用于控制與圖像捕捉有關(guān)的設(shè)備的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在攝像機(jī)使用環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)跟蹤的領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及用于 控制攝像機(jī)或有關(guān)的設(shè)備的布景的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在攝像機(jī)環(huán)境（例如電影、電視、實(shí)況轉(zhuǎn)播的娛樂(lè)節(jié)目、體育賽事）中，存在操作攝 像機(jī)、照明和聲音的功能的多種設(shè)備。這些功能的控制和相互關(guān)系確定了觀眾感受到的最 終圖像和聲音的質(zhì)量。這樣的一個(gè)功能是攝像機(jī)對(duì)焦。"對(duì)焦"或"調(diào)焦（rack focusing)"是 指對(duì)應(yīng)于移動(dòng)對(duì)象相距焦平面的物理距離而改變鏡頭的焦距設(shè)置的動(dòng)作。例如，如果一演 員在一個(gè)鏡頭（shot)中從相距焦平面8米移動(dòng)到相距焦平面3米，調(diào)焦者（focus puller) 將在拍攝中精確地對(duì)應(yīng)于演員的變化的位置而改變?cè)阽R頭上的距離設(shè)置。此外，如由構(gòu)圖 的特定美學(xué)要求指示的，調(diào)焦者可以在所述幀中將焦距從一個(gè)對(duì)象移到另一個(gè)。
[0003] 調(diào)整所述焦距的該過(guò)程通過(guò)"第一助理攝像機(jī)（First Assistant Camera)"（第 一 AC)或"調(diào)焦者（Focus Puller)"手動(dòng)地進(jìn)行。
[0004] 取決于給定的鏡頭的參數(shù)，通常有很小的誤差的空間。如此，調(diào)焦者在電影制作的 領(lǐng)域中的作用極其地重要；在大多數(shù)情況中，由于無(wú)法在后期制作中修復(fù)這種誤差，"軟的" 圖像通常被認(rèn)為是不能用的。人們還必須考慮到演員可能不能在其后的拍攝中復(fù)制他的或 她的表演，因此調(diào)焦者被期望來(lái)完美地進(jìn)行每個(gè)拍攝。由于這些因素，一些制作人員認(rèn)為調(diào) 焦者在布景上具有最艱難的工作。
[0005] 盡管調(diào)焦者可能非常熟練，當(dāng)前處理由于該任務(wù)的復(fù)雜性和困難性而仍減慢了制 作。
[0006] 當(dāng)前電影制作從舞臺(tái)場(chǎng)面彩排（blocking rehearsal)開(kāi)始，其中構(gòu)建各種演員的 位置。在彩排期間，攝像機(jī)助理在地板上在演員在運(yùn)動(dòng)中暫停的所有點(diǎn)處放置帶狀標(biāo)記。然 后演員們離開(kāi)布景去做頭發(fā)和化妝，并且替身演員為了照明、取景、和焦距標(biāo)記設(shè)置的目的 進(jìn)入以在這些各種位置處替代他們。
[0007] -旦由攝影導(dǎo)演和攝像機(jī)攝影師建立了攝像機(jī)位置，第一 AC開(kāi)始測(cè)量演員們的 標(biāo)記和攝像機(jī)的焦平面之間的各種距離。以鏡頭的焦距筒上的一系列油彩筆/繪圖筆標(biāo) 記、和/或以跟焦（follow focus)裝置上的標(biāo)記盤(pán)來(lái)記錄這些距離。使用替身，通過(guò)取景 器和/或機(jī)載監(jiān)視器來(lái)檢查這些標(biāo)記以確保準(zhǔn)確性。如果標(biāo)記被重新定位以便于提供期望 的特定構(gòu)圖，第一 AC必須相應(yīng)地重新測(cè)量/重新布景其標(biāo)記。此外，第一 AC可以在地板上 放下特定距離標(biāo)記一一在拍攝期間隨演員在他們的標(biāo)記之間移動(dòng)時(shí)將參考這些特定距離 標(biāo)記一一以便于幫助準(zhǔn)確地將焦距調(diào)整到正確的中間的距離。
[0008] 當(dāng)演員們回到布景時(shí)，通常存在對(duì)攝像機(jī)的彩排，其中使得調(diào)焦者和攝像師 (operator)將實(shí)踐該鏡頭并且確保所有事物都已被適當(dāng)?shù)卦O(shè)好了。在拍攝期間，調(diào)焦者基 于演員們或?qū)ο蟮膶?duì)話、移動(dòng)、攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)而修改焦距，并且補(bǔ)償演員們錯(cuò)過(guò)他們的標(biāo)記 的偏移或者任何無(wú)法預(yù)料的移動(dòng)。在障礙物阻止了調(diào)焦者看見(jiàn)所有他的標(biāo)記的情況下，他 可以請(qǐng)求第二AC在該拍攝期間通過(guò)雙通道無(wú)線電為他召集（call)標(biāo)記。在一些情況下、 諸如在長(zhǎng)鏡頭、寬光圈、非常近的距離或者三者的任意組合的情況下，即使對(duì)象移動(dòng)幾毫米 也可能需要立即并且非常精確的對(duì)焦校正。
[0009] 在拍攝之后，如果調(diào)焦者感覺(jué)他犯了錯(cuò)誤一一可能是時(shí)間誤差、遺漏標(biāo)記或可能 使得所述拍攝的一些部分呈現(xiàn)出"軟的"的任何其它問(wèn)題，他或她將通常報(bào)告這個(gè)問(wèn)題給攝 像師（最有可能在取景器中注意到該錯(cuò)誤的人）或攝影導(dǎo)演，并且如果還沒(méi)有計(jì)劃再次拍 攝，則可以要求再次拍攝。
[0010] 除了敏銳的視力、反應(yīng)和直覺(jué)以外，調(diào)焦者的主要工具是布的或玻璃纖維卷尺、 鋼卷尺測(cè)量、激光測(cè)距機(jī)以及在某些情況下的提供實(shí)時(shí)距離讀數(shù)的攝像機(jī)上超聲波測(cè)距 儀，該測(cè)距儀被安裝在遮光箱或攝像機(jī)主體的側(cè)面上。在調(diào)焦者諸如在攝影機(jī)穩(wěn)定器 (steadicam)或升降機(jī)鏡頭（crane shot)上而不能接觸攝像機(jī)的安排中，他或她將使用遠(yuǎn) 程的跟焦（follow focus)系統(tǒng)，盡管一些調(diào)焦者更喜歡在所有時(shí)間都使用遠(yuǎn)程的系統(tǒng)。在 上述任何情況中，仍需要調(diào)焦者在拍攝的過(guò)程期間手動(dòng)地調(diào)節(jié)焦距。
[0011] 當(dāng)前方法是耗時(shí)的、困難的并且非常易于犯錯(cuò)的。由于不可用的拍攝、緩慢的布景 時(shí)間和對(duì)非常有經(jīng)驗(yàn)且高薪的調(diào)焦者的需求，這在電影的動(dòng)畫(huà)制作中是長(zhǎng)久以來(lái)的技術(shù)障 礙并且對(duì)導(dǎo)演施加了巨大的創(chuàng)新限制并且增加了制作成本。
[0012] 申請(qǐng)人已知的是取決于激光、聲納和面部/物體識(shí)別跟蹤的半自動(dòng)的對(duì)焦系統(tǒng)。
[0013] 這些方法本質(zhì)上是相同的方法的變型，因?yàn)樗鼈兠總€(gè)都感測(cè)圖像的"二維平面"， 并且捕捉在該平面上的任何給定的區(qū)域或像素的深度或距離信息。對(duì)于大多數(shù)高級(jí)的系 統(tǒng)，系統(tǒng)的攝影師則可以選擇二維圖像上的點(diǎn)，在此時(shí)，對(duì)于該點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)將然后被輸入 到實(shí)時(shí)控制焦距調(diào)節(jié)的電動(dòng)機(jī)。
[0014] 這些已知的方法表現(xiàn)出一些限制。更具體地，這些系統(tǒng)全都是"視線"（line of sight)。它們不能對(duì)焦到在"二維圖像平面"中當(dāng)前不可見(jiàn)的物體。激光系統(tǒng)需要額外的 攝影師以將激光對(duì)準(zhǔn)期望的對(duì)象。如果物體快速轉(zhuǎn)彎、離開(kāi)取景框或者消失在另一對(duì)象或 物體后面，則面部識(shí)別系統(tǒng)將丟失對(duì)該物體的跟蹤。
[0015] 可能更重要地，這些系統(tǒng)中沒(méi)有一個(gè)真正能夠?qū)崿F(xiàn)最具挑戰(zhàn)性的對(duì)焦任務(wù)所需要 的極好的準(zhǔn)確度、即當(dāng)對(duì)象快速移動(dòng)時(shí)具有寬光圈的長(zhǎng)焦長(zhǎng)度，并且在所述對(duì)象上的焦點(diǎn) 非常特定、例如眼睛，因?yàn)閷?duì)于LIDaR(光探測(cè)和測(cè)距）和激光系統(tǒng)兩者，人類攝影師必須通 過(guò)移動(dòng)屏幕上的光標(biāo)或者通過(guò)瞄準(zhǔn)實(shí)際的激光來(lái)實(shí)時(shí)跟蹤眼睛。還應(yīng)注意的是，可能所不 期望的是將激光投射到人的眼睛中。盡管面部識(shí)別系統(tǒng)理論上可以跟蹤眼睛，但存在提供 更高水平的精確性和準(zhǔn)確度的需求。
[0016] 申請(qǐng)人已知的是美國(guó)專利號(hào) 5, 930, 740 (MATHISEN)、8, 448, 056 (PULSIPHER)和 8, 562, 433 (LARSEN);具有公開(kāi)號(hào) 2008/0312866 (SMMOMURA)、2010/0194879 (PASVEER)、 2013/0188067(KOIVUKANGAS)、2013/0222565(GUERIN)、2013/0229528(TAYLOR)和 2013/0324254(HUANG)的美國(guó)專利申請(qǐng)，以及具有公開(kāi)號(hào)JP 2008/011212(K0ND0)的日本 專利申請(qǐng)。
[0017] 因此，有鑒于前述，存在對(duì)改善的系統(tǒng)的需求，憑借其設(shè)計(jì)和組件將能夠克服一些 以上討論的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本發(fā)明的目的是提供一種系統(tǒng)，憑借其設(shè)計(jì)和組件，滿足一些上述需要并且從而 成為對(duì)現(xiàn)有技術(shù)已知的其它有關(guān)的系統(tǒng)和/或方法的改善。
[0019] 本發(fā)明的目的是提供一種用于控制與圖像捕捉有關(guān)的設(shè)備的設(shè)置的系統(tǒng)和方法。 這樣的設(shè)備可以包括攝像機(jī)，并且設(shè)置可以是例如焦距設(shè)置、變焦設(shè)置、光圈設(shè)置、兩眼間 鏡頭角設(shè)置、和/或控制搖攝（pan)設(shè)置、俯仰（tilt)設(shè)置、攝像機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置、和/或攝 像機(jī)的位置設(shè)置、和/或照明設(shè)備設(shè)置和/或聲音設(shè)備設(shè)置和/或類似者。
[0020] 根據(jù)本申請(qǐng)的方面，提供一種用于控制與圖像捕捉有關(guān)的設(shè)備的設(shè)置的方法，包 括：
[0021] a)捕捉在感測(cè)裝置處的位置數(shù)據(jù)和朝向數(shù)據(jù)；
[0022] b)通過(guò)處理器從已經(jīng)捕捉的位置數(shù)據(jù)和朝向數(shù)據(jù)確定將被所述設(shè)備處理的感興 趣的區(qū)域的位置信息；以及
[0023] c)經(jīng)由所述處理器的輸出端口輸出指向所述設(shè)備的控制信號(hào)，以便于基于所述感 興趣的區(qū)域的位置信息實(shí)時(shí)控制所述設(shè)備的設(shè)置。
[0024] "設(shè)備"可以包括圖像捕捉設(shè)備，諸如捕捉物體的圖像（照片或視頻圖像）的攝像 機(jī)和/或其可以包括與圖像捕捉設(shè)備協(xié)作的設(shè)備一一諸如照明設(shè)備、聲音捕捉設(shè)備和/或 類似者。
[0025] 根據(jù)本申請(qǐng)的另一方面，提供一種用于控制與圖像捕捉有關(guān)的設(shè)備的設(shè)置的系 統(tǒng)，包括：
[0026] -感測(cè)裝置，被配置為捕捉位置數(shù)據(jù)和朝向數(shù)據(jù)；
[0027] -處理器，與所述感測(cè)裝置通信，所述處理器被配置為從所述位置數(shù)據(jù)和朝向數(shù)據(jù) 確定將被所述設(shè)備處理的感興趣的區(qū)域的位置信息；以及
[0028] -輸出端口，集成在處理器中，被配置為輸出指向所述設(shè)備的控制信號(hào)，以便于基 于所述感興趣的區(qū)域的位置信息實(shí)時(shí)控制所述設(shè)備的設(shè)置。
[0029] 根據(jù)本申請(qǐng)的另一方面，提供一種非瞬時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀的貯存器，具有貯存在其 上的由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的數(shù)據(jù)和指令，所述數(shù)據(jù)和指令包括：
[0030] -代碼模塊，用于接收感測(cè)裝置的位置數(shù)據(jù)和朝向數(shù)據(jù)；
[0031] -代碼模塊，用于從所述位置和朝向數(shù)據(jù)確定將被所述設(shè)備處理的感興趣的區(qū)域 的位置信息；以及
[0032] -代碼模塊，用于輸出指向所述設(shè)備的控制信號(hào)，以便于基于所述感興趣的區(qū)域的 位置信息實(shí)時(shí)控制所述設(shè)備的設(shè)置。
[0033] 根據(jù)本申請(qǐng)的另一方面，提供一種用于控制與圖像捕捉有關(guān)的設(shè)備的設(shè)置的方 法，包括：
[0034] a)在存儲(chǔ)器中貯存一個(gè)或多個(gè)標(biāo)識(shí)符，每個(gè)標(biāo)識(shí)符與將被所述設(shè)備處理的預(yù)定的 感興趣的區(qū)域相關(guān)聯(lián)，并且貯存相應(yīng)的位置信息；
[0035] b)在處理器處接收對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)標(biāo)識(shí)符的選擇；以及
[0036] c)經(jīng)由所述處理器的輸出端口輸出指向所述設(shè)備的控制信號(hào)，以便于基于所述一 個(gè)或多個(gè)預(yù)定的感興趣的區(qū)域的所選擇的一個(gè)的位置信息實(shí)時(shí)控制所述設(shè)備的設(shè)置。
[0037] 根據(jù)本申請(qǐng)的另一方面，提供一種用于控制與圖像捕捉有關(guān)的設(shè)備的設(shè)置的系 統(tǒng)，包括：
[0038] -存儲(chǔ)器，被配置為貯存將被所述設(shè)備處理的預(yù)定的感興趣的區(qū)域的一個(gè)或多個(gè) 標(biāo)識(shí)符和相應(yīng)的位置信息；
[0039] -處理器，與所述存儲(chǔ)器通信并且被配置為接收所述一個(gè)或多個(gè)標(biāo)識(shí)符的選擇； 以及
[0040] -輸出端口，與所述處理器集成，被配置為輸出指向所述設(shè)備的控制信號(hào)，以便于 基于所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的感興趣的區(qū)域的所選擇的一個(gè)的位置信息實(shí)時(shí)控制所述設(shè)備 的設(shè)置。
[0041] 根據(jù)實(shí)施例，上述系統(tǒng)的組件被提供在中央裝置（例如計(jì)算機(jī)）中，系統(tǒng)還包含一 個(gè)或多個(gè)用戶裝置（例如計(jì)算機(jī)，其可以是具有觸摸屏的平板計(jì)算機(jī)）以用于接收用戶命 令，所述用戶裝置與中央裝置通信。更具體地，所述用戶裝置可以被配置為經(jīng)由圖形用戶 界面將一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的感興趣的區(qū)域呈現(xiàn)給用戶，以及從用戶接收所述一個(gè)或多個(gè)感興 趣的區(qū)域的選擇，并且發(fā)送對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)感興趣的區(qū)域的引用（reference)到中央裝 置。
[0042] 根據(jù)本申請(qǐng)的另一方面，提供一種非瞬時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀的貯存器，在其上貯存將 被所述設(shè)備處理的預(yù)定的感興趣的區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)識(shí)符以及相應(yīng)的位置信息，所述計(jì) 算機(jī)可讀的貯存器還包含由處理器執(zhí)行的數(shù)據(jù)和指令，所述數(shù)據(jù)和指令包括：
[0043] -代碼模塊，用于接收所述一個(gè)或多個(gè)標(biāo)識(shí)符的選擇；以及
[0044] -代碼模塊，用于輸出指向所述設(shè)備的控制信號(hào)，以便于基于所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)定 的感興趣的區(qū)域的所選擇的一個(gè)的位置信息實(shí)時(shí)控制所述設(shè)備的設(shè)置。
[0045] 根據(jù)本申請(qǐng)的另一方面，提供一種用于控制與圖像捕捉有關(guān)的設(shè)備的設(shè)置的方 法，包括：
[0046] a)通過(guò)可見(jiàn)性獨(dú)立的感測(cè)裝置捕捉在感測(cè)裝置處的位置數(shù)據(jù)；
[0047] b)通過(guò)處理器從所述位置數(shù)據(jù)確定將被所述設(shè)備處理的感興趣的區(qū)域的位置信 息；以及
[0048] c)通過(guò)所述處理器的輸出端口輸出指向所述設(shè)備的控制信號(hào)，以便于基于所述感 興趣的區(qū)域的位置信息實(shí)時(shí)控制所述設(shè)備的設(shè)置。
[0049] 根據(jù)本申請(qǐng)的另一方面，提供一種用于控制與圖像捕捉有關(guān)的設(shè)備的設(shè)置的系 統(tǒng)，包括：
[0050] -可見(jiàn)性獨(dú)立的感測(cè)裝置，被配置為捕捉位置數(shù)據(jù)；
[0051] -處理器，與所述感測(cè)裝置通信，所述處理器被配置為基于所述位置和朝向數(shù)據(jù)確 定將被所述設(shè)備處理的感興趣的區(qū)域的位置信息；以及
[0052] -輸出端口，與所述處理器集成，被配置為輸出指向所述設(shè)備的控制信號(hào)，以便于 基于所述感興趣的區(qū)域的位置信息實(shí)時(shí)控制所述設(shè)備的設(shè)置。
[0053] 根據(jù)實(shí)施例，所述系統(tǒng)還包括控制器，所述控制器與所述輸出端口通信并且被配 置為用所述控制信號(hào)控制所述設(shè)備的設(shè)置。
[0054] 根據(jù)實(shí)施例，所述設(shè)置可以包括：攝像機(jī)的焦距設(shè)置、該攝像機(jī)的變焦設(shè)置、該攝 像機(jī)的光圈設(shè)置、該攝像機(jī)的兩眼間鏡頭角設(shè)置、該攝像機(jī)的搖攝設(shè)置、該攝像機(jī)的俯仰設(shè) 置、該攝像機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置、該攝像機(jī)的位置設(shè)置、照明設(shè)備控制設(shè)置和/或聲音設(shè)備設(shè)置。
[0055] 根據(jù)本申請(qǐng)的另一方面，提供一種非瞬時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀的貯存器，在其上貯存有 由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的數(shù)據(jù)和指令，具有用于從可見(jiàn)性獨(dú)立的感測(cè)裝置接收位置數(shù)據(jù)的輸入端 口，所述數(shù)據(jù)和指令包括：
[0056] -代碼模塊，用于基于所述位置數(shù)據(jù)和朝向數(shù)據(jù)確定將被所述設(shè)備處理的感興趣 的區(qū)域的位置信息；以及
[0057] -代碼模塊，用于輸出指向所述設(shè)備的控制信號(hào)，以便于基于所述感興趣的區(qū)域的 位置信息實(shí)時(shí)控制所述設(shè)備的設(shè)置。
[0058] 根據(jù)本申請(qǐng)的又一方面，提供一種用于控制與圖像捕捉有關(guān)的設(shè)備的設(shè)置的系 統(tǒng)，包括：
[0059] a)傳感器，安裝在將由攝像機(jī)捕捉的物體上，適應(yīng)于捕捉三維位置數(shù)據(jù)；
[0060] b)處理器，適應(yīng)于與傳感器通信以用于接收位置數(shù)據(jù)并且基于所述位置數(shù)據(jù)產(chǎn)生 控制信