 23;

- плоскость 24 изображения виртуального образа.

Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

Согласно фиг. 1, предметом изобретения является система формирования изображений для оснащения помещения 14, такого как выставочный зал или примерочная для модных аксессуаров или одежды, или другого рода применения помещение, где может быть использовано обычное зеркало, позволяющая субъекту осматривать свой наряд спереди и сзади посредством изображений, эстетические характеристики которых (цвет, оттенок, размер) по меньшей мере схожи, чтобы производить эквивалентное впечатление от изображений с тыльной и фронтальной сторон. Это определение охватывает фронтальные изображения субъекта не только тогда, когда он представляет себя строго анфас, но и когда он поворачивается в ту или иную сторону, как перед зеркалом, чтобы контролировать или иметь фронтальное изображение и соответствующее этому отношению тыльное изображение.

В зависимости от угла поворота, принимаемого субъектом 1, система формирования изображений позволяет отображать вместо переднего изображения - его изображение сзади, соответствующее тому же углу положения. Субъект 1 будет иметь точно такой же вид, заменяющий прямой вид, сохраняя при этом, по крайней мере, размеры таким образом, чтобы иметь однородную замену размеров и внешнего вида с двух сторон, необходимую для того, чтобы субъект 1 мог оценить и проверить свой наряд или свое положение.

Такое поочередное представление двух однородных изображений особенно важно для проверки и оценки наряда или образа, например, костюма актера или певца, особенно, если наряд имеет непрерывность за счет определенных элементов между передней и задней частью, головного убора или другого аксессуара, не требуя вмешательства третьего лица.

На фиг. 1 показана система формирования изображений, оборудованная в помещении 14, таком как примерочная, или подобного типа помещение, и содержащая модуль 4 изображения, обращенный к местоположению 17, на котором расположен субъект 1, и камеру 8.

Объем помещения 14 разделен поперечной плоскостью АА, проходящей через местоположение 17, на переднюю часть 15, со стороны модуля 4 изображения, и заднюю часть 16, со стороны камеры 8.

Таким образом, когда субъект 1 находится в местоположении 17, он смотрит на модуль изображения 4 и обращен спиной к камере 8.

Таким образом, положение поперечной плоскости АА определяется по отношению к субъекту 1, который может находиться в местоположении E. Это положение выбирается в помещении 14, которое само по себе может зависеть от размеров доступного пространства, так что субъект 1 может комфортно видеть себя в зеркале модуля 4 изображения, как будет подробно описано ниже. Место позади субъекта 1 может сильно варьироваться в зависимости от различных требований, но поскольку изображение спины, снятое камерой 8, может обрабатываться, его можно легко адаптировать к структуре, которая должна появиться на модуле 4 изображения, чтобы по своим характеристикам, в частности этим размерам и, возможно, своему обращенному или необращенному направлению, соответствовать фронтальному изображению. Помещение 14 оборудовано осветительной установкой 10 со световыми точками 11, расположенными в верхней части, как показано, и, при необходимости, по бокам помещения. Осветительная установка 10 соединена с процессором 12, который активирует световые точки или группы световых точек для освещения субъекта 1 по мере необходимости, например, только фронтальной части субъекта 1 или его тыльной части.

Модуль 1 изображения оснащен процессором 7, который управляет его работой. Модуль 1 изображения, камера 8 и осветительная установка 10 подключаются, при необходимости, процессорами 7, 12 к общему процессору 13, управляющему работой системы формирования изображений. Процессоры 7, 12 могут представлять собой соответствующие драйверы процессора 13.

Система формирования изображений активируется разными способами, вручную или автоматически, в зависимости от желаемых режимов работы и приложений.

Ручное управление активирует работу системы или, точнее, ее компонентов 1, 2, 3 (модуль 4 изображений, камера 8, осветительная установка 10) посредством ручного управления и с помощью кнопки или кнопок общего управления, в том числе сенсорных, связанных с различными функциями.

Автоматическое управление активирует систему, например, путем позиционирования субъекта 1 в местоположении 17 с последующим выполнением операций по программе, запускаемой, например, при каждом изменении положения или отношения определенной амплитуды субъекта 1 к местоположению 17, а также посредством, например, голосовых команд субъекта 1.

Хотя камера 8 или ее оптика могут быть миниатюризированы, чтобы почти незаметно интегрироваться в комнату, камеру 8 можно спрятать за ставней, например за окном (заслонкой), которое открыто только для съемки, чтобы быть уверенным в отсутствии съемки при простом использовании зеркала.

Модуль 4 изображения, который, как описано выше, отображает изображение фронтальной части 2 субъекта 1 или изображение его тыльной части 3, состоит из полупрозрачного зеркала 5, также называемого односторонним зеркалом, обращенным к местоположению 17 субъекта, и экрана 6 дисплея. Этот экран 6 дисплея представляет собой, например, плоский телевизионный экран, расположенный за зеркалом 5. Хотя на фигуре показано определенное расстояние между зеркалом 5 и экраном 6, это расстояние на самом деле очень маленькое, фактически, экран расположен прямо за зеркалом 5.

Экран 6 управляется процессором 7; зеркало 5 отображает изображение субъекта 1, когда экран 6 не освещен; при освещении экрана 6 изображение, отображаемое на экране 6, проходит через зеркало 5 и по своей четкости заменяет фронтальное изображение зеркала 5; субъект 1 видит свое фронтальной изображение, когда экран 6 выключен, и изображение с тыльной стороны, когда экран 6 включен. Камера 8, подключенная к процессору 13, управляется в соответствии с работой экрана 6.

Камера 8 передает изображение тыльной части 3 субъекта 1, и это изображение обрабатывается, чтобы соответствовать фронтальной части 4 субъекта 1 по его размерным характеристикам, так что тыльное изображение естественным образом заменяет фронтальное изображение модуля 1 изображений, при этом размеры соответствуют, по крайней мере, по существу, размерам, воспринимаемым субъектом 1, и с течением времени соответствуют одному и тому же положению, например, при повороте субъекта 1, или при передвижении субъекта 1 вперед/назад.

Камера 8 предпочтительно создает изображения посредством съемки и передачи видео, однако, возможны и другие варианты реализации изобретения, например, посредством фотосъемки.

Отображаемое изображение с камеры 8 - это изображение, полученное непосредственно перед переключением экрана 6 дисплея, чтобы точно соответствовать положению субъекта 1, представленному фронтальным изображением. Обработка изображения процессором 13 может также инвертировать изображение, отображаемое на экране 6, чтобы иметь ориентацию влево/вправо, идентичную ориентации изображения в зеркале 5, как будет представлено более подробно с помощью фиг. 2 и 3. Фиг. 2 и 3 позволяют представить работу системы формирования изображений с помощью геометрических рисунков.

Субъект 1, схематизированный кубистическим профилем для лучшего распознавания различных элементов силуэта, помещен в местоположение 17, обращенное к модулю 4 изображения. Он разделен поперечной плоскостью АА на фронтальную часть 2 и тыльную часть 3. Это геометрическое, а не физическое деление субъекта 1; это разделение просто соответствует фронтальной части 2 субъекта 1, которая появляется на зеркале 5 модуля 4 изображения, и тыльной части 3, которая представляет собой изображение, полученное камерой 8, независимо от ориентации субъекта 1, который может поворачиваться относительно своего местоположения 17, чтобы увидеть себя в соответствующем положении в зеркале 5 наблюдая изображение, аналогичное изображению своего вида сзади.

Глаза 22 субъекта 1 находятся в положении, которое определяет его высоту для геометрического построения изображений, отображаемых на модуле 4 изображения.

Камера 8 находится на высоте, близкой к высоте глаз 22 или, по меньшей мере, к средней высоте глаз субъекта 1, который будет представлен системе, так что угол или ось съемки камеры 8 по существу соответствуют углу или оси зрения субъекта 1, смотрящего на свое изображение в зеркале модуля 4 изображения.

Осветительная установка 10 управляется так, чтобы освещать фронтальную часть 2 или тыльную часть 3 в зависимости от вида изображения, представляемого модулем 4 изображения. Положение камеры 8 соответствует субъекту 1, чтобы он не загромождал камеру при формировании изображения вида спереди, даже если стены помещения 14 имеют нейтральный цвет и изображение субъекта 1, снятое камерой 8, можно вырезать путем обработки изображения.

На фиг. 3 показаны изображения, увиденные субъектом 1, и их геометрическое построение. Изображение субъекта, представленное зеркалом 5, представляет собой виртуальное изображение 18 с фронтальной стороны, расположенное в плоскости 24 изображения. Это виртуальное изображение представлено в плоскости зеркала 5 гомотетическим представлением изображения 19, определяемым пересечением оптического конуса, вершиной которого является глаз 22, и опирающимся на виртуальное изображение плоскости 26 изображения.

Изображение спины (тыльная часть 3), полученное камерой 8, не соответствует точно той же угловой ориентации оси съемки, что и изображение взгляда (глаз) 22, для которого взгляд 23 показан на виртуальном изображении.

Обработка изображения, выполняемая процессором 13, состоит, прежде всего, в сопоставлении изображения с формой тыльной части 3, которую оно имело бы, если бы камера 8 была помещена в положение 9, которое соответствует высоте глаза 22. Эту высоту можно вычислить, анализируя изображение, снятое камерой 8, путем определения размера объекта и определения высоты (соответствующей средней статистической) глаз 22.

Реальное изображение скорректировано масштабированием 21 попадающего в оптический конус изображения 18 в месте его пересечения с экраном 6. Таким образом, изображение 21, отображаемое на экране 6, будет заменять в размерах фронтальное изображение 18, проявленное на зеркале 5.

Согласно варианту реализации, обработка изображения тыльной части B также включает в себя инверсию изображения для получения изображения, имеющего ту же инвертированную ориентацию, что и изображение 19. Переход от изображения 19 к изображению 21 в модуле 4 изображения будет совершенно непрерывным, без изменения видимых размеров либо с изменением размеров инвертируемых изображений, в зависимости от режима использования системы. Переключением между двумя типами изображений (изображение фронтальной части 2, изображение тыльной части 3) также можно управлять автоматически путем изменения ориентации или положения субъекта 1 в его местоположении 17 и последовательного отображения изображений с фронтальной и тыльной сторон.

Изобретение относится к системе формирования изображений с тыльной и фронтальной сторон субъекта. Технический результат заключается в возможности получения более точного изображения субъекта с его фронтальной и тыльной стороны. Система содержит модуль изображений, включающий полупрозрачное зеркало для размещения перед ним и отражения в нем субъекта, экран дисплея, расположенный за полупрозрачным зеркалом, камеру, выполненную с возможностью создания изображения тыльной стороны субъекта, процессор для управления модулем изображений и камерой, выполненный с возможностью передачи изображения, созданного камерой, на модуль изображения через полупрозрачное зеркало, при этом модуль изображения подключен к процессору с возможностью отображения изображения тыльной стороны субъекта, обработанного процессором, и аналогичное по размеру изображение фронтальной стороны субъекта, при этом процессор выполнен с возможностью сопоставления ориентации оси съемки камеры с ориентацией направления взгляда глаз субъекта посредством определения размера субъекта для определения статистической средней высоты расположения глаз и масштабирования реального изображения с тыльной стороны субъекта для получения изображения, попадающего в оптический конус виртуального изображения фронтальной стороны субъекта, видимого субъектом. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Система формирования изображений, выполненная с возможностью предоставления изображений фронтальной и тыльной сторон субъекта, содержащая модуль изображений, включающий полупрозрачное зеркало для размещения перед ним и отражения в нем субъекта, экран дисплея, расположенный за полупрозрачным зеркалом, камеру, выполненную с возможностью создания изображения тыльной стороны субъекта, процессор для управления модулем изображений и камерой, выполненный с возможностью передачи изображения, созданного камерой, на модуль изображения через полупрозрачное зеркало, при этом модуль изображения подключен к процессору с возможностью отображения изображения тыльной стороны субъекта, обработанного процессором, и аналогичное по размеру изображение фронтальной стороны субъекта, при этом процессор выполнен с возможностью сопоставления ориентации оси съемки камеры с ориентацией направления взгляда глаз субъекта посредством определения размера субъекта для определения статистической средней высоты расположения глаз и масштабирования реального изображения с тыльной стороны субъекта для получения изображения, попадающего в оптический конус виртуального изображения фронтальной стороны субъекта, видимого субъектом.

2. Система формирования изображений по п. 1, отличающаяся тем, что содержит осветительную установку, содержащую точки освещения, размещенные для освещения субъекта, подключенную к процессору с возможностью активации точек освещения в зависимости от формируемого изображения на модуле изображений.

3. Система формирования изображений по п. 1, отличающаяся тем, что процессор выполнен с возможностью обработки изображений для изменения угла и направления съемки тыльной стороны субъекта для отображения на экране реального образа или заменяющего увиденного субъектом виртуального образа.

4. Система формирования изображений по п. 4, отличающаяся тем, что процессор выполнен с возможностью инвертирования реального изображения с тыльной стороны субъекта в изображение фронтальной стороны субъекта, отображаемое на экране в ориентации, аналогичной ориентации изображения в зеркале.

5. Система формирования изображений по п. 1, отличающаяся тем, что процессор выполнен с возможностью чередования изображений с тыльной и фронтальной стороны субъекта, предоставляемых модулем изображений.

6. Система формирования изображений по п. 1, отличающаяся тем, что камера выполнена миниатюризированной и оснащена заслонкой.