專利名稱：捕獲畫(huà)面數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成像，更具體地，涉及捕獲畫(huà)面(visual)和空間數(shù)據(jù)， 以例如為多維顯示器提供圖像處理選擇方案。
背景技術(shù)：
隨著電影和電視技術(shù)趨于一致，影音選擇(audio-visual choice )，例 如其中顯示屏大小、分辨率和聲音，已經(jīng)^皮才是高和擴(kuò)展，例如具有由數(shù)字 視頻磁盤(pán)、計(jì)算機(jī)和在互聯(lián)網(wǎng)上呈現(xiàn)的介質(zhì)的觀看選擇和質(zhì)量。家庭觀看技術(shù)的發(fā)展消極地影響影院(例如，電影院)體驗(yàn)的價(jià)值，且家庭觀看和 影院觀看之間的顯示質(zhì)量的差異最小化到可能威脅整個(gè)電影放映場(chǎng)所和 工業(yè)的程度。家庭觀看者可以并將繼續(xù)享受曾經(jīng)只能在電影院里得到的很 多技術(shù)好處，從而增加了對(duì)在電影院中專有的新的和獨(dú)特的體驗(yàn)效果的需 要。
當(dāng)以例如在膠片和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)中普遍的常見(jiàn)現(xiàn)有技術(shù)"兩維，，格式捕 獲圖像時(shí)，圖像中物體的三維實(shí)體不幸地被失去。在沒(méi)有實(shí)際圖像形態(tài)
(aspect)的特殊數(shù)據(jù)的情況下，允許人眼推斷圖像中物體的深度關(guān)系， 包括一般在電影院中放映以及在電視機(jī)、計(jì)算機(jī)和其他顯示器上呈現(xiàn)的圖 像。觀看者已知的畫(huà)面線索或者"記號(hào)"因而"在精神上，，并相對(duì)于彼此 被分配給前景和背景，至少到大腦能夠辨別的程度。當(dāng)人觀察實(shí)際的物體 時(shí)，空間或深度數(shù)據(jù)被大腦解釋為兩個(gè)眼睛的偏移位置的函數(shù)，從而使人 能夠解釋例如在現(xiàn)有技術(shù)的攝像機(jī)中兩維捕獲的在遠(yuǎn)處的物體的深度。人 類感知不能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和邏輯自動(dòng)地"布置"，實(shí)質(zhì)上一般由觀看者的大腦 分配深度布置，以便允許畫(huà)面在人類感知中產(chǎn)生"空間感覺(jué)"。
在現(xiàn)有技術(shù)中，涉及發(fā)送和接收信號(hào)和/或電子產(chǎn)生的傳輸以測(cè)量物 體的空間關(guān)系的技術(shù)如聲納和雷達(dá)是公知的。這樣的技術(shù)一般涉及計(jì)算到 電子接收器的傳輸?shù)?返回時(shí)間"的差異，因而提供了距離數(shù)據(jù)，該距離 數(shù)據(jù)表示在相應(yīng)的測(cè)量區(qū)域中的物體和廣播信號(hào)或傳輸?shù)膯卧g的距 離和/或空間關(guān)系。空間關(guān)系數(shù)據(jù)通過(guò)例如距離采樣和/或其他多維數(shù)據(jù)收 集技術(shù)來(lái)提供，并且數(shù)據(jù)與畫(huà)面捕獲耦合以產(chǎn)生區(qū)域的三維模型。
當(dāng)前，在現(xiàn)有技術(shù)中不存在提供美學(xué)上優(yōu)良的多維畫(huà)面的系統(tǒng)或方 法，所述多維畫(huà)面合并例如由攝像機(jī)捕獲的畫(huà)面數(shù)據(jù)與實(shí)際的空間數(shù)據(jù)， 該空間數(shù)據(jù)與畫(huà)面的形態(tài)(aspect)有關(guān)，并且包括隨后進(jìn)行的圖像形態(tài) 之間的數(shù)字描繪(digital delineation),以呈現(xiàn)多個(gè)圖像和/或圖像形態(tài)的 增強(qiáng)型分層顯示。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明包括用于提供多維畫(huà)面信息并利用攝影機(jī)捕獲圖像的方法，其中，所述圖像包括畫(huà)面形態(tài)(visual aspect)。進(jìn)一步 地，捕獲與畫(huà)面形態(tài)有關(guān)的空間數(shù)據(jù)；并且從捕獲的圖像捕獲圖像數(shù)據(jù)。 最后，該方法包括將圖像數(shù)據(jù)選擇性地變換為空間數(shù)據(jù)的函數(shù)，以提供多 維畫(huà)面信息。
在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明包括用于捕獲透鏡圖像的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包 括可操作來(lái)捕獲透鏡圖像的攝像機(jī)。進(jìn)一步地，包括空間數(shù)據(jù)收集器，其 可操作來(lái)收集與在捕獲的畫(huà)面中的至少一個(gè)畫(huà)面元素有關(guān)的空間數(shù)據(jù)。另 外，包括計(jì)算設(shè)備，其可操作以利用空間數(shù)據(jù)來(lái)辨別捕獲的畫(huà)面的三維形態(tài)。
在又一實(shí)施方案中，本發(fā)明包括用于捕獲并放映多維圖像的系統(tǒng)。提 供了捕獲和記錄設(shè)備，其中在視覺(jué)上呈現(xiàn)在捕獲的圖像中的畫(huà)面元素的距 離數(shù)據(jù)被捕獲并記錄。進(jìn)一步地，提供了分配設(shè)備，其可操作來(lái)辨別并分 配捕獲的圖像中的信息。此外，包括可操作來(lái)顯示捕獲的圖像的放映設(shè)備， 其中放映設(shè)備包括協(xié)同地顯示圖像的多個(gè)顯示器，其中，所述多個(gè)顯示器 在離觀看者選擇性地不同的距離處顯示圖像。
根據(jù)參考附圖的本發(fā)明的下列描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得 顯而易見(jiàn)。


出于舉例說(shuō)明本發(fā)明的目的，在附圖中示出目前優(yōu)選的形式，但是應(yīng) 該理解，本發(fā)明并不限于所示的明確的布置和工具。根據(jù)參考附圖的本發(fā) 明的下列描述，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)，其中
圖1示出了對(duì)各種圖像形態(tài)操作的多個(gè)攝像機(jī)和與深度相關(guān)的測(cè)量 設(shè)備。
圖2示出了具有簡(jiǎn)單和不同的前景和背景元素的示例性拍攝的山脈 場(chǎng)景；
圖3示出了在圖2中示出的山脈場(chǎng)景，示例性空間采樣數(shù)據(jù)應(yīng)用于該 山脈場(chǎng)景；圖4示出了在圖3中示出的具有圖像的前景元素的山脈場(chǎng)景，所述前 景元素選擇性地從背景元素中分離；
圖5示出了圖3中示出的具有圖像的背景元素的山脈場(chǎng)景，所述背景 元素選擇性地從前景元素中分離；以及
圖6示出了由與在視覺(jué)上捕獲的圖像形態(tài)有關(guān)的所收集的空間數(shù)據(jù) 產(chǎn)生的立體地圖的橫截面。
具體實(shí)施例方式
優(yōu)選地，提供了一種系統(tǒng)和方法，除了由攝像機(jī)捕獲的在這里一般稱 為"畫(huà)面"的畫(huà)面場(chǎng)景以外，該系統(tǒng)和方法還4是供例如由空間數(shù)據(jù)采樣i殳 備捕獲的空間數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，由攝像機(jī)捕獲的畫(huà)面在這里一般稱為"圖像"。 優(yōu)選地，畫(huà)面和空間數(shù)據(jù)被共同提供，從而可以例如在生產(chǎn)后處理期間使 用關(guān)于畫(huà)面的三維形態(tài)的數(shù)據(jù)。另外，參考與圖像有關(guān)的實(shí)際選擇的非圖 像數(shù)據(jù)來(lái)提供用于影響"兩維"捕獲的圖像的成像選擇；這實(shí)現(xiàn)了圖像的 多維外觀，進(jìn)一步提供了其他的圖像處理選擇。
在實(shí)施方案中，提供了一種多維成像系統(tǒng)，其包括攝像機(jī)，并且還包 括一個(gè)或更多可操作來(lái)發(fā)送和接收傳輸以測(cè)量空間和深度信息的設(shè)備。此 夕卜，數(shù)據(jù)管理模塊可操作來(lái)接收空間數(shù)據(jù)并在分離的顯示器上顯示不同的 圖像。
如這里使用的，術(shù)語(yǔ)"模塊" 一般指有助于本發(fā)明的有效性的一個(gè)或 更多的分立部件?？蛇x地，模塊可操作或依賴于一個(gè)或更多模塊，以便起 作用。
優(yōu)選地，提供了計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令(例如，軟件)，以選擇性地分配 場(chǎng)景的前景和背景(或者與優(yōu)先權(quán)有關(guān)的其他不同的圖像)形態(tài)，并且將 形態(tài)分離為不同的圖像信息。此外，執(zhí)行空間數(shù)據(jù)接收的已知方法，以產(chǎn) 生三維地圖并產(chǎn)生圖像的各種三維形態(tài)。
可以使用多個(gè)介質(zhì)中的第 一 個(gè)，例如捕獲圖像中的畫(huà)面的膠片，并且 多個(gè)介質(zhì)中的第二個(gè)可以為例如數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備。非畫(huà)面的、與空間相關(guān)的數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在其他介質(zhì)中和/或傳輸?shù)狡渌橘|(zhì)或從其他介質(zhì)中傳輸出 來(lái)，并且優(yōu)選地在處理期間使用，以通過(guò)對(duì)照存儲(chǔ)在一個(gè)介質(zhì)(例如，膠 片)上的圖像和存儲(chǔ)在其他介質(zhì)(例如，數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備)上的空間數(shù)據(jù)來(lái) 修改圖像。
優(yōu)選地，提供計(jì)算機(jī)軟件以選擇性地對(duì)照空間數(shù)據(jù)和相應(yīng)的圖像，并 且可以在不需要手工用戶輸入或指令的情況下修改圖像，以識(shí)別關(guān)于畫(huà)面 的各個(gè)部分和空間信息。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，沒(méi)有必要 去除所有的例如產(chǎn)生美學(xué)調(diào)節(jié)的用戶輸入。因此，優(yōu)選地，軟件實(shí)質(zhì)上自
動(dòng)地運(yùn)行。計(jì)算機(jī)運(yùn)行的"變換(transform)，，程序可運(yùn)行來(lái)修改最初捕 獲的圖像數(shù)據(jù)，以獲得實(shí)質(zhì)上不限數(shù)量的最終可顯示的"版本"，如用戶 的美學(xué)目標(biāo)所確定的。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，提供了一種連接有深度測(cè)量元件的攝像機(jī)。攝像 機(jī)可以是幾種類型中的一種，包括運(yùn)動(dòng)圖片、數(shù)字、高清晰度的數(shù)字影院 攝像機(jī)、電視攝像機(jī)或者膠片攝像機(jī)。在一個(gè)實(shí)施方案中，優(yōu)選地，攝像 機(jī)是例如在于2006年6月5日提交的且題目為"MULTI-DIMENSIONAL IMAGING SYSTEM AND METHOD"的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)11/447,406 中描述的并要求權(quán)利的"混合攝像機(jī)"。優(yōu)選地，這樣的混合攝像機(jī)提供 了雙對(duì)焦(dual focus )捕獲，例如用于雙對(duì)焦;故映。才艮據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí) 施方案，混合攝像機(jī)相應(yīng)地設(shè)置有深度測(cè)量元件。深度測(cè)量元件可以提供 例如聲納、雷達(dá)或其他深度測(cè)量特征。
因此，優(yōu)選地，混合攝像機(jī)可操作來(lái)接收出現(xiàn)在捕獲的圖像數(shù)據(jù)中的 物體的圖像和空間相關(guān)數(shù)據(jù)。特征的組合能夠在生產(chǎn)后和/或放映處理期 間提供額外的創(chuàng)造性選擇。進(jìn)一步地，可用各種各樣的方式從傳統(tǒng)的電影 投影和/或電視顯示向觀看者提供圖像數(shù)據(jù)。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，混合攝像機(jī)，例如數(shù)字高清晰度攝像機(jī)單元， 配置成在攝像機(jī)的框架中合并深度測(cè)量傳輸及接收元件。與深度相關(guān)的數(shù) 據(jù)優(yōu)選地根據(jù)由相同的攝像機(jī)數(shù)字捕獲的畫(huà)面數(shù)據(jù)被接收和選擇性地記 錄，因而從與捕獲的關(guān)鍵圖像區(qū)有關(guān)的攝像機(jī)數(shù)據(jù)中選擇性地提供深度信 息或距離信息。在實(shí)施方案中，優(yōu)選地，與深度相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄在用于存儲(chǔ)數(shù)字畫(huà)面 數(shù)據(jù)的相同磁帶或者存儲(chǔ)介質(zhì)上。數(shù)據(jù)(無(wú)論是否記錄在相同的介質(zhì)上) 是時(shí)間代碼或否則被同步，用于在與捕獲并存儲(chǔ)或者捕獲并傳輸、廣播等 的相應(yīng)畫(huà)面有關(guān)的數(shù)據(jù)之間的適當(dāng)參考。如上所述，與深度相關(guān)的數(shù)據(jù)可 以存儲(chǔ)在除了存儲(chǔ)有畫(huà)面數(shù)據(jù)的特定介質(zhì)以外的介質(zhì)上。當(dāng)孤立地在視覺(jué) 上呈現(xiàn)時(shí)，空間數(shù)據(jù)提供構(gòu)造的圖像區(qū)域的一種"立體地圖"。如這里所 使用的，構(gòu)造的圖像區(qū)域一般稱為圖像"活動(dòng)區(qū)域，，。例如為了三維圖像 效果，此立體地圖可以接著被應(yīng)用于在選擇性地慎重和特定的水平上修改 圖像數(shù)據(jù)，如打算供最后的顯示使用的。
此外，可選地，在捕獲并存儲(chǔ)畫(huà)面數(shù)據(jù)時(shí)，同時(shí)收集并記錄與深度相 關(guān)的數(shù)據(jù)?？蛇x地，深度數(shù)據(jù)可以在與數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的每個(gè)幀相近的時(shí)間
周期內(nèi)被捕獲，和/或視頻數(shù)據(jù)被捕獲。進(jìn)一步地，如在上面確認(rèn)的Mowry 的臨時(shí)和非臨時(shí)未決的專利申請(qǐng)中公開(kāi)的，其涉及數(shù)字或膠片圖像的關(guān)鍵 幀生成，以提供影響例如分辨率的增強(qiáng)的每個(gè)圖像數(shù)據(jù)內(nèi)容，深度數(shù)據(jù)不 必相對(duì)于捕獲的每個(gè)圖像收集。對(duì)于現(xiàn)有圖像(例如，對(duì)于變形)的圖像 推斷特征可以允許在圖像捕獲期間例如每秒少于24幀被空間采樣和存 儲(chǔ)。數(shù)字推斷特征還可以允許周期性的空間捕獲，以相對(duì)于捕獲的透鏡圖 像影響在與圖像中的物體有關(guān)的空間數(shù)據(jù)樣本之間捕獲的很多圖像中的 圖像區(qū)。為系統(tǒng)保存可接受的空間數(shù)據(jù)樣本，以獲得可接受的美學(xué)效果和 效應(yīng)，同時(shí)圖像"區(qū)"或形態(tài)在每個(gè)空間數(shù)據(jù)樣本之間轉(zhuǎn)換。自然地，在 靜止的攝像機(jī)或者本發(fā)明的單幀應(yīng)用中，針對(duì)所捕獲的每個(gè)單獨(dú)的靜止圖 像，優(yōu)選地聚集并存儲(chǔ)單個(gè)空間集合或"地圖"。
進(jìn)一步地，如在上面確認(rèn)的Mowry的臨時(shí)和非臨時(shí)未決的專利申請(qǐng) 中公開(kāi)的以及否則如本領(lǐng)域中公知的其他裝置和選擇方案，可以選擇性地 與這里所述的空間數(shù)據(jù)采集成像系統(tǒng)連接。例如，捕獲不同聚焦(或否則 由于光學(xué)或其他圖像變化效果而不同)版本的透鏡采集的圖像可以包括這 里公開(kāi)的空間數(shù)據(jù)的收集。這可以例如允許更加分離地應(yīng)用和使用被捕獲 的透鏡畫(huà)面的不同版本，作為兩個(gè)不同的圖像。例如上面描述的關(guān)鍵幀方 法增加了圖像分辨率(通過(guò)允許關(guān)鍵幀在圖像數(shù)據(jù)內(nèi)容中非常高，以注入具有該數(shù)據(jù)的隨后的圖像)，且還可與這里的空間數(shù)據(jù)采集裝置連接，從 而產(chǎn)生了唯一的關(guān)鍵幀生成混合器件。以該方法，關(guān)鍵幀(其還可以是被 選擇性地捕獲以增加材料的總成像分辨率同時(shí)延長(zhǎng)傳統(tǒng)介質(zhì)的記錄時(shí)間
的關(guān)鍵幀，如每個(gè)Mowry)還可以使與其有關(guān)的空間數(shù)據(jù)被保存。因此， 關(guān)鍵幀可能不僅用于畫(huà)面數(shù)據(jù)，而且關(guān)鍵幀用于與圖像有關(guān)的其他方面數(shù) 據(jù)，從而允許關(guān)鍵幀提供與其他圖像細(xì)節(jié)有關(guān)的圖像數(shù)據(jù)和信息；這樣的 一個(gè)例子是圖像形態(tài)分配數(shù)據(jù)(關(guān)于這樣的形態(tài)相對(duì)于觀看者的位置的顯 示)。
如上面確認(rèn)的Mowry的臨時(shí)和非臨時(shí)未決的專利申請(qǐng)中所公開(kāi)的， 以額外的選擇方案增強(qiáng)并改善生產(chǎn)后和/或放映處理，作為這樣的數(shù)據(jù)的 結(jié)果，該數(shù)據(jù)是對(duì)由攝像機(jī)捕獲的畫(huà)面的補(bǔ)充。例如，可提供用來(lái)顯示由 單個(gè)透鏡捕獲的不同聚焦的圖像的雙屏幕。根據(jù)這里的實(shí)施方案，與深度 相關(guān)的數(shù)據(jù)根據(jù)用戶期望的參數(shù)選擇性地應(yīng)用于圖像區(qū)。數(shù)據(jù)以選擇性的 特征和/或優(yōu)先權(quán)被應(yīng)用，并且可以包括具有數(shù)據(jù)的計(jì)算處理，該數(shù)據(jù)在 確定和/或決定哪個(gè)圖像數(shù)據(jù)被傳遞到相應(yīng)的屏幕方面是有用的。例如， 前景和背景數(shù)據(jù)可以選擇成產(chǎn)生具有特殊效果或趣味的觀看體驗(yàn)。根據(jù)這 里的教導(dǎo)，可提供三維畫(huà)面效果作為與空間差異一起出現(xiàn)的圖像數(shù)據(jù)，從 而模擬在圖像捕獲期間出現(xiàn)的前景和背景圖像數(shù)據(jù)的逼真的空間差異，雖 然在捕獲期間在顯示屏和實(shí)際前景和背景元素之間不必有相同的距離。
適合于(例如在尺寸上)獲得期望的最終圖像效果。在離觀看者變化的距 離處的多個(gè)顯示器或顯示裝置允許完全分離和嚴(yán)格的多維顯示的可能性。 可能地，與單個(gè)"像素"相比一樣小或者甚至更小的圖像形態(tài)，例如在修 改的顯示中，相對(duì)于觀看者的位置具有其自己的唯一距離，正如單個(gè)實(shí)際 畫(huà)面可以包括例如相對(duì)于觀看者或活動(dòng)的場(chǎng)景或捕獲其的攝像機(jī)，與一直 到所觀看的物體的每個(gè)形態(tài)的唯一距離。
優(yōu)選地，由設(shè)置在攝像機(jī)中或設(shè)置有攝像機(jī)的深度測(cè)量裝置收集的與 深度相關(guān)的數(shù)據(jù)，使全部圖像數(shù)據(jù)和其中選定區(qū)的特別處理成為可能。例 如通過(guò)在上述臨時(shí)和非臨時(shí)專利申請(qǐng)中公開(kāi)的偏移屏幕方法或者可選地通過(guò)其他^^知的技術(shù)，例如，物體的三維畫(huà)面實(shí)體的復(fù)制實(shí)現(xiàn)為與捕獲的 圖像數(shù)據(jù)有關(guān)。與在視覺(jué)上捕獲的對(duì)象有關(guān)的額外數(shù)據(jù)的存在，因此不管 為電影、電視還是靜止的攝影，都提供了過(guò)多的生產(chǎn)后和特別的處理選擇， 否則在傳統(tǒng)的攝影或數(shù)字捕獲中將失去這些生產(chǎn)后和特別的處理選擇。進(jìn) 一步地，從單個(gè)圖像產(chǎn)生并根據(jù)空間數(shù)據(jù)變換的不同圖像文件，可以選擇 性地將最初捕獲的圖像的所有形態(tài)保存在所產(chǎn)生的每個(gè)新圖像文件中。優(yōu) 選地，根據(jù)空間數(shù)據(jù)強(qiáng)加特定的修改，以獲得期望的放映效果，從而產(chǎn)生 不同的最終圖像文件，所述不同的最終圖像文件不必"減少，，圖像形態(tài)以 變得互相不同。
在本發(fā)明的再一結(jié)構(gòu)中，第二 (附加的)空間/深度測(cè)量設(shè)備可以與 攝像機(jī)一起操作，而在物理上不是攝像機(jī)的一部分或者甚至位于攝像機(jī)的 物理緊鄰區(qū)域。為了其他效果目的和數(shù)字工作，考慮到在攝像機(jī)透鏡視野
之外的物體部分的數(shù)據(jù)，多個(gè)發(fā)射/接收裝置(或者其他深度/空間和/或3D
測(cè)量設(shè)備)可以選擇性地例如相對(duì)于攝像機(jī)定位，以便提供在攝像機(jī)透鏡 視野中的物體的額外的位置、形狀和距離數(shù)據(jù)(和其他有關(guān)的定位和形狀 數(shù)據(jù))，以增強(qiáng)生產(chǎn)后選擇。
在實(shí)施方案中，多個(gè)空間測(cè)量單元選擇性地相對(duì)于攝像機(jī)透鏡定位， 以提供與攝影機(jī)正在拍攝的東西有關(guān)的環(huán)境和物體的清楚的和選擇性地 詳細(xì)的三維數(shù)據(jù)地圖。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)地圖用于修改由攝像機(jī)捕獲的圖像，
或者超過(guò)在二維影院中提供的至少分層的多維印象。進(jìn)一步地，與圖像有 關(guān)的空間數(shù)據(jù)可以考慮已知的成像選擇，已知的成像選擇在將被"模仿" 或臨時(shí)提供的圖像中僅僅是三維性質(zhì)，而甚至沒(méi)有"一些"空間數(shù)據(jù)或者 除圖像數(shù)據(jù)以外的用于提供與圖像的增加維數(shù)有關(guān)的信息的其他數(shù)據(jù)。多 于一個(gè)的圖像捕獲攝像機(jī)可進(jìn)一步用于收集這樣的多位置圖像和空間數(shù) 據(jù)采集系統(tǒng)的信息。
現(xiàn)在參考附圖，其中相似的參考數(shù)字表示相似的元件，圖l示出了攝
像機(jī)102，其可被格式化為例如膠片攝像機(jī)或者高清晰度數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，并 且優(yōu)選地與單個(gè)或者多個(gè)空間數(shù)據(jù)采樣設(shè)備104A和104B連接，104A和104B用于捕獲兩個(gè)物體——樹(shù)和桌子的示例性畫(huà)面的圖像和空間數(shù)據(jù)。
在圖l所示的實(shí)施例中，空間數(shù)據(jù)采樣設(shè)備104A連接到攝像機(jī)102,而 空間數(shù)據(jù)采樣設(shè)備104B沒(méi)有。前景空間采樣數(shù)據(jù)106和背景空間采樣數(shù) 據(jù)IIO尤其在最終的顯示中實(shí)現(xiàn)了桌子與樹(shù)的可能的分離，從而在離觀看 者不同的深度/距離處沿著觀看者的視線提供放映形態(tài)上的每個(gè)元素。進(jìn) 一步地，背景采樣數(shù)據(jù)110提供了圖像數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)或者選擇性地分離的 圖像形態(tài)的實(shí)際"立體地圖"記錄，該圖像形態(tài)一般與在所捕獲的圖像中 的可辨別的物體(例如，圖1中所示的桌子和樹(shù))有關(guān)。圖像高清晰度記 錄介質(zhì)108可以是例如膠片或電子介質(zhì)，膠片或電子介質(zhì)選擇性地與由空 間數(shù)據(jù)采樣設(shè)備104提供的空間數(shù)據(jù)同步和/或與空間數(shù)據(jù)協(xié)同地被記錄。
圖2示出了示例性拍攝的山脈場(chǎng)景200,具有人類大腦容易"布置" 的簡(jiǎn)單且不同的前景和背景元素。由于清楚和熟悉的空間深度標(biāo)記/線索， 前景和背景元素相對(duì)于4皮此^皮人類大腦感知。
圖3示出了圖2所示的畫(huà)面山脈場(chǎng)景300，示例性空間采樣數(shù)據(jù)應(yīng)用 于圖像的不同元素。優(yōu)選地，計(jì)算設(shè)備使用特定的空間深度數(shù)據(jù)變換程序， 以隨后建立不同圖像數(shù)據(jù)文件，用于在相對(duì)于觀看者位置的不同深度的距 離處選擇性地顯示。
圖4示出了相應(yīng)于畫(huà)面山脈場(chǎng)景300 (圖3中所示)的圖像400，具 有圖像的"前景"元素，所述前景元素選擇性地從背景元素中分離，作為 應(yīng)用于其的空間采樣數(shù)據(jù)的函數(shù)。相應(yīng)的元素在不同的最終顯示圖4象信息 的創(chuàng)建中是有用的。
圖5示出了相應(yīng)于畫(huà)面山脈場(chǎng)景300 (圖3中所示)的圖4象500,具 有圖像的背景元素，所述背景元素選擇性地從前景元素中分離，作為應(yīng)用 于其的空間采樣數(shù)據(jù)的函數(shù)。圖5示出了在"兩個(gè)深度"系統(tǒng)中辨別的背 景元素，用于不同的顯示并與前景元素區(qū)分開(kāi)來(lái)。山脈的層表明空間上界 定的圖像形態(tài)描繪的無(wú)限潛力，例如"5個(gè)深度"的放映系統(tǒng)，可能允許 每個(gè)不同的"山脈形態(tài)"和背景天空根據(jù)沿觀看者視線的離觀看者的距離， 相對(duì)于觀看者的位置占據(jù)其自己的不同顯示位置。
圖6示出了立體地圖的橫截面600,其由與在視覺(jué)上捕獲的圖像形態(tài)有關(guān)的所收集的空間數(shù)據(jù)產(chǎn)生。在圖6所示的實(shí)施方案中，根據(jù)攝像機(jī)透 鏡與畫(huà)面的相應(yīng)距離，立體地圖的橫截面描繪從最遠(yuǎn)到最近的圖像特征。 畫(huà)面被顯示為在離系統(tǒng)的攝像機(jī)透鏡的實(shí)際的相應(yīng)距離處具有其實(shí)際的 特征形態(tài)(例如，山)。
在黑白運(yùn)動(dòng)圖片的色化處理(colorization )期間，色彩信息一般被添 加到"關(guān)鍵幀"，并且未著色的膠片的一些幀具有的顏色通常為推測(cè)結(jié)果， 并且通常不以任何方式與最初捕獲在黑白膠片上時(shí)的物體的實(shí)際顏色有 關(guān)。"三膠巻彩色印片(technicolor 3 strip)"色彩分離工藝捕獲并存儲(chǔ) (在不同的黑白膠片中)彩色"信息記錄，，，以用于重建原始場(chǎng)景的可顯 示的版本、展示顏色"增加，，，如在最初拍攝期間由實(shí)際顏色呈現(xiàn)的表示 告知的。
類似地，根據(jù)這里的教導(dǎo)，在最初的圖像捕獲期間捕獲的空間信息可 潛在地告知(同三膠巻彩色印片工藝一樣)通過(guò)攝像機(jī)透鏡捕獲的原始畫(huà) 面的實(shí)質(zhì)上無(wú)限數(shù)量的"版本"。例如，因?yàn)?多么紅(howmuchred)，， 在從三膠巻彩色印片印刷產(chǎn)生印刷中是可變的，不排除修飾實(shí)際上是紅色 的而不是藍(lán)色的，本發(fā)明在從畫(huà)面和其對(duì)應(yīng)的空間"立體地圖"記錄中獲 得期望的效果(例如，三維畫(huà)面效果)時(shí)，考慮這樣范圍的美學(xué)選擇和應(yīng) 用。因此，例如，可以聚集具有選擇性的細(xì)節(jié)的空間lt據(jù)，意指"每個(gè)圖 像聚集多少空間數(shù)據(jù)"是由預(yù)定的顯示設(shè)備或"明天"的預(yù)期顯示設(shè)備的 組件最佳地告知的變量。根據(jù)具有聲音、具有色彩等的原始膠片的歷史效 果，甚至在它對(duì)捕獲并放映這樣的材料具有成本效益之前，對(duì)未來(lái)使用、 應(yīng)用和系統(tǒng)兼容性的這樣的方案的價(jià)值是公知的。在成像發(fā)展的今天，即 使多年以來(lái)沒(méi)有應(yīng)用于捕獲的圖像的顯示版本，這里所述的采集空間信息 的價(jià)值也可能是巨大的，并且因此對(duì)現(xiàn)在圖像放映的商業(yè)推薦者非常恰 當(dāng)，包括運(yùn)動(dòng)圖片、靜止的拍攝、視頻博弈(gaming)、電視和涉及成像 的其他放映。
對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，本發(fā)明提供的其他用途和產(chǎn)品是顯而易 見(jiàn)的。例如，在實(shí)施方案中，數(shù)量不受限制的圖像顯示區(qū)域在沿著觀看者 的視線的不同深度處呈現(xiàn)。例如，IO英寸深的清晰的立方體顯示器(cubedisplay),根據(jù)每個(gè)像素距攝像機(jī)的空間和深度位置，來(lái)在不同深度處提 供圖像的每個(gè)"像素"。在另一實(shí)施方案中，三維電視屏幕設(shè)置有"最后" 的背景區(qū)域，在該電視屏幕內(nèi)，像素例如從左到右而且選擇性地從近到遠(yuǎn)
(例如，從前到后)地被水平提供，比起在一些其它深度處，更多的數(shù)據(jù) 可能出現(xiàn)在"最后"的背景區(qū)域。在最后的背景的前面，前景數(shù)據(jù)占據(jù)了
"稀疏的"深度區(qū)域，也許只有少量的像素出現(xiàn)在特定的深度點(diǎn)。因此， 圖像文件可按選擇性地變化的形式保存圖像形態(tài)，例如，在一個(gè)文件中， 背景以非常軟的焦點(diǎn)提供(例如，被強(qiáng)加)。
因此，盡管關(guān)于其中的具體實(shí)施方案描述了本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員而言J艮多其他的變化和修改以及其他用途將變得顯而易見(jiàn)。因而， 優(yōu)選地，本發(fā)明不凈皮這里的特定公開(kāi)內(nèi)容限制。
權(quán)利要求
1.一種用于提供多維畫(huà)面信息的方法，所述方法包括利用攝像機(jī)捕獲圖像，其中，所述圖像包括畫(huà)面形態(tài)；捕獲與所述畫(huà)面形態(tài)有關(guān)的空間數(shù)據(jù)；由所述捕獲的圖像產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)；以及選擇性地將所述圖像數(shù)據(jù)作為所述空間數(shù)據(jù)的函數(shù)進(jìn)行變換，以提供所述多維畫(huà)面信息。
2. —種用于捕獲透鏡圖像的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 攝像機(jī)，其可操作來(lái)捕獲所述透鏡圖像；空間數(shù)據(jù)收集器，其可操作來(lái)收集與所述捕獲的畫(huà)面中的至少一個(gè)畫(huà) 面元素有關(guān)的空間數(shù)據(jù)；以及計(jì)算設(shè)備，其可操作來(lái)利用所述空間數(shù)據(jù)以辨別所述捕獲的畫(huà)面的三 維形態(tài)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述畫(huà)面的三維形態(tài)根據(jù)所 述空間數(shù)據(jù)顯示在相對(duì)于觀看者的選擇性地不同的距離處，其中，所述距 離包括沿著觀看者視線的不同點(diǎn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像被電子捕獲。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像被數(shù)字捕獲。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像被捕獲在攝影膠片上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，還包括偏移信息，所述偏移信息表 示所述空間數(shù)據(jù)收集器相對(duì)于所述攝像機(jī)的選定形態(tài)的物理位置，以及進(jìn) 一步地，其中，所述計(jì)算設(shè)備利用所述偏移信息來(lái)選擇性地調(diào)整由所述空 間數(shù)據(jù)收集器的所述物理位置產(chǎn)生的所述空間數(shù)據(jù)中的偏移失真。
8. —種用于捕獲攝影圖像以提供三維景象的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 攝像機(jī)，其可操作來(lái)捕獲圖像；空間數(shù)據(jù)釆集設(shè)備，其可操作來(lái)收集并呈現(xiàn)與所述圖像中的畫(huà)面元素有關(guān)的空間數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)記錄器，其可操作來(lái)至少記錄所述空間數(shù)據(jù)；以及圖像數(shù)據(jù)變換軟件，其可與計(jì)算設(shè)備一起操作以產(chǎn)生最終圖像，作為 與所述圖像有關(guān)的數(shù)據(jù)的函數(shù)，受所述空間數(shù)據(jù)的選擇性應(yīng)用影響。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)記錄器在運(yùn)行所述 攝像機(jī)和所述空間數(shù)據(jù)采集設(shè)備之后運(yùn)行，以至少存儲(chǔ)所述空間數(shù)據(jù)。
10. —種用于捕獲并放映多維圖像的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括捕獲和記錄設(shè)備，其中在視覺(jué)上呈現(xiàn)在捕獲的圖像中的畫(huà)面元素的距 離數(shù)據(jù)被捕獲并記錄；分配設(shè)備，其可操作來(lái)辨別并分配所述捕獲的圖像中的信息；以及放映設(shè)備，其可操作來(lái)顯示所述捕獲的圖像，其中，所述放映設(shè)備包 括協(xié)同地顯示圖像的多個(gè)顯示器，其中，所述多個(gè)顯示器在離觀看者選擇 性地不同的距離處顯示所述圖像。
11. 一種用于放映圖像的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括畫(huà)面數(shù)據(jù)捕獲設(shè)備，其可操作來(lái)捕獲表現(xiàn)場(chǎng)景的畫(huà)面數(shù)據(jù)；非畫(huà)面數(shù)據(jù)捕獲設(shè)備，其可操作來(lái)捕獲至少表現(xiàn)所述畫(huà)面數(shù)據(jù)的前景 和背景元素的非畫(huà)面數(shù)據(jù)；以及多個(gè)顯示器，其可操作來(lái)根據(jù)所述捕獲的畫(huà)面數(shù)據(jù)和所述捕獲的非畫(huà) 面數(shù)據(jù)，來(lái)在顯示的畫(huà)面數(shù)據(jù)的至少一個(gè)反射和直接的觀看裝置的相應(yīng)平 面處顯示圖^^,其中，所述非畫(huà)面數(shù)據(jù)向所述多個(gè)顯示器的所述相應(yīng)平面 分配所述捕獲的畫(huà)面數(shù)據(jù)的前景和背景元素。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述顯示器是具有選擇的 不透明度的顯示屏。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述畫(huà)面數(shù)據(jù)由通過(guò)單個(gè) 透鏡提供的畫(huà)面的兩個(gè)不同聚焦的形態(tài)產(chǎn)生。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述畫(huà)面數(shù)據(jù)由選擇性地同時(shí)在圖像捕獲時(shí)收集的畫(huà)面和空間數(shù)據(jù)產(chǎn)生。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述非畫(huà)面數(shù)據(jù)包括從相 對(duì)于所述畫(huà)面數(shù)據(jù)捕獲設(shè)備的有利位置點(diǎn)采集的空間數(shù)據(jù)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括畫(huà)面捕獲裝置，其中，空間數(shù)據(jù)從有利地點(diǎn)而不是所述圖像捕獲裝置的位置捕獲。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像顯示平面包括相 對(duì)于觀看者的選擇性地反射的圖像顯示前景平面以及反射不透明圖像的 后面圖像顯示平面。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像顯示平面是顯示屏。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)圖像顯示平面的 一個(gè)是后面圖像顯示平面，所述后面圖像顯示平面是反射的投影屏幕。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)圖像顯示平面的 一個(gè)是后面圖像顯示平面，所述后面圖像顯示平面是直接觀看監(jiān)視器。
21. —種用于多維成像的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 計(jì)算設(shè)備，其可由使用者操作；數(shù)字圖像變換程序，其可響應(yīng)于由所述使用者提供的輸入而運(yùn)行在所 述計(jì)算設(shè)備中；圖像捕獲元件，其可操作來(lái)提供圖像，其中，所述程序運(yùn)行以根據(jù)與所述圖像捕獲元件的運(yùn)行協(xié)同收集的距 離數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)于所述圖像的形態(tài)來(lái)實(shí)施數(shù)據(jù)的選擇性區(qū)域隔離。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述形態(tài)包括在所述圖像 內(nèi)可識(shí)別的不同物體，以產(chǎn)生至少 一個(gè)不同的數(shù)字文件。
23. —種系統(tǒng)，其用于捕獲通過(guò)攝像機(jī)透鏡傳遞的與畫(huà)面場(chǎng)景有關(guān)的 光，以捕獲為圖像以及隨后描繪如所述圖像顯示的所述光的形態(tài)，所述系 統(tǒng)包括攝像機(jī)，其可操作來(lái)捕獲圖像；空間數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其可操作來(lái)捕獲并傳輸空間數(shù)據(jù)，所述空間數(shù)據(jù) 與涉及所述畫(huà)面場(chǎng)景的所述圖像內(nèi)的至少 一個(gè)視覺(jué)上可辨別的圖像形態(tài)有關(guān)；以及存儲(chǔ)設(shè)備，其可操作來(lái)存儲(chǔ)由所述空間數(shù)據(jù)采集設(shè)備傳輸?shù)乃隹臻g 數(shù)據(jù)，其中，所述空間數(shù)據(jù)辨別所述圖像的多個(gè)區(qū)，以將所述多個(gè)區(qū)分配到出現(xiàn)在離預(yù)期觀看者的選擇深度處的至少兩個(gè)不同的可見(jiàn)圖像顯示區(qū) 域，這種區(qū)域的這種深度包括一個(gè)深度比另一個(gè)深度離預(yù)期觀看者更遠(yuǎn)， 如沿著所述觀看者的^L線可測(cè)量的。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述視覺(jué)上可辨別的圖像 形態(tài)是作為所述透鏡圖像的元素捕獲的可識(shí)別的物體。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述空間數(shù)據(jù)辨別數(shù)量不 限的不同可見(jiàn)圖像顯示區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明包括用于捕獲并放映多維圖像的系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，提供了捕獲和記錄設(shè)備，其中在視覺(jué)上呈現(xiàn)在捕獲的圖像中的畫(huà)面元素的距離數(shù)據(jù)被捕獲并記錄。進(jìn)一步地，提供了分配設(shè)備，其可操作來(lái)辨別并分配捕獲的圖像中的信息。此外，包括可操作來(lái)顯示捕獲的圖像的放映設(shè)備，其中放映設(shè)備包括協(xié)同地顯示圖像的多個(gè)顯示器，其中，所述多個(gè)顯示器在離觀看者選擇性地不同的距離處顯示圖像。
文檔編號(hào)G09G5/02GK101292516SQ200680032243
公開(kāi)日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2006年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月6日
發(fā)明者克雷格·莫里 申請(qǐng)人:米迪爾波得股份有限公司