CN1055162C - 三维立体照片的印像方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种立体照片的印像方法及印像装置。该印像装置包括：光源、透镜和由曝光台及其驱动装置组成的曝光单元；拍摄所述一组负片的摄像机；根据摄像机拍摄的图像，测定各负片间视差的测定装置；根据所述负片间的视差，选择各负片像的图像带图案选择装置；负片监视单元；比较所述各负片图像的主要被摄物体上主对象间负片上的距离与阈值的比较装置；根据所述比较装置的比较结果修正视差的修正装置。可提供照片特性优良的立体照片。

Description

三维立体照片的印像方法及装置

本发明涉及三维立体照片的印像方法及装置。尤其涉及三维立体照片的印像方法及装置中根据空间视差的不同而进行曝光调节和曝光位置修正的手段。

三维立体照片通常采用间接制作方法，用有三个以上镜头的照相机对由主要被摄物体和前景、背景等构成有景深的被摄物体拍摄多画面负片，对每一负片变换投影角度，在带有凸透镜状表层的感光纸上重复印影三次以上。

图1示出三维立体照片的摄影方法说明图。图中的例子采用由透镜1、2、3构成的3镜头照相机，L、L’表示观察视点间距，X、Y分别表示主要被摄物体5与背景被摄物体4、主要被摄物体5与前景被摄物体6的视差。

各摄影地点间存在视差，例如，将主要被摄物体5与背景被摄物体4比较，在第1画面上有视差一X，第2画面上视差为0，第3画面上视差为+X。将主要被摄物体5与前景被摄物体相比，第1画面上有视差+Y，第2画面上视差为0，第3画面上视差为-Y。在相对被摄物体平行的线上以及从被摄物体中心描出的曲线上的各摄影地点进行摄影，制成主要被摄物体与前景、背景成像位置不同的负片。

利用所制成负片，根据摄影地点顺序从一端的画面至另一端的画面，依次在具有透镜效果的纸背面涂有感光剂的带凸透镜状表层的感光纸上，从凸透镜一侧投影，进行印像。

在印像时，将主要被摄物体的一部分指定为主对象，对准位置，使各负片的各个投影像中的主对象一致，进行曝光。对每一负片变换投影角度进行印像，则各负片的成像因双面凸透镜而分割成带状的图像带，在对应于投影方向的位置上反复并排形成宽度与投影角度对应的图像带。

以下说明立体像的形成，以三维立体照片3镜头照相机摄下的3画面负片每一画面各印像一次而成的三维立体照片为例。图2是已有三维立体照片一个实例的说明图。

如图所示，感光层上形成的图像带因凸透镜而在横向放大，成为复原的图像，右眼和左眼分别看到对应于不同摄影地点的两个图像带的复原像。三维立体照片由观察者左、右眼不同的图像信息所合成，产生立体现觉。

图中，右眼看到中央图像带②，左眼看到右边的图像带①。图像带②覆盖9°的视野，图像带①和③分别覆盖7°的视野，在三维立体照片正面23°观察范围内产生立体视觉。

立体感根据右眼与左眼所看到的是在哪一摄影地点得到的负片的复原像而变化。摄影地点间隔远，即观察视点间距大的两个图像带进行组合时，立体感提高，但进入左、右眼的图像的空间视差变大，左、右眼图像信息较大的差异被当作对焦不准或错视，使照片的质量降低。

为此而设定印像装置，将左、右眼看到的图像带曝光成使观察视点间距最小的相邻负片进行组合的摄影角度下的带宽及带图案。另外，将比背景被摄物体、前景被摄物体更重要的主要被摄物体的一部分指定为主对象，使负片上各画面的主对象一致，进行曝光。

三维立体照片与普通照片不同，除色彩、对比度、清晰度等照片特性之外，还要求有立体感。为了获得立体感，可将观察视点间距扩大，但观察视点间距大的图像进入双眼时，容易产生对焦不准、错视的感觉。以往的三维立体照片印像装置为了防止对焦不准、错视，通常将图像带形成为观察者左、右眼看见的是观察视点问距最小的负片组合。

但是，当没有专门技术的人用镜头间距固定的多镜头三维立体小型照相机摄影时，不一定能在适当的构图下摄下近景与远景有景深感的照片，而摄出缺乏远近感的照片。

图3是已有三维立体照片一个实例的说明图。当负片各画面有适当的空间视差时，左、右眼看到不相邻的图像带，因而感觉不出适当的空间视差。若摄影地点增多，制作4画面以上的负片，印像出4个以上的图像带，则单个图像带所覆盖的视角变小，因而在某些观察位置上，左、右眼看到不相邻的图像带，产生对焦不准或错视感觉。

如果拍摄对象是缺乏远近感、空间视差小的物体，则用普通的印像方法制作的三维立体照片不能产生充分的立体感。本发明目的在于得到有最好空间视差的三维立体照片印像方法，提供有良好立体感的立体照片。

除近景与远景的景深感之外，前景被摄物体、主要被摄物体、背景被摄物体的位置关系也随摄影对象不同而变化，主要被摄物体与前景被摄物体或背景被摄物体的视差也不是一定的。

例如，在拍摄主要被摄物体置于近景处的构图时，主要被摄物体与前景被摄物体的视差小，而主要被摄物体与背景被摄物体的视差变得极大。以往的三维立体照片印像装置将该主要被摄物体的一部分指定为主对象，在主对象必须一致的情况下曝光，背景被摄物体的视差变得过大，在远景中产生对焦不准感觉。

相反，在主要被摄物体置于远景处的构图中，主要被摄物体与背景被摄物体视差小，而与前景被摄物体视差极大。以该主要被摄物体的一部分作为主对象，在主对象必须一致的情况下曝光，则前景被摄物体的视差过大，因而在近景中产生对焦不准感觉。

这样，若视差极大，则观察所制成的立体照片时，只能清楚地看到主要被摄物体主对象的附近区域，而整体的照片特性及立体感丧失了。本发明目的在于得到考虑到前景被摄物体、背景被摄物体与主要被摄物体视差上的差异情况的三维立体照片印像装置，提供照片特性优良的立体照片。

为了得到优良的立体感，本发明中对构成三维立体照片的负片各画面的空间视差进行测定，掌握因摄影地点视差的变化而产生的前景被摄物体、主要被摄物体和背景被摄物体的景深，根据该结果，形成具有一定带宽和带图案的图像带，从而在观察视点间距不同的负片的组合下获得最佳的立体视觉。

为了掌握空间视差，在印像装置中配置由CCD照相机和线性传感器等构成的负片监视装置，取入负片的各个画面，通过在TV监视器上指定座标位置而测定视差。

摄影地点引起的视差变化小的情况下，曝光所形成图像带的带宽和带图案要用观察视点问距大的负片组合得到立体视觉。

当视差变化充分时，则曝光产生出普通的带宽和带图案，可观察到在相邻摄影地点得到的观察视点间距小的负片组合。

为了提高三维立体照片的照片特性，本发明在三维立体照片印像装置中测定各负片主要被摄物体上主对象的错位量，根据其结果进行修正。当主要被摄物体上主对象的错位量大于阈值时，则判断主要被摄物体处于近景，进行修正，以抑制背景被摄物体的视差，对准位置后曝光。

相反，当主要被摄物体上主对象的错位量低于阈值时，则判断主要被摄物体处于远景，进行修正，以抑制前景被摄物体的视差，位置对准后曝光。在无法确定主要被摄物体的风景照等情况下，以任意位置作为关键点，测定错位量，进行修正。在对主要被摄物体上的主对象进行测定时，采用三维立体照片印像装置中配置的由CCD照相机和线性传感器构成的负片监视装置。

本发明所述的立体照片印像方法，将为制作立体照片而拍摄的、由多个图像组成的一组负片作为图像带的图案，投影印像在带有透镜状表层的感光材料上，该方法包括下述步骤：测定所述一组负片的视差的测定步骤，所述测定步骤，以一个所述负片像作基准画面、另一个像作比较画面，由负片监视装置测定作为一张三维立体照片构成材料的多张负片图像之间主要被摄物体上主对象的负片上的距离；印像步骤：将各负片的像作为图像带的图案印像，使得在所述负片的视差值小于特定值时，观察者可看见观察地点间距不是最小的负片组合的图像，而当所述负片的视差值大于特定值时，观察者可看到观察地点间距最小的负片组合的图像；修正步骤：当所述各负片图像的主要被摄物体上的主对象间的负片上的距离大于阈值时，判定主要被摄物体处于近景，修正所述各主对象曝光位置的重叠程度，以抑制背景被摄物体的视差；当所述各负片图像的主要被摄物体上主对象间的负片上的距离小于阈值时，判定主要被摄物体处于远景，修正所述各主对象曝光位置的重叠程度，以抑制前景被摄物体的视差；曝光步骤。

本发明所述的立体照片印像装置，将为立体照片而拍摄的一组负片作为图像带的图案，投影印像在带透镜状表层的感光材料上，该印像装置包括：光源、透镜和由曝光台及其驱动装置组成的曝光单元；该印像装置还包括：拍摄所述一组负片的摄像机；根据所述摄像机拍摄的图像，测定各负片间视差的测定装置；根据所述负片间的视差，选择各负片像的图像带图案的选择装置；负片监视单元，以一个所述负片像作基准画面、另一个像作比较画面，由负片监视装置测定作为一张三维立体照片构成材料的多张负片图像之间主要被摄物体上主对象间的负片上的距离；比较所述各负片图像的主要被摄物体上的主对象间负片上的距离与阈值的比较装置；根据所述比较装置的比较结果，修正所述各主对象曝光位置的重叠程度、抑制背景被摄物体或近景被摄物体的视差的修正装置。

图1是三维立体照片的摄影方法说明图。

图2是用以往的三维立体照片印像方法进行印像的照片的说明图。

图3是已有三维立体照片一个实例的说明图。

图4及图5是说明本发明的三维立体照片印像装置中装入的程序的流程图。

图6是说明本发明三维立体照片印像装置一个实例的概示图。

图7示出本发明的三维立体照片的印像实例。

图8是用本发明的三维立体照片印像装置进行印像后的照片的说明图。

图9及图10是控制本发明的三维立体照片印像装置的程序的流程图。

图11～图19是用本发明的三维立体照片印像装置进行印像的一个实施例的说明图。

图20示出本发明的三维立体照片印像装置的实施例。

图21示出本发明的三维立体照片印像装置的实施例。

图22示出本发明的三维立体照片印像装置的实施例。

以下，对于具有良好立体感的三维立体照片的印像方法及装置进行说明。图4及图5示出本发明的三维立体照片印像装置中装入的程序的流程图。图中由标号S将图4与图5的流程连接在一起。在该例中，以主要被摄物体上的一点为基准，从而把握视差。

如图所示，在对CCD照相机及曝光台的位置作初始设定后，拍摄作为基准画面的一张负片图像，存储基准点的座标。接着拍摄余下的负片图像，作为比较画面，并存储各负片图像上基准点的座标。根据座标求出基准点的错位量，当其超过预先设定的阈值时，判定为相邻负片的观察视点间距大，空间视差充分，在利用相邻摄影地点的负片组合得到立体视觉的曝光方式下进行印像。

当所求出的基准点错位量低于阈值时，判定相邻负片的观察视点间距小，空间视差不足。为了增大空间视差，用在并排而有间距的摄影地点拍下的负片的组合得到立体视觉，在这样的曝光方式下进行印像，得到有良好立体感的照片。

图6是本发明三维立体照片印像装置一个实施例的示意图。装置中包括光源、透镜、由曝光台及驱动装置等构成的曝光部、具有摄象、处理、显示等功能的图像处理部、由CPU、ROM、RAM构成的控制计算机，此外还有用于输入、输出的电路、I/O等。

光源8的光，经调光滤光片9，镜组合10后，通过该光用CCD照相机11拍摄负片7，通过图像处理部12在监视电视13上映出。另外，可以利用寻迹球14移动监视电视上的光标，指定电视画面上的位置。图像处理部12将光标所指定的座标值传送给所连接的计算机，计算负片上各画面的错位，进行空间视差判断。

图中所示例子中，曝光透镜15和CCD照相机11处在同一平板上，在平板上设置两个透镜·相机移动电机16、17，以使平板在两个垂直的方向上移动。为了使曝光台28也可移动，设置了曝光台移动电机18。透镜·相机移动电机16、17和曝光台移动电机18分别通过驱动电路19、20连接由CPU25、ROM20、RAM27构成的控制计算机。另外，用于操作计算机的键盘24和显示器23与驱动电路19、20一样，通过I/O端口21、22与计算机相连。

本发明的装置拍摄负片的各个画面，计算由光标指定的电视画面上基准点的座标变化量，若在判定视差变化小时，改变负片的投影角度和印像出的带图案，用观察视点间距大的负片组合得到立体视觉。

例如将画面视差小的3画面负片投影3次制作三维立体照片时，将两端的图像带的带宽取得较大，在该曝光方式下进行印像。

图7示出本发明的三维立体照片印像装置印出的照片的一个例子。如图所示，两端的图像带①和②覆盖了较大的视角，从正面观察时，两眼可看到由观察视点间距大的负片组合产生的①和③的复原像，得到良好的立体照片。

另外，图3示出另一实例，将4画面的负片投影6次，形成6个图像带，制成三维立体照片，这时，各画面的空间视差适当，但在通常的印像方法下，双眼看到的是不相邻的图像带①和③，产生对焦不准感觉，在这种情况下也要改变曝光方式进行曝光。

图8示出用本发明的三维立体照片印像装置印出的另一例照片。将图3的带图案改变成像图8那样，这样，观察者两眼看见图像带②和③的复原像，得到良好的立体照片。相反，在各画面空间视差过小的情况下，例如印像出图3的带图案，可看到图像带①和③的复原像，从而得到良好的立体照片。

下文中对照片特性优良的三维立体照片印像方法及装置进行说明。图9、10中示出本发明三维立体照片印像装置中监视负片、控制曝光位置的程序的流程图。图中的标号S表示流程图相连。

在初始设定中，设置错位量的阈值和座标原点等，指定基准画面的主对象位置，取入座标及处于主对象位置处的图像数据。在比较画面中检索处于主对象位置处的图像，测定比较画面的主对象座标。比较基准画面和比较画面的主对象座标，计算错位量，若其超出阈值，则给各个错位量相同的修正量，再计算曝光位置。根据修正后的曝光位置，移动透镜、负片或曝光台等，正确地进行曝光。

下文对本发明三维立体照片印像装置中采用的一种修正量计算方法进行说明。3画面的负片以18.5mm的间距并排，达种情况下，规定值为18.5，以±1mm以上或±0.3mm以下的错位量为许可范围。当0.3mm≤|(基准画面上主对象与比较画面上主对象在水平方向上的距离)-18.5|≤1mm时，错位量适当，不进行修正，将主对象对准后曝光。

|(基准画面主对象与比较画面主对象在水平方向上的距离)-18.5|＞1mm时，将基准画面主对象与比较画面主对象水平方向的间距视为19mm，对准图像。若|(基准画面主对象与比较画面主对象水平方向间距)-18.5|＜0.3mm，则将水平方向间距视作为18.8mm，对准图像。

下面说明用本发明的三维立体照片印像装置进行印像的实例。如图11所示那样，从照相机30观看，主要被摄物体31处于极近处时，各画面上主对象的位置变大，错位量增大。

这时，如图12所示，负片32各画面的间距为18.5mm，比较画面的主对象相对于基准画面的主对象而言，处在低于初始设定时所输入的阈值17.5(即|17.5-18.5|＞1mm)或者高于19.5(即|19.5-18.5|＞1mm)的位置上，因而判断有必要进行修正。

在用以往的三维立体照片印像装置进行印像时，如图13所示，背景的空间视差增大，产生对焦不准感觉。用本发明的三维立体照片印像装置进行印像时，如图14所示，可抑制整体空间视差变得极大的情况，提高照片特性。

如图15那样，主要被摄物体31处于极远处时，各画面上主对象的位置不变，错位基本没有。如图16所示，负片上各画面的间距为18.5mm，因而，比较画面的主对象位置相对于基准画面的主对象而言，处于阈值18.2～18.8(18.2-18.5|＜0.3mm及|18.8-18.5|＜0.3mm)的范围内，因而判断有必要进行修正。

用以往的三维立体照片印像装置进行印像时，如图17所示，前景的空间视差增大，产生对焦不准感觉。用本发明的三维立体照片印像装置进行印像时，如图18所示，可以抑制整体空间视差变得极大的情况，提高照片特性。

另外，如图19所示，在主要被摄物体无法确定的风景照等情况下，以任意位置作为主对象，测定错位量，一般情况下，可在全部拍摄物体中处于最前面的物体上确定主对象。另外，也可预先设定主对象位置。这种情况下，可在画面中央附近确定主对象。

如上所述，利用本发明的三维立体照片印像装置，根据各摄影地点的画面视差，改变具有不同图像带宽及带图案的曝光方式，从而能制成观察者左、右眼可看见有适当空间视差的复原像的照片。

本发明能消除空间视差过大而引起的对焦不准，修正近景与远景的景深不足情况，调整立体感。另外，利用本发明的印像装置，可制成立体感得到增强的照片。

利用本发明的三维立体照片印像装置，将主要被摄物体偏处于近景或远景位置时产生的远景至近景的空间视差抑制为适当的值，从而能制成对焦不准现象少的照片。虽然三维立体照片的摄影对象有受限于一定构图的倾向，但本发明的三维立体照片印像装置无论主要被摄物体、背景被摄物体、前景被摄物体的位置如何，即使是风景照等，也能制作出良好的立体照片。

下面根据附图说明本发明三维立体照片印像装置的实施例。如图20所示，用CCD照相机拍摄拍入负片屏框33中的负片34，如图21所示，在电视监视器35中映出处于3画面负片中央的画面，作为基准画面。在本实施例中，电视监视器35连接图像处理部及CPU，用寻迹球38完成光标37的指定。

在主要被摄物体可特定的情况下，用光标37指定画面上主对象36的位置。用图像处理部取入所指定主对象的座标和图像，CCD照相机根据所取入的图像信息，扫描并检出比较画面上的主对象。

求出图22中A、B箭头所示的比较画面主对象与基准画面主对象的距离，参照所设定的阈值，确定修正量。

Claims (2)

1.一种立体照片印像方法，将为制作立体照片而拍摄的、由多个图像组成的一组负片作为图像带的图案，投影印像在带有透镜状表层的感光材料上，其特征在于，该方法包括下述步骤：

测定所述一组负片的视差的测定步骤，所述测定步骤，以一个所述负片像作基准画面、另一个像作比较画面，由负片监视装置测定作为一张三维立体照片构成材料的多张负片图像之间主要被摄物体上主对象的负片上的距离；

印像步骤：将各负片的像作为图像带的图案印像，使得在所述负片的视差值小于特定值时，观察者可看见观察地点间距不是最小的负片组合的图像，而当所述负片的视差值大于特定值时，观察者可看到观察地点间距最小的负片组合的图像；

修正步骤：当所述各负片图像的主要被摄物体上的主对象问的负片上的距离大于阈值时，判定主要被摄物体处于近景，修正所述各主对象曝光位置的重叠程度，以抑制背景被摄物体的视差；当所述各负片图像的主要被摄物体上主对象间的负片上的距离小于阈值时，判定主要被摄物体处于远景，修正所述各主对象曝光位置的重叠程度，以抑制前景被摄物体的视差；

曝光步骤。

2.一种立体照片印像装置，将为立体照片而拍摄的一组负片作为图像带的图案，投影印像在带透镜状表层的感光材料上，该印像装置包括：光源、透镜和由曝光台及其驱动装置组成的曝光单元；其特征在于，该印像装置还包括：拍摄所述一组负片的摄像机；根据所述摄像机拍摄的图像，测定各负片间视差的测定装置；根据所述负片间的视差，选择各负片像的图像带图案的选择装置；负片监视单元，以一个所述负片像作基准画面、另一个像作比较画面，由负片监视装置测定作为一张三维立体照片构成材料的多张负片图像之间主要被摄物体上主对象间的负片上的距离；比较所述各负片图像的主要被摄物体上的主对象间负片上的距离与阈值的比较装置；根据所述比较装置的比较结果，修正所述各主对象曝光位置的重叠程度、抑制背景被摄物体或近景被摄物体的视差的修正装置。

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