CN102135722B - 摄像机结构、摄像机系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及摄像机结构、摄像机系统和方法。所描述的摄像机结构包括：三维图像拍摄部分，其被配置为拍摄由第一图像和第二图像组成的第一立体图像；以及额外摄像机元件，其与三维拍摄部分间隔开并被配置为拍摄第三图像，由此第三图像在与第一图像或第二图像一起观看时形成第二立体图像。还描述了相应的方法和摄像机系统。

Description

摄像机结构、摄像机系统和方法

技术领域

本发明涉及摄像机结构、摄像机系统和方法。

背景技术

图1示出了现有技术的立体图像拍摄摄像机装置100。在这样的摄像机装置上，两个摄像机元件105和110位于固定部分115上。这些摄像机元件以固定量(d)分开。该固定量被设定为使得当显示时，由各个摄像机拍摄的图像之间的最大绝对距离是瞳孔间距。这是观看者的眼睛之间的距离，并通常在6.5cm左右。这是为了确保两个显示图像之间的最大绝对距离在6.5cm左右。这使得在屏幕上观看到三维图像。

但是，当拍摄场景时，具体而言拍摄横向类型的场景时，两个摄像机元件105和110之间的固定距离并不适于其上将显示这两个图像的全部屏幕尺寸。

这是因为为了在电影院屏幕上实现6.5cm的偏移，对于12.48m屏幕而言需要两个图像之间约10像素的偏移。因此，如果摄像机装置100被配置为拍摄用于在电影院屏幕上显示的立体图像，则在显示时两个图像之间的最大绝对距离将在10像素左右。但是，这样的偏移不适于电视机屏幕。为了在电视机屏幕上实现6.5cm的偏移，两个图像之间的偏移对于1m的屏幕而言可以是125像素，对于更大的屏幕而言更小。因此，如果为在电影票屏幕上显示的图像要在电视机屏幕上显示，则三维效果将可忽略。

然而，通过先进的技术，用户可以在家观看三维立体图像。这可能是在特殊配置的计算机显示器或电视显示器上(带上相关的观看眼镜)。

这带来了问题。如果为在电影院屏幕上拍摄电影产品，则将不可能在电视机屏幕上观看，尽管也维持了一定三维效果。

本发明的目的在于解决此问题。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种摄像机结构，包括：三维图像拍摄部分，其被配置为拍摄由第一图像和第二图像组成的第一立体图像；以及额外摄像机元件，其与所述三维拍摄部分间隔开并被配置为拍摄第三图像，由此所述第三图像在与所述第一图像或所述第二图像一起观看时形成第二立体图像。

由于可以根据要在其上显示立体图像的屏幕的尺寸来布置额外摄像机元件，所以这是有利的。

可以根据要在其上显示所述第二立体图像的屏幕的尺寸来确定所述三维图像拍摄部分和所述额外摄像机元件之间的距离。

该装置可以还包括可滑动部分，所述额外摄像机元件可安装在所述可滑动部分上，其中，所述可滑动部分被配置为改变所述三维图像拍摄部分与所述额外摄像机元件之间的距离。

根据实施例，提供了一种摄像机系统，包括可连接至图像处理单元的根据实施例的摄像机结构，所述图像处理单元包括：存储介质，其可进行工作以与标识相关地存储来自所述三维图像拍摄部分和所述额外摄像机元件的输出；以及切换单元，其可进行工作以输出相应的所存储的图像以形成所述第一立体图像或所述第二立体图像。

所述切换单元可以可进行工作以根据要在其上显示所述立体图像的屏幕的尺寸来选择相应的所存储的图像。

摄像机系统可以包括处理单元，所述处理单元可进行工作以启用所述三维图像拍摄部分和所述额外摄像机元件，其中，所述启用根据将观看所述第一立体图像或所述第二立体图像所用的快门眼镜的工作。

可以在所述快门眼镜中的各个透镜是透光时，启用所述三维图像拍摄部分和所述额外摄像机元件。

根据本发明的另一方面，提供了一种控制器，其可进行工作以控制使用多个图像拍摄元件拍摄立体图像的摄像机结构，所述控制器包括启用单元，所述启用单元可进行工作来以预定顺序启用各个图像拍摄元件，其中，所述预定顺序对应于被用于在所述立体图像被显示时观看所述立体图像的快门眼镜的工作的顺序。

根据另一方面，提供了一种布置摄像机的方法，包括以下步骤：将三维图像拍摄部分布置为拍摄由第一图像和第二图像组成的第一立体图像；将额外摄像机元件与所述三维图像拍摄部分间隔开；使用所述额外摄像机元件拍摄第三图像，由此所述第三图像在与所述第一图像或所述第二图像一起观看时形成第二立体图像。

可以根据要在其上显示所述第二立体图像的屏幕的尺寸来确定所述三维图像拍摄部分和所述额外摄像机元件之间的距离。

所述方法可以还包括如下步骤：将所述额外摄像机元件安装在滑动部分上，并将所述滑动部分配置为改变所述三维图像拍摄部分与所述额外摄像机元件之间的距离。

所述方法可以还包括如下步骤：与标识相关地存储来自所述三维图像拍摄部分和所述额外摄像机元件的输出，并输出相应的所存储的图像以形成所述第一立体图像或所述第二立体图像。

所述方法可以还包括以下步骤：根据要在其上显示所述立体图像的屏幕的尺寸来选择相应的所存储的图像。

所述方法可以还包括以下步骤：启用所述三维图像拍摄部分和所述额外摄像机元件，其中，所述启用根据将观看所述第一立体图像或所述第二立体图像所用的快门眼镜的工作。

所述方法可以还包括以下步骤：在所述快门眼镜中的各个透镜是透光时，启用所述三维图像拍摄部分和所述额外摄像机元件。

根据另一方面，提供了一种用于控制摄像机结构的方法，所述摄像机结构使用多个图像拍摄元件拍摄立体图像，所述方法包括以下步骤：以预定顺序启用各个图像拍摄元件，其中，所述预定顺序对应于被用于在所述立体图像被显示时观看所述立体图像的快门眼镜的工作的顺序。

本发明还可以在包含计算机可读指令的计算机程序上实施。此外，此计算机程序可以存储在计算机可读介质上。

附图说明

根据应结合附图进行阅读的以下示例性实施例的详细说明，本发明的以上和其他目的、特征和优点将变得清楚：

图1示出了现有技术的摄像机装置；

图2示出了根据本发明的实施例的摄像机结构；

图3示出了根据本发明的实施例的另一摄像机结构；

图4示出了用于从根据如图2所示的实施例的摄像机结构接收图像的图像处理装置；

图5示出了用于从根据如图3所示的实施例的摄像机结构接收图像的图像处理装置；

图6示出了在图3的布置结构中的摄像机元件的启用的时序图；并且

图7示出了本发明的另一实施例。

具体实施方式

参照图2，摄像机结构200具有由分别安装在机架220上的第一和第二摄像机元件205和210构成的三维部分。机架220由操作者控制。具体而言，该三维部分具有以距离d分开的左摄像机元件205和右摄像机元件210。距离d被设定为适于在电影院屏幕上显示立体图像。d的通常值对于双目取景摄像机而言是12cm，或者优选地对于镜像摄像机装置而言是6.5cm。此外，第三摄像机元件215被设置在装置200上。第三摄像机元件215左边的摄像机元件205为距离d’。

在装配期间，第一和第二摄像机元件205和210被排列为使得第一和第二摄像机元件205和210聚焦于同一对象。排列第一和第二摄像机元件205和210的方法是公知的，因此将不再进一步解释。此外，第三摄像机元件215也聚焦于该对象。换言之，第三摄像机元件215也以与第二摄像机元件210相同的方式排列。这意味着第三摄像机元件215聚焦于与第一和第二摄像机元件205和210相同的对象，并因此与第一和第二摄像机元件205和210进行排列。

如上所述，第三摄像机元件215位于距左摄像机元件205为距离d’处。该距离d’被设定为适于在电视机屏幕上显示立体图像。例如，d’的值为60cm。第三摄像机元件215可以被固定在距左摄像机元件205为d’的位置。或者，第三摄像机元件215可以位于允许第三摄像机元件215与第一摄像机元件205之间的距离改变的可滑动安装支架上。由于这允许装置200根据其上要显示图像的电视机屏幕的尺寸来改变，所以这提高了系统的灵活性。

第一摄像机元件205、第二摄像机元件210和第三摄像机元件215各个具有如图2中的L、R和R’表示的输出。这些输出被馈送至图像处理装置400中。后文将参照图4对此进行说明。但是，图像处理装置400包括用于存储由第一、第二和第三摄像机元件输出的图像的存储介质(未示出)。存储介质可以是磁盘，或者可以是光盘、或半导体存储器等。存储介质因此存储来自第一摄像机元件205、第二摄像机元件210和第三摄像机元件215的图像。在存储介质上，图像与各个摄像机元件相关地存储。这意味着对于任一场景，存在所拍摄的三个图像：来自第一摄像机元件205的图像、来自第二摄像机元件210的图像以及来自第三摄像机元件215的图像。这些图像与各摄像机元件相关地存储在存储介质中。

然后由来自第二摄像机元件210和第三摄像机元件215的图像之一以及来自第一摄像机元件205的图像形成立体图像。取决于立体图像要在电影院屏幕上观看还是在电视机屏幕上观看来选择来自第二摄像机元件210的图像或是第三摄像机元件215的图像来与来自第一摄像机元件205的图像一起使用。具体而言，如果立体图像要在电影院屏幕上观看，则将使用来自第一摄像机元件205的图像和来自第二摄像机元件210的图像。或者，如果立体图像要在电视机屏幕上观看，则将使用来自第一摄像机元件205的图像和来自第三摄像机元件215的图像。

参照图3，描述本发明的另一实施例。此装置与如图2中所解释的装置相似，并用相同附图标记表示相同元件。清楚的是，摄像机结构300与图2的结构相同。但是，图3中的图像处理器400’与图2的图像处理装置400不同。在图3的图像处理装置400’中，第一、第二和第三摄像机元件由图像处理装置400’控制。将参照图5描述图像处理装置400’。

参照图4，图像处理装置400包含存储介质420、处理器单元430和切换单元410。存储介质420和切换单元410由处理器单元430控制。

存储介质420具有输入到其的来自第一、第二和第三摄像机元件的输出。存储介质420将从第一、第二和第三摄像机元件输出的图像存储在对于各个摄像机元件特定的数据文档中。存储介质420因此存储由摄像机结构200拍摄的图像。

在编辑处理期间，处理器单元430控制存储介质420以合适地将由摄像机元件拍摄的图像传输至切换单元410。换言之，从切换单元410输出的图像是来自第二或第三摄像机元件的右图像(分别为R或R’)中的任一者以及左图像。这使得进行对合适的图像的编辑。

参照图5和图6，图像处理装置400’与图3的图像处理装置400和图4的图像处理装置400’相同，附加了处理器单元430将控制信号分别输出至第一、第二和第三摄像机元件的功能。以下将阐述控制信号的目的。

存储介质420记录由第一、第二和第三摄像机元件拍摄的图像数据。但是可以显示三维图像的一种方法使用所谓快门眼镜。换言之，在一个视频帧的空间中，显示用于左眼的图像之后显示用于右眼的图像。快门眼镜与图像的显示同步地阻挡非观看眼睛的视场，以确保实现正确的三维效果。这在图6的图(1)中示出。对于每个视频帧，首先左眼是透光的并且使得右眼(非观看眼睛)是不透光的，然后右眼是透光的，并使得左眼(非观看眼睛)是不透光的。

如先前实施例所指出的，通过第一、第二和第三摄像机拍摄的图像被存储在存储介质420上。但是，为了减少所需要的存储空间的量，选择性地启用各个摄像机元件。

参照图6中的图(2)，拍摄左摄像机胶片的摄像机元件205仅在左眼将是透光的时段期间启用。换言之，左摄像机元件205仅拍摄对于左眼为透光的那一半帧的胶片。相似地，第二和第三摄像机元件210和215仅拍摄右眼为透光的那一半帧的胶片。这分别在图6的图(3)和(4)中示出。帧率和拍摄序列将在摄像机结构的装配处理期间设定。

在实施例中，由各个摄像机元件拍摄的图像以显示帧率的倍数进行拍摄。因此，在实施例中，每个摄像机元件均以240帧每秒的速率拍摄图像。这将允许画面以24帧每秒、60帧每秒、或者甚至120或240帧每秒进行显示。诸如Sony单镜头HFR摄像机之类的摄像机可以适用于此。

当显示立体图像时，可以使用Sony3D Bravia显示器。Sony3DBravia显示器使用快门眼镜并具有MotionFlow(插帧技术)。MotionFlow在任何需要的地方临时地内插画面并在L和R画面之间显示黑色帧以减小串扰。在此情况下，图像的拍摄将针对于此进行改变。

虽然前文已经参照被安装在摄像机机架上的全部摄像机元件进行了解释，但是本发明不限于此。实际上，摄像机元件中的一个或多个可以不安装在机架上。并且，摄像机元件可以安装在机架内而不是机架上。此外，虽然前文已经参照双眼取景装置进行了说明，但是本发明不限于此。具体而言，摄像机装置可以是镜像装置。

此外，以上已经使用三维摄像机部分和额外的摄像机元件进行了说明。但是，本发明不限于此。可以在本发明的实施例中使用任意数量的额外摄像机元件，并且每个摄像机元件可以以取决于要在其上显示图像的屏幕的尺寸改变的量来与三维摄像机部分间隔开。

虽然前文已经参照其每个仅拍摄左或右图像的作为单镜头摄像机的摄像机元件进行了说明，但是本发明不限于此。例如，本发明可以使用多镜头摄像机或拍摄左右图像两者的单镜头摄像机。例如，被配置为拍摄立体图像的单镜头摄像机是公知的。例如，Sony已经研发了HFR-Comfort 3D摄像机(以上指出)，其是能够拍摄三维图像的单镜头摄像机。在实施例中，本发明可以使用该摄像机来实现。如果使用该摄像机，则HFR-Comfort 3D摄像机将包括如实施例中所述的第一和第二摄像机元件205、210。

图7示出了此实施例。在图7中，第一和第二摄像机元件205和210被结合到第一3D摄像机705中。此外，设置第二3D摄像机710，其以距离d’离开第一3D摄像机705。第一和第二3D摄像机两者均安装在机架220上。每个3D摄像机均具有被馈送至图像处理装置400中的左右输出馈送部。在此情况下，输出L1来自位于第一3D摄像机705内的左侧摄像机元件。输出R1来自位于第一3D摄像机705内的右侧摄像机元件。第一3D摄像机705内左侧摄像机元件和右侧摄像机元件之间的间隔适于在电影院屏幕上显示立体图像。

如图7可见，第一3D摄像机705与第二3D摄像机710之间的距离为d’。如先前所述的，此距离适于在电视机屏幕上显示立体图像。因此，当拍摄图像时，图像处理装置400可以根据其上要显示立体图像的屏幕的尺寸来选择合适的输出馈送部。具体而言，如果立体图像要显示在电影院屏幕上，则图像处理装置400选择馈送部L1和R1。但是，如果立体图像要显示在电视机屏幕上，则图像处理装置400被配置为选择输出馈送部L1和R2。或者，图像处理装置400可以选择输出馈送部L2和R1。

虽然图7示出为具有图像处理装置400，但是技术人员将理解的是，可以替代地使用图像处理装置400’。在此情况下，产生与图3所示类似的从图像处理装置400’到各个摄像机的控制连接。此外，虽然示出了第二3D摄像机710，但是此实施例不限于此。实际上，第二3D摄像机710可以被更传统的摄像机替代。此外，如果仅需要2D图像，则图像处理装置400可以选择单个输出。

图像处理单元的配置和/或控制可以是计算机控制的。在此情况下，本发明可以被实施为计算机程序并可以被实施为存储了这种计算机程序的计算机可读介质。存储介质可以是磁存储介质或可以是光学可读存储介质，或者甚至是固态存储器。实际上，计算机程序可以用任意计算机可读语言编写，并可以包括可由计算机读取的指令。

虽然本文已经参照附图详细说明了本发明的示例性实施例，但是应该理解的是，本发明不限于这些明确的实施例，在不偏离如所附权利要求界定的本发明的范围和实旨的情况下，本领域的技术人员可以在其中进行各种改变和修改。

Claims (14)

1.一种摄像机结构，包括：三维图像拍摄部分，其被配置为拍摄由第一图像和第二图像组成的第一立体图像；还包括：额外摄像机元件，其与所述三维拍摄部分间隔开并被配置为拍摄第三图像，由此所述第三图像在与所述第一图像或所述第二图像一起观看时形成第二立体图像，其中，根据要在其上显示所述第二立体图像的屏幕的尺寸来确定所述三维图像拍摄部分和所述额外摄像机元件之间的距离。

2.根据权利要求1所述的摄像机结构，包括可滑动部分，所述额外摄像机元件可安装在所述可滑动部分上，其中，所述可滑动部分被配置为改变所述三维图像拍摄部分与所述额外摄像机元件之间的距离。

3.一种摄像机系统，包括可连接至图像处理单元的根据权利要求1所述的摄像机结构，所述图像处理单元包括：存储介质，其可进行工作，以与标识相关地存储来自所述三维图像拍摄部分和所述额外摄像机元件的输出；以及切换单元，其可进行工作，以输出相应的所存储的图像以形成所述第一立体图像或所述第二立体图像。

4.根据权利要求3所述的摄像机系统，其中，所述切换单元可进行工作，以根据要在其上显示所述立体图像的屏幕的尺寸来选择相应的所存储的图像。

5.根据权利要求4所述的摄像机系统，包括处理单元，所述处理单元可进行工作，以启用所述三维图像拍摄部分和所述额外摄像机元件，其中，所述启用根据将观看所述第一立体图像或所述第二立体图像所用的快门眼镜的工作。

6.根据权利要求5所述的摄像机系统，其中，在所述快门眼镜中的各个透镜透光时，启用所述三维图像拍摄部分和所述额外摄像机元件。

7.一种控制器，其可进行工作以控制根据权利要求1所述的摄像机结构，所述控制器包括启用单元，所述启用单元可进行工作来以预定顺序启用各个图像拍摄元件，其中，所述预定顺序对应于观看被显示的所述立体图像所用的快门眼镜的工作的顺序。

8.一种设置摄像机的方法，包括以下步骤：设置三维图像拍摄部分，以拍摄由第一图像和第二图像组成的第一立体图像；将额外摄像机元件与所述三维图像拍摄部分间隔开；使用所述额外摄像机元件拍摄第三图像，由此所述第三图像在与所述第一图像或所述第二图像一起观看时形成第二立体图像，其中，根据要在其上显示所述第二立体图像的屏幕的尺寸来确定所述三维图像拍摄部分和所述额外摄像机元件之间的距离。

9.根据权利要求8所述的方法，其中设置三维图像拍摄部分步骤还包括：将所述额外摄像机元件安装在滑动部分上，并将所述滑动部分配置为改变所述三维图像拍摄部分与所述额外摄像机元件之间的距离。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括如下步骤：与标识相关地存储来自所述三维图像拍摄部分和所述额外摄像机元件的输出，并输出相应的所存储的图像以形成所述第一立体图像或所述第二立体图像。

11.根据权利要求10所述的方法，其中输出存储的图像的步骤还包括：根据要在其上显示所述立体图像的屏幕的尺寸来选择相应的所存储的图像。

12.根据权利要求10所述的方法，还包括以下步骤：启用所述三维图像拍摄部分和所述额外摄像机元件，其中，所述启用根据将观看所述第一立体图像或所述第二立体图像所用的快门眼镜的工作。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述启用步骤还包括：在所述快门眼镜中的各个透镜透光时，启用所述三维图像拍摄部分和所述额外摄像机元件。

14.一种用于控制根据权利要求1所述的摄像机结构的方法，所述方法包括以下步骤：以预定顺序启用各个图像拍摄元件，其中，所述预定顺序对应于观看被显示的所述立体图像所用的快门眼镜的工作的顺序。