專利名稱：用于可選擇軸間距的多相機(jī)系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于可選擇軸間距的多相機(jī)系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
立體3D攝影術(shù)和電影術(shù)涉及使用兩個(gè)相機(jī)或光學(xué)配件來創(chuàng)建兩個(gè)圖像，這兩個(gè)圖像最終將利用用于向觀眾的左眼呈現(xiàn)相機(jī)的視圖中的一個(gè)視圖并且向觀眾的右眼呈現(xiàn)另一個(gè)視圖的不同方法學(xué)中的任何方法學(xué)被顯示，從而仿真原始場景的雙眼視覺。兩個(gè)相機(jī)或光學(xué)配件的光學(xué)中心之間的距離稱為軸間距(interaxial separation)或“ΙΑ”。由于軸間距影響場景的外觀以及觀眾對立體影像的感知，并且因?yàn)槔硐氲腎A會因場景不同而不同，因此，在立體相機(jī)系統(tǒng)中期望調(diào)節(jié)IA以既提供攝影師或放映師的創(chuàng)意靈活性又允許選擇適合于場景性質(zhì)的ΙΑ。例如，對于其中被攝體較遠(yuǎn)的場景，可以優(yōu)選接近人類眼內(nèi)的或瞳孔的間距的ΙΑ，平均約6厘米或7厘米，而對于特寫鏡頭，這樣的寬IA往往產(chǎn)生觀看起來不舒服的影像，于是2厘米的的較窄的IA更為適宜。圖1圖示出現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)10，其中相機(jī)A(12a)和相機(jī)B(12b)間隔軸間距IAab。 相機(jī)1 被以高度示意的形式示出為由包括透鏡Ha和圖像傳感器16a的配件形成。還應(yīng)當(dāng)理解，相機(jī)中包括許多其它元件。圖像傳感器16a可以不同，并且可以包括例如電荷耦合器件或CMOS技術(shù)。相機(jī)12b包括類似的元件，諸如透鏡14b和圖像傳感器16b。相機(jī)的視場(field of view)也被示出。相機(jī)1 被設(shè)置在底座18a上，底座18a可以是機(jī)動的。類似地，相機(jī)12b被安裝在機(jī)動底座18b上。在圖1中，相機(jī)12b —開始在軸間距IAAB(用虛線示出)處但是已經(jīng)被移動到更靠近相機(jī)12a處，被移動到軸間距IAab,(隨后實(shí)線示出的相機(jī)12b)。因?yàn)樵S多原因而執(zhí)行移動到IAab，，并且一般與導(dǎo)演、攝影師或制片的期望或藝術(shù)取向有關(guān)。IA選擇中的選項(xiàng)通常通過一個(gè)或多個(gè)機(jī)動的底座來提供，這一個(gè)或多個(gè)機(jī)動底座使得左右相機(jī)或左右“眼”的光學(xué)中心之間的間距可以被調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
提供了用于3D攝影術(shù)的系統(tǒng)和方法。在一示例性實(shí)施方式中，多個(gè)相機(jī)或透鏡和傳感器配件被用來提供一系列軸間距。以這種方式，經(jīng)由機(jī)動底座來提供可調(diào)節(jié)軸間距的成本和復(fù)雜性可以通過改為使用多個(gè)低成本相機(jī)并改變所使用的相機(jī)來實(shí)現(xiàn)不同的間隔而被避免。換言之，用戶選擇這樣的相機(jī)中的兩個(gè)來實(shí)現(xiàn)期望的軸間距，這兩個(gè)相機(jī)相隔與期望軸間距最接近的軸間距。該系統(tǒng)和方法甚至可以適用于低成本消費(fèi)者級別的照相機(jī)和視頻攝錄機(jī)來提供立體3D效果。在新系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，作為對兩個(gè)相機(jī)進(jìn)行機(jī)動調(diào)節(jié)來改變它們的軸間距的替換，立體3D相機(jī)系統(tǒng)合并若干這樣的相機(jī)，這些相機(jī)被以不同的間隔例如水平排列。 這些間隔可以是相同的或者可以不同。使用該系統(tǒng)的方法允許在任意時(shí)刻選擇這些相機(jī)中的任意兩者來用作立體對的左右眼，以提供對軸間距的選擇。
4
在一個(gè)方面中，本發(fā)明針對一種用戶獲取立體3D圖像或視頻的系統(tǒng)，包括至少三個(gè)相機(jī)，即第一相機(jī)、第二相機(jī)和第三相機(jī)，該至少三個(gè)相機(jī)被實(shí)質(zhì)上沿直線放置；以及控制單元，該控制單元用于選擇所述至少三個(gè)相機(jī)中的哪兩個(gè)相機(jī)將被激活以便實(shí)質(zhì)上同時(shí)地接收視覺數(shù)據(jù)，同時(shí)接收使得能夠從接收的視覺數(shù)據(jù)構(gòu)建立體3D圖像或視頻。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可以包括如下中的一者或多者。至少三個(gè)相機(jī)的每個(gè)透鏡的軸可以是實(shí)質(zhì)上平行的或者不平行的。至少三個(gè)相機(jī)可以按照第一相機(jī)排第一、第二相機(jī)排第二并且第三相機(jī)排第三的順序被實(shí)質(zhì)上沿所述直線排列，并且其中，第一相機(jī)與第二相機(jī)的軸間距與第二相機(jī)與第三相機(jī)的軸間距相等。軸間距也可以不同或不相等。該系統(tǒng)還可以包括第四相機(jī)，第四相機(jī)實(shí)質(zhì)上在所述直線上在第三相機(jī)的與第二相機(jī)相反的那側(cè)上，并且其中，第四相機(jī)與第三相機(jī)的軸間距與第一相機(jī)與第二相機(jī)的軸間距和第二相機(jī)與第三相機(jī)之間的軸間距中的任一者都不相等。控制單元受操作者的控制或者受計(jì)算機(jī)應(yīng)用的控制。在另一個(gè)方面中，本發(fā)明針對一種用于獲取立體3D圖像或視頻的方法，包括對于將被用兩個(gè)相機(jī)記錄為立體圖像或視頻的期望場景，確定相機(jī)的期望軸間距；已知期望軸間距，從包括至少三個(gè)相機(jī)的系統(tǒng)中選擇具有適當(dāng)軸間距的相機(jī)中的兩個(gè)相機(jī)，其中至少三個(gè)相機(jī)包括第一相機(jī)、第二相機(jī)和第三相機(jī)；以及實(shí)質(zhì)上同時(shí)地激活所述兩個(gè)相機(jī)來接收視覺數(shù)據(jù)，同時(shí)激活使得能夠從接收的視覺數(shù)據(jù)中構(gòu)建立體3D圖像或視頻。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)可以包括如下中的一者或多者。至少三個(gè)相機(jī)可以被實(shí)質(zhì)上沿直線放置。選擇可以由控制單元執(zhí)行，并且該控制單元還可以執(zhí)行確定。選擇還可以包括從包括4個(gè)相機(jī)的系統(tǒng)中進(jìn)行選擇。這4個(gè)相機(jī)可以按照第一相機(jī)排第一、第二相機(jī)排第二、第三相機(jī)排第三并且第四相機(jī)排第四的順序被實(shí)質(zhì)上沿直線排列，并且其中，每個(gè)最近相鄰相機(jī)集合具有與之關(guān)聯(lián)的軸間距，并且其中，每個(gè)軸間距是唯一的。激活可以包括拍攝攝影圖像。適當(dāng)軸間距可以等于預(yù)期軸間距或在于其軸間距的10%等的范圍內(nèi)基本上等于預(yù)期軸間距。在另一個(gè)方面中，本發(fā)明針對一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括用于促使計(jì)算設(shè)備執(zhí)行以上方法的指令。在另一個(gè)方面中，本發(fā)明針對一種用于獲取立體3D圖像或視頻的系統(tǒng)，包括至少三個(gè)相機(jī)，即第一相機(jī)、第二相機(jī)和第三相機(jī)；以及控制單元，該控制單元用于選擇至少三個(gè)相機(jī)中的哪兩個(gè)相機(jī)將被激活以便實(shí)質(zhì)上同時(shí)地接收視覺數(shù)據(jù)，同時(shí)接收使得能夠從接收的視覺數(shù)據(jù)構(gòu)建立體3D圖像或視頻。本發(fā)明的某些實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)可以包括如下中的一者或多者。甚至低成本的消費(fèi)者級別的照相機(jī)和視頻攝錄機(jī)可以用來實(shí)現(xiàn)高級的立體3D結(jié)果。提供可調(diào)節(jié)的相機(jī)軸間距的機(jī)動系統(tǒng)的成本被避免。


圖1圖示出現(xiàn)有技術(shù)立體3D相機(jī)系統(tǒng)的俯視圖。圖2圖示出根據(jù)在此所描述的基本原理的立體3D相機(jī)系統(tǒng)的第一實(shí)施例的俯視圖。圖3圖示出根據(jù)在此所描述的立體3D相機(jī)系統(tǒng)的另一實(shí)施例的俯視圖，并特別地圖示出控制系統(tǒng)。圖4是用于使用根據(jù)在此所描述的立體3D相機(jī)系統(tǒng)的方法的流程圖。圖5圖示出根據(jù)在此所描述的立體3D相機(jī)系統(tǒng)的第一實(shí)施例的俯視圖。
具體實(shí)施例方式參考圖2，圖示出系統(tǒng)20，其中，4個(gè)固定相機(jī)A-D (具有示例性標(biāo)號22a_22d)向用戶提供一系列的軸間距，這些軸間距中的任何兩個(gè)可以在給定鏡頭中被采用來創(chuàng)建或靜止的或視頻的立體三維圖像。將理解，可以部署任意數(shù)目的相機(jī)來給出一系列的軸間距。每個(gè)相機(jī)包括透鏡和傳感器配件，并且在本公開中相機(jī)有時(shí)被稱為透鏡和傳感器配件。如圖1中所示，相機(jī)22i被以高度示意的形式示出為包括透鏡24i和圖像傳感器 ^5i，并且如前可以理解，可以包括許多其它元件。此外，雖然相機(jī)一般是相同的，但是在可替換實(shí)施方式中，相機(jī)22i可以相互不同，例如，相機(jī)可以在制造商、型號、特性、規(guī)格等方面不同。差異可以在于透鏡、模式、圖像傳感器等。圖像傳感器26i可以不同，并且可以包括可接收和存儲圖像的任意設(shè)備，包括采用電荷耦合器件、CMOS技術(shù)等的那些設(shè)備。在圖2中，相機(jī)22i被設(shè)置在固定底座28i上。在一些情況中，底座中的一個(gè)或多個(gè)可以是機(jī)動的，但是這不是必需的。固定底座28i被安裝在軌道23上，并且底座當(dāng)為固定的時(shí)在一些情況中可以被移動并暫時(shí)位于軌道23上的一個(gè)或多個(gè)位置處。以這種方式，可以為給定類型的鏡頭設(shè)立一系列的軸間距，并且該系列軸間距可以被該類型的所有鏡頭相應(yīng)地采用。當(dāng)需要另一系列的軸間距時(shí)，底座28i可以被移動到其它位置并且步驟被重復(fù)。在另一實(shí)現(xiàn)方式中，固定底座28i是不可移動的，即，相機(jī)22i相對于彼此保持它們的固定位置。相機(jī)22i間隔一系列軸間距IAxy，其中X和Y表示被用來使能給定立體3D圖像或視頻的創(chuàng)建的一對相機(jī)。在圖2中，以下軸間距是明顯的
權(quán)利要求
1.一種用于獲取立體3D圖像或視頻的系統(tǒng)，包括a.至少三個(gè)相機(jī)，即第一相機(jī)、第二相機(jī)和第三相機(jī)，所述至少三個(gè)相機(jī)被實(shí)質(zhì)上沿直線放置；b.控制單元，所述控制單元用于選擇所述至少三個(gè)相機(jī)中的哪兩個(gè)相機(jī)將被激活以便實(shí)質(zhì)上同時(shí)地接收視覺數(shù)據(jù)，所述同時(shí)接收使得能夠從接收的視覺數(shù)據(jù)構(gòu)建立體3D圖像或視頻。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述至少三個(gè)相機(jī)的每個(gè)透鏡的軸是實(shí)質(zhì)上平行的。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述至少三個(gè)相機(jī)按照第一相機(jī)排第一、第二相機(jī)排第二并且第三相機(jī)排第三的順序被實(shí)質(zhì)上沿所述直線排列，并且其中，第一相機(jī)與第二相機(jī)的軸間距與第二相機(jī)與第三相機(jī)的軸間距相等。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述至少三個(gè)相機(jī)按照第一相機(jī)排第一、第二相機(jī)排第二并且第三相機(jī)排第三的順序被實(shí)質(zhì)上沿所述直線排列，并且其中，第一相機(jī)與第二相機(jī)的軸間距與第二相機(jī)與第三相機(jī)的軸間距不相等。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括第四相機(jī)，第四相機(jī)實(shí)質(zhì)上在所述直線上在第三相機(jī)的與第二相機(jī)相反的那側(cè)上，并且其中，第四相機(jī)與第三相機(jī)的軸間距與第一相機(jī)與第二相機(jī)的軸間距和第二相機(jī)與第三相機(jī)之間的軸間距中的任一者都不相等。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制單元受操作者的控制。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制單元受計(jì)算機(jī)應(yīng)用的控制。
8.一種用于獲取立體3D圖像或視頻的方法，包括a.對于將被用兩個(gè)相機(jī)記錄為立體圖像或視頻的期望場景，確定所述相機(jī)的期望軸間距；b.已知所述期望軸間距，從包括至少三個(gè)相機(jī)的系統(tǒng)中選擇具有適當(dāng)軸間距的其中兩個(gè)相機(jī)，其中所述至少三個(gè)相機(jī)包括第一相機(jī)、第二相機(jī)和第三相機(jī)；以及c.實(shí)質(zhì)上同時(shí)地激活所述兩個(gè)相機(jī)來接收視覺數(shù)據(jù)，所述同時(shí)激活使得能夠從接收的視覺數(shù)據(jù)中構(gòu)建立體3D圖像或視頻。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述至少三個(gè)相機(jī)被實(shí)質(zhì)上沿直線放置。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述選擇還包括從包括4個(gè)相機(jī)的系統(tǒng)中進(jìn)行選擇。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述4個(gè)相機(jī)按照第一相機(jī)排第一、第二相機(jī)排第二、第三相機(jī)排第三并且第四相機(jī)排第四的順序被實(shí)質(zhì)上沿所述直線排列，并且其中，每個(gè)最近相鄰相機(jī)集合具有與之關(guān)聯(lián)的軸間距，并且其中，每個(gè)軸間距是唯一的。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述適當(dāng)軸間距等于或?qū)嵸|(zhì)上等于所述預(yù)期軸間距。
13.一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括用于促使計(jì)算設(shè)備執(zhí)行如權(quán)利要求8所述的方法的指令。
14.一種用于獲取立體3D圖像或視頻的系統(tǒng)，包括a.至少三個(gè)相機(jī)，即第一相機(jī)、第二相機(jī)和第三相機(jī)；b.控制單元，所述控制單元用于選擇所述至少三個(gè)相機(jī)中的哪兩個(gè)相機(jī)將被激活以便實(shí)質(zhì)上同時(shí)地接收視覺數(shù)據(jù)，所述同時(shí)接收使得能夠從接收的視覺數(shù)據(jù)構(gòu)建立體3D圖像或視頻。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于可選擇軸間距的多相機(jī)系統(tǒng)和方法。提供了用于3D攝影術(shù)的系統(tǒng)和方法。多個(gè)相機(jī)或透鏡和傳感器配件被用來提供一系列軸間距。用戶選擇這樣的相機(jī)中的兩個(gè)來實(shí)現(xiàn)期望的軸間距，這兩個(gè)相機(jī)相隔與期望軸間距最接近的軸間距。該系統(tǒng)和方法甚至可以適用于低成本消費(fèi)者級別的照相機(jī)和視頻攝錄機(jī)來提供立體3D效果。
文檔編號H04N13/00GK102572491SQ201110372268
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者喬治·喬布拉夫 申請人:索尼公司, 索尼電影科技公司