CA2763649A1 - Camera panoramique - Google Patents

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Description

CAMÉRA PANORAMIQUE
L'invention vise une caméra panoramique ayant un système pour déterminer la bande image à être affichée ou imprimée en fonction de l'orientation optique de la caméra. La caméra comprend un dispositif (p. ex. numérique) qui permet, lors de la prise de vue avec une caméra vidéo ou photo dotée d'une optique à très grand angle, de détecter automatiquement l'intention de l'utilisateur quand à
l'orientation de l'image finale à être affichée sur un écran ou imprimée sur tout autre support (p.
ex. l'impression papier).
Il existe sur le marché des systèmes de prise de vue photographique ou vidéo qui peuvent identifier la position de la photo en mode portrait ou paysage d'un appareil grâce à des accéléromètres, ou gyroscopes, ou détecteur de champ magnétique terrestre. Ceci est utile dans le cadre de l'utilisation numérique de la photo ou vidéo puisqu'à la différence d'une simple impression papier, un écran a lui-même une orientation et l'utilisateur ne souhaite pas voir sa prise de vue retourner de côté ou à
l'envers. Cette orientation est basée sur un axe seulement.
Dans le cadre de photos ou vidéos panoramiques capturée ou visualisée en temps réel à partir d'appareils de prise de vue dotés d'une optique à très grand angle (p.
ex. fish-eye ou panomorphe), des dispositifs à un axe ne suffisent pas car l'image n'est pas plus large ou plus haute en terme de couverture angulaire (même si dans le cadre des optiques panomorphes on augmente généralement la résolution angulaire de l'image sur un axe).
Bien que certains dispositifs puissent déduire automatiquement la position de l'horizon dans une image panoramique, ils ne permettent de connaitre le sens de projection dans le cadre d'une projection sur papier pour l'impression ou sur un écran dans un sens vertical ou horizontal et de déterminer un ratio hauteur largeur pour son affichage, puisque l'image capturée n'est pas celle d'une portion de plan au rapports définis par le rapport hauteur largeur du capteur du dispositif, mais celle d'une portion de sphère qui s'inscrit à l'intérieur ou en partie sur le capteur de l'imageur.
De plus, ce n'est pas dans la plupart des cas la totalité de l'environnement capturé, qui est souvent inintelligible à cause des distorsions géométriques, mais seulement une partie de celui-ci qui constitue l'image à être affichée ou imprimée et pour laquelle les distorsions devront être corrigées et les perspectives ajustées.
C'est pourquoi l'invention concerne un système pour obtenir une indication de l'orientation de l'optique de la caméra panoramique lors de la prise d'une image panoramique et pour générer de l'information afin de produire une image à être affichée ou imprimée où l'image affichée/imprimée correspond à une bande de l'image panoramique sélectionnée en fonction de l'orientation de l'optique de la caméra lors de la prise de l'image panoramique. La caméra panoramique peut comprendre un gyroscope à trois axes ou tout autre dispositif permettant de déterminer l'orientation de son optique.
L'invention concerne une caméra ayant un dispositif basé sur un positionnement spatial sur aux moins deux axes et un procédé d'interprétation automatique de l'orientation de l'image panoramique selon aux moins deux possibilités, décomposées elle-même en sous-catégories:
1. Vision frontale, priorité à l'horizontal, où, lorsque l'orientation de l'optique de la caméra panoramique est dans une première orientation relativement à un axe horizontal, la bande de l'image panoramique à laquelle correspond l'image affichée/imprimée est une bande horizontale;
2. Vision frontale, priorité à la verticale, où, lorsque l'orientation de l'optique de la caméra panoramique est dans une seconde orientation relativement à l'axe horizontal, la bande de l'image panoramique à laquelle correspond l'image affichée/imprimée est une bande verticale; et
3. Vision circulaire/périphérique, en direction du haut ou du bas, où, lorsque l'orientation de l'optique de la caméra panoramique est dans une orientation verticale, la bande de l'image panoramique à laquelle correspond l'image affichée/imprimée est une bande circulaire ou périphérique.
Une image panoramique non traitée, issue d'une optique à très grand angle comme le fish-eye ou une optique panomorphe, est une projection distordue de l'environnement (fig. 1) visualisé en direct ou capturé en photo ou en vidéo.
Habituellement les angles a et [3. répartis de part et d'autres de tout plan comprenant l'axe optique (1.a) passant du centre de l'image projetée au centre optique de l'appareil de prise de vue (1.b) sont égaux. Ces angles représentent respectivement la moitié du champ de vue (angle total d'ouverture angulaire de l'optique du dispositif de vision). De plus, quelques soient les plans dans lesquels on mesure a et [3, ils ont approximativement la même valeur entre tous les plans (dépendant de la qualité et de l'uniformité du dispositif optique).
fig.1 ta_ _ Q
-1.b II n'est donc pas possible de déterminer quel est l'orientation de la portion de sphère environnementale en se basant uniquement sur l'image résultante de la prise de vue. Même si dans certains cas, très spécifiques, on pourrait imaginer un dispositif numérique intelligent de reconnaissance de formes qui permettrait de déterminer la position du ciel et/ou de certaines lignes verticales ou horizontales et ainsi en déduire l'orientation de la portion de sphère environnementale. Cette dernière méthode ne pouvant s'appliquer également à tous les types d'environnements et étant très couteuse en terme de ressource de calcul, elle n'est économiquement pas viable en comparaison avec des systèmes de positionnements numériques tels que: accéléromètres, ou gyroscopes, ou détecteur de champ magnétique terrestre.
Ces derniers sont maintenant très répandus dans les téléphones intelligents et les nouveaux appareils photographiques numériques.
L'invention peut donc comprendre (i) l'utilisation d'un dispositif composé
d'un détecteur numérique de positionnement spatiale ou d'un dispositif d'orientation du système optique produisant l'information électronique sur sa position relativement à
un axe, afin d'intégrer dans l'image ou dans ses méta-data (informations rajoutées généralement dans l'entête du fichier image) l'information sur la position de l'appareil de prise de vue panoramique (deux orientations de l'optique selon l'horizon (horizontale et verticale) et deux orientation de l'optique selon la verticale (vers le haut et vers le bas); (ii) un procédé d'interprétation des informations spatiales pour déterminer l'intention de l'utilisateur au moment de la prise de vue ou à l'installation du système de prise de vue; (iii) une méthodologie d'affichage de l'image projetée sur écran ou de l'image imprimée sur papier en fonction de l'interprétation réalisée.
Détection de l'orientation à partir d'un capteur électronique de positionnement spatiale ou un système articulé de positionnement de l'optique :
Vision frontale La caméra panoramique dispose d'un élément physique distinctif qui permet de reconnaitre intuitivement son orientation entre une préférence à obtenir un résultat
4 vertical ou horizontal pour la projection, lorsque son axe optique 1.a est orienté de façon approximativement perpendiculaire à l'axe de la verticale.
Une possibilité idéale est d'utiliser un écran de visualisation à même la caméra dont le rapport hauteur largeur est différent. Ceci pouvant être enrichi d'indications numériques à même l'écran qui peuvent être des pictogrammes ou indications texte.
La forme de la caméra peut aussi servir de source d'information intuitive pour l'utilisateur sur le sens voulu pour la projection panoramique si son rapport hauteur largeur est distinctif.
Un exemple d'une caméra ayant cette forme est illustrée ci-après :
=.
s \
_ =
, ,
5 .....
,=-, .)=
Ainsi la simple rotation de la caméra sur ses différents axes permettra de fournir via le capteur électronique de positionnement spatial intégré à la caméra sa position relative auxdits axes.
La caméra peut également comprendre un dispositif qui fait en sorte que le centre de l'image à être affichée ou imprimée est automatiquement déterminé en fonction de la position et de l'orientation de la caméra.
6 Une autre possibilité peut être de proposer un dispositif mécanique articulé
attaché
à la caméra, dont la position relative à l'axe de la verticale et/ou horizontale est arbitrairement connue, qui permet l'inclinaison ou la rotation du système optique relativement à l'axe vertical ou horizontal et qui transmet l'information de façon électronique à la caméra sur sa position.
Dans tous les cas l'information de position pourra être intégrée au fichier image ou déposée dans un fichier connexe associable au fichier image.
Si la caméra panoramique ou son dispositif optique est orienté de façon à
indiquer une préférence pour l'axe horizontal de projection (Fig. 2) alors le rapport hauteur/largeur représenté par a' et ry sera plus grand pour a'.
fig.2 Par conséquent la projection pour l'impression ou l'affichage comportera par défaut une largeur (ou un nombre de pixels) plus grande que sa hauteur.
Dans le cas de l'impression on pourra opter pour un affichage horizontal maximal pouvant aller jusqu'au maximum de l'angle de vue possible par l'appareil de prise de vue et pour la partie verticale pour un une dimension plus restreinte permettant une
7 correction de perspective harmonieuse (le choix étant un choix subjectif du fabricant du dispositif ou un choix défini par l'utilisateur):
fig. 2A
41111111111W __________________________________________________________ de mi> eill * 011Pqmfflillik ve, ,õ1, 11,411.õ_,*
Tx , +=
Données concernant l'orientation de l'optique de la caméra lors de la prise de l'image panoramique Si la caméra panoramique ou son dispositif optique est orienté de façon à
indiquer une préférence pour l'axe vertical de projection (Fig. 3) alors le rapport hauteur/largeur représenté par a" et 8" sera plus grand pour 8":
, , , fig.3.=''' 1 I 11107,:._______ , _ Par conséquent la projection pour l'impression ou l'affichage comportera par défaut une hauteur (ou un nombre de pixels) plus grande que sa largeur.
8 Dans le cas de l'impression on pourra opter pour un affichage vertical maximal pouvant aller jusqu'au maximum de l'angle de vue possible par l'appareil de prise de vue et pour la partie horizontale pour un une dimension plus restreinte permettant une correction de perspective harmonieuse (le choix étant un choix subjectif du fabricant du dispositif ou un choix défini par l'utilisateur) :
fig. 3A
40.111õ à
JIM .
*
Ir41 +
Le haut et le bas de l'image étant identifiés par le capteur de positionnement spatial ou l'information sur la position du dispositif optique lorsque celui-ci est articulé.
Dans le cadre d'une visualisation interactive ou l'utilisateur peut zoomer et naviguer sur différents axes à travers une fenêtre de visualisation. L'information recueillit par le dispositif permettra de choisir automatiquement les angles et axes de projections de l'image panoramique et de les communiquer au logiciel de visualisation.
Vision circulaire/périphérique La position de la caméra panoramique en vision circulaire est intuitive puisque son axe optique est approximativement en direction du bas ou du haut que l'optique soit fixe ou articulée.
9 , Ainsi la simple rotation de la caméra sur ses différents axes permettra de fournir via le capteur électronique de positionnement spatial intégré à la caméra sa position relative auxdits axes.
Une autre possibilité peut être de proposer un dispositif mécanique articulé
attaché
à la caméra, dont la position relative à l'axe de la verticale et/ou horizontale est arbitrairement connue, qui permet l'inclinaison ou la rotation du système optique relativement à l'axe vertical ou horizontal et qui transmet l'information de façon électronique à la caméra sur sa position.
Dans tous les cas l'information de position pourra être intégrée au fichier image ou déposée dans un fichier connexe associable au fichier image.
Si la caméra panoramique ou son dispositif optique est orienté vers le haut (Fig. 4) alors le rapport hauteur/largeur représenté par a" et 13" sera plus grand pour a":
fig.4 , , , , , , . a,..
.._, .._, Par conséquent la projection pour l'impression ou l'affichage comportera par défaut une largeur (ou un nombre de pixels) plus grande que sa hauteur.

Dans le cas de l'impression on pourra opter pour un affichage horizontal maximal dépendant du support ou de la taille de la fenêtre d'affichage, pouvant aller jusqu'à
la projection des 360 degrés du pourtour et pour la partie verticale pour un une dimension plus restreinte permettant une correction de perspective harmonieuse (le choix étant un choix subjectif du fabricant du dispositif ou un choix défini par l'utilisateur) :
fig. 4A
___________ 4111111 /77-7\ Me _________________________________________________________________ e Si la caméra panoramique ou son dispositif optique est orienté vers le bas à
l'opposé de la disposition précédente alors le rapport hauteur/largeur représenté par a et 6 sera plus également plus grand pour a, seul le haut et le bas de l'image seront inversés lors du rendu de la projection.
Le haut et le bas de l'image étant identifiés par le capteur de positionnement spatial ou l'information sur la position du dispositif optique lorsque celui-ci est articulé.
Dans le cadre d'une visualisation interactive ou l'utilisateur peut zoomer et naviguer sur différents axes à travers une fenêtre de visualisation. L'information recueillit par le dispositif permettra de choisir automatiquement les angles et axes de projections de l'image panoramique et de les communiquer au logiciel de visualisation.

Claims (3)

Revendications
1. Une caméra panoramique comprenant un système pour obtenir une indication de l'orientation de l'optique de la caméra panoramique lors de la prise d'une image panoramique et pour générer de l'information afin de produire une image à être affichée ou imprimée où l'image à être affichée ou imprimée correspond à une bande de l'image panoramique sélectionnée en fonction de l'orientation de l'optique de la caméra lors de la prise de l'image panoramique.
2. Une caméra selon la revendication 1, où, lorsque l'orientation de l'optique de la caméra panoramique est dans une première orientation relativement à un axe horizontal, la bande de l'image panoramique à laquelle correspond l'image affichée/imprimée est une bande horizontale, et où, lorsque l'orientation de l'optique de la caméra panoramique est dans une seconde orientation relativement à l'axe horizontal, la bande de l'image panoramique à

laquelle correspond l'image affichée/imprimée est une bande verticale.
3. Une caméra selon la revendication 2, où, lorsque l'orientation de l'optique de la caméra panoramique est dans une orientation verticale, la bande de l'image panoramique à laquelle correspond l'image affichée/imprimée est une bande circulaire/périphérique.
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