專利名稱：在數(shù)碼相機(jī)中相對于背景場景定位對象的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及靜止數(shù)碼相機(jī)中多幅圖像的預(yù)先定位，用于隨后將這些 圖像合成到背景場景的圖像上。
背景技術(shù)：
藍(lán)屏成像合成技術(shù)使得生成多種特殊的視頻效果成為可能，例如信
以為真的巨人，或者例如電影"Honey I Shrunk The Kid"中縮小的人。 另一有用的效果使用了多個圖像層。對對象分別攝影，并且每次合
成一個對象，以使之成為一個多層合成圖像。本處理使得一個演員能夠
在同一場景中飾演多個角色。
并非所有的對象都必須是人。如果多層合成圖像中的對象之一是一
道火墻，那么之前合成的對象將被看到在火墻的后面，而隨后合成的對
象將被看到在相機(jī)側(cè)。為了有效果，在火后面的對象應(yīng)被制作得小一點，
而火的相機(jī)側(cè)的對象則被放大，以提供距離感。
盡管藍(lán)屏圖像合成處理是為電影和電視產(chǎn)品開發(fā)的，但它對于靜止
圖像同樣非常有效。另一種合成技術(shù)采用了亮度級檢測，但是不像藍(lán)屏
處理那么成功。甚至在靜態(tài)攝影中采用了二次膝光以產(chǎn)生合成圖像，來
達(dá)到藝術(shù)效果。
數(shù)碼相機(jī)問世以來，它的許多用戶希望不需要擁有圖像處理專家的 技術(shù)，就能他們自己實現(xiàn)某些此類特殊效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明允許靜止數(shù)碼相機(jī)的操作者在相機(jī)而不是計算機(jī)中相對于背 景場景圖像定位對象的高分辨率圖像。該對象和背景場景的低分辨率的 合成圖像，允許操作者相對于背景場景物理定位對象，而在相機(jī)的觀看 屏幕上觀察合成圖像。


該圖是示出了數(shù)碼相機(jī)預(yù)覽和生成多層合成圖像的層所需的功能的圖。
具體實施例方式
通過下面的實施例和附圖來解釋對象的圖像的定位。假設(shè)某人希望 拍七個朋友的團(tuán)體在某個外國地方的照片。他發(fā)現(xiàn)交通費(fèi)太過昂貴而不 容許，并且把朋友們同時聚集在一起也不太實際。他對于這個問題的解
決方式就是，使用一個數(shù)碼相機(jī)(4),在每個朋友有空的時候?qū)⑺麄兎謩e 拍攝下來。使用現(xiàn)有技術(shù)，隨后將圖像下載到計算機(jī)，以合成到背景場 景上。
然而，多層合成圖像需要所有的對象圖像相對于彼此并相對于該背 景場景適當(dāng)定位。如果在計算機(jī)中定位對象，就需要諸如Adobe Photoshop⑧的圖像編輯程序，或者類似的程序。為了避免這種復(fù)雜的操 作，當(dāng)相機(jī)配備了使用例如色度鍵技術(shù)的簡單合成程序時，就可以在數(shù) 碼相機(jī)中預(yù)先定位對象。創(chuàng)建用于當(dāng)前一代數(shù)碼相機(jī)中的這樣的、簡單 合成程序完全在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力之內(nèi)。
第一步就是拍攝下國外的背景場景，或者從諸如計算機(jī)(1)等外部源 向該相機(jī)傳輸合適的背景場景。第二步是選擇襯景(2)來放到對象的后 面。盡管可以使用幾乎任意色顏的無圖案的背景墻，但是如果背景墻的 色顏在對象的衣服色顏中沒有出現(xiàn)，并且符合相機(jī)所使用的合成程序的 要求，就很容易提取襯邊(matte)。襯邊是對象以光亮場景為背景的黑 色輪廓，它允許對象置于背景場景上，而不必進(jìn)行二次爆光。為了避免 在相機(jī)觀看屏幕上觀看的合成圖像被位于圖像框架內(nèi)的照明裝置、門以 及家具等干擾，使用了合成程序內(nèi)的窗口特征，來覆蓋掉或者刪除這些 對象。窗口的四個邊緣均可以被定位，以避免所觀看的圖像中出現(xiàn)不想 要的對象，從而可以有效地將襯景延伸到圖像框架的邊緣。該窗口功能 允許使用相對較小的襯景，該襯景僅延伸超過對象一小段距離。例如， 現(xiàn)代數(shù)碼相機(jī)通常包括一個四工位開關(guān)，該開關(guān)帶有一個選擇鍵。使用 該四工位開關(guān)可以將矩形輪廓的窗口進(jìn)行上/下和左/右移動。 一旦該窗 口位于所希望的位置，通常會包圍對象，但將圖像的其他部分排除在外， 就可以按下鍵以將窗口固定在所希望的位置。如果窗口太小或者太大，
也可以使用該四工位開關(guān)來重設(shè)窗口尺寸，使得該窗口包括前景對象， 并且排除了其他所有。當(dāng)前景對象被捕獲到的時刻，每個窗口的位置和 尺寸都作為對象圖像數(shù)據(jù)的一部分被記錄下來。當(dāng)對象的各層在計算機(jī) 1中被合成時，該窗口放置與尺寸數(shù)據(jù)定義了該窗口。擁有該預(yù)先定位 的對象的窗口尺寸、放置數(shù)據(jù)以及層數(shù)，就可以付出很少或沒有人為干 預(yù)而進(jìn)行圖像合成。
第三步是拍攝第一對象(3)。相機(jī)(4)中的合成程序?qū)ο蟮膱D像合 成到背景場景的圖像上，從而在相機(jī)觀看屏幕(5)上形成了合成圖像。
相機(jī)中的合成程序并不需要實際合成對象和背景場景的高分辨率圖 像。組成相機(jī)觀看屏幕上的圖像的像素數(shù)量是組成在相機(jī)中高分辨率數(shù) 碼圖像的像素數(shù)量的一小部分。在對象定位過程中被合成的是從高分辨 率圖像中提取的低分辨率復(fù)制品，具有相機(jī)觀看屏幕所要求的分辨率。
這些組成了觀看屏幕上的圖像的相對較少數(shù)目的像素以及簡單的合 成程序允許在對象位置被改變時將合成圖像迅速替換以保持合成圖像為 最新。
當(dāng)操作者觀察相機(jī)的觀看屏幕(5)的時候，背景場景就被固定在該相 機(jī)的觀看屏幕上，但是第一對象的圖像可以自由跟隨相機(jī)的移動。瞄準(zhǔn) 相機(jī)是最簡單的相對于背景圖像向上、向下、向左或者向右定位對象的 方式。對象的尺寸通過將其物理移動到靠近或遠(yuǎn)離相機(jī)的新位置來調(diào)整。 在其限制范圍內(nèi)，尺寸變化也能夠通過調(diào)整該相機(jī)的變焦鏡頭來進(jìn)行。
相對于該背景場景適當(dāng)?shù)囟ㄎ涣嗽搶ο笾螅摬僮髡甙聪孪鄼C(jī)上 的"拍攝，，鍵。在此瞬間，相機(jī)觀看屏幕上的合成圖像被捕獲。在相機(jī) 觀看屏幕上的合成圖像現(xiàn)在包括位于背景場景上的第一對象。該圖像被 存儲下來，因其將成為拍攝第二對象時的背景場景。
同時，捕獲并且存儲對照原先襯景預(yù)先定位的該第一對象的高分辨 率圖像。它被編碼為對象層#1。
當(dāng)?shù)诙ο罂色@得時，對照襯景放置他。第一對象和背景的合成圖 像被從存儲器中調(diào)出，并且成為該第二對象的背景場景。相機(jī)操作者將 第二對象定位，將他的圖像放在第一對象的圖像旁，記著給其余五個對 象留出空間。
滿足適當(dāng)放置第二對象的條件時，按下"拍攝"鍵。此時，第二對
象也成為了背景場景的一部分，并被存儲。它將成為第三對象的背景場 景。同時，對照襯景預(yù)先定位的第二對象的高分辨率圖像被存儲于相機(jī)
的存儲器中，并且被編碼為對象層#2。在第二對象以及隨后的對象的后 面使用的襯景不必須是對象#1所采用的相同襯景。襯景通常是基于其顏 色不匹配于對象衣服的任何顏色的標(biāo)準(zhǔn)來選擇，從而保證能夠提取良好 的襯邊。
對每個對象重復(fù)進(jìn)行上述處理，直到所有七個對象都被定位并且拍 攝下來。這七個高分辨率的預(yù)先定位的對象，每個都位于所選襯景的前 面，它們被下載到計算機(jī)，用于與所選背景場景合成。如果背景場景源 于該相機(jī)內(nèi)，那么最初的高分辨率的背景場景也被下栽到該計算機(jī)。在 此，這七個對象的低分辨率的合成圖像就可以丟棄了。
在相機(jī)而不是計算機(jī)中定位多層合成圖像的層的額外優(yōu)點是所有層
相對于彼此具有統(tǒng)一的分辨率。當(dāng)在計算機(jī)中進(jìn)行尺寸調(diào)整時，那些被 放大的圖像將比未放大的圖像具有更低的分辨率。
如果圖像已被預(yù)先定位，許多圖像合成程序?qū)⒑铣梢粋€或多個圖像 層，而不用操作者干預(yù)。諸如ULTIMATTE "Knock0ut，，(專利 No. 6， 134， 346 )的合成程序?qū)⒖梢砸运峁﹫D像的分辨率生成無瑕的高 質(zhì)量合成圖像。實質(zhì)上對多層合成圖像中的層數(shù)沒有限制。如果需要， 可以合成單一層或者一百層甚至更多層。
將對象在相機(jī)中進(jìn)行定位，也能夠在相機(jī)中制造高分辨率的合成圖 像。然而，以當(dāng)前包含在小型數(shù)碼相機(jī)中的有限的處理能力，在背景場 景上合成高分辨率的圖像需要耗費(fèi)相當(dāng)量的時間進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。然而， 隨著存儲器價格降低以及處理能力增加，由于已經(jīng)存在必需的技術(shù)，所 以在相機(jī)中執(zhí)行高分辨率合成圖像就成為可能了 。
本發(fā)明的所有要素，包括數(shù)字圖像合成，對于在為電影、電視產(chǎn)品 以及圖像藝術(shù)生成視覺特效的領(lǐng)域內(nèi)人員是公知的。美國專利 6， 134， 346是數(shù)字軟件圖像合成程序的示例。有至少十二個廠商在制作 圖像合成設(shè)備，或者其等同的軟件。如果已經(jīng)選擇了合適的襯景并且同 樣地照明，許多這樣的程序都能夠提取合適的襯邊。
使用諸如色度鍵技術(shù)的簡單數(shù)碼合成程序，因為其需要最少的處理 要求而可以被納入幾乎任何尺寸的數(shù)碼相機(jī)的設(shè)計中，包括蜂窩電話、
個人袖珍數(shù)碼相機(jī)以及較大的專業(yè)數(shù)碼相機(jī)。相機(jī)上的模式開關(guān)允許相 機(jī)功能鍵在定位對象圖像的時候用作合成功能鍵。合成程序和相機(jī)控制 功能可以放在普通的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理和圖像存儲芯片中。
權(quán)利要求
1.一種用于在數(shù)碼相機(jī)中將置于所選的襯景之前的對象的圖像相對于背景場景的圖像定位到所希望的位置的方法，該方法包括a)觀察所述相機(jī)觀看屏幕上的合成圖像，此時對所述對象與所述相機(jī)至少之一進(jìn)行物理定位，以相對于所述背景場景的圖像將所述對象的圖像置于所述所希望的位置，b)將所述定位在所述所選襯景前面的對象的圖像捕獲在所述相機(jī)中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述數(shù)碼相機(jī)包括程序，該程序用 于在為了在所述相機(jī)觀看屏幕上顯示而將所述對象與所述背景場景圖像 進(jìn)行合成之前，將該對象從其襯景中提取出來。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中當(dāng)所述對象圖像位于所述所希望的 圖像位置時，所述合成圖像被捕獲在所述相機(jī)中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中當(dāng)定位當(dāng)前對象時，可以相對于所 述背景場景定位多個對象圖像，以通過將之前定位的對象的合成圖像用 作背景場景形成多層合成圖像。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述所選襯景之前的所述對象的 每個所述被捕獲的圖像，相對于其在所述序列中的位置被賦予一序列號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述所選擇的襯景區(qū)域之外且在 所述相機(jī)觀看范圍內(nèi)的區(qū)域被覆蓋。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中當(dāng)所述對象以其完整分辨率被合成 時，包括所述覆蓋的窗口的位置被記錄，以便隨后使用。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述合成圖像是一系列合成圖像， 以在相對于所述背景場景將所述對象定位到所希望的位置的過程中，允 許所述觀看屏幕的觀察者看到物理移動所述對象和數(shù)碼相機(jī)之一的結(jié) 果。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中如在所述相機(jī)觀看屏幕上看到的所 述合成圖像，是由包括一合成圖像的兩個組件組成的，每個組件在合成 之前都以所述觀看屏幕的分辨率。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中在所述相機(jī)中形成的所述合成圖 像的質(zhì)量受所述相機(jī)的合成程序的對象提取能力限制。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述相機(jī)和所述對象中的至少一 個被物理重新定位，彼此接近或遠(yuǎn)離以調(diào)整所述對象的圖像尺寸。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中可以改變所述相機(jī)的焦距，以調(diào) 整所述對象圖像尺寸。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述數(shù)碼相機(jī)配置有模式開關(guān)， 以允許該相機(jī)的控制鍵用于所述圖像定位。
14. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述程序使用所述相機(jī)的數(shù)據(jù)處 理和圖像存儲芯片。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述合成圖像是使用用于獲得二 次曝光的裝置來創(chuàng)建的。
全文摘要
一種使用數(shù)碼相機(jī)將置于所選襯景之前的對象的圖像相對于出現(xiàn)在相機(jī)觀看屏幕上的背景場景的圖像定位在希望位置的方法。在相機(jī)的觀看屏幕上觀察圖像，對所述對象與所述相機(jī)至少之一進(jìn)行物理定位，以相對于所述背景場景的圖像將所述對象的圖像置于所述所希望的位置。將該定位在所述背景場景的前面的對象的圖像捕獲在相機(jī)中。然后形成該對象和背景場景的合成圖像。使用前面的合成圖像作為每個增加的對象的背景場景可以捕獲并合成附加的對象。
文檔編號H04N5/262GK101171834SQ200680014837
公開日2008年4月30日 申請日期2006年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月7日
發(fā)明者P·烏拉霍斯 申請人:伊馬特公司