DE10020260A1 - Digitalkamera oder digitale Videokamera und Verfahren zur Bilderfassung - Google Patents
Digitalkamera oder digitale Videokamera und Verfahren zur BilderfassungInfo
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- H04N23/58—Means for changing the camera field of view without moving the camera body, e.g. nutating or panning of optics or image sensors
Abstract
Eine Digitalkamera (1) oder digitale Videokamera mit einem Objektiv (4) und mit einem Sensor (5) zur Erfassung digitalisierter Bildinformation weist Mittel zum perspektivischen Entzerren der von dem Objektiv (4) entworfenen und von dem Sensor (5) erfassten digitalisierten Bildinformation auf. Mit einer solchen Digitalkamera entstehen vielfältige Möglichkeiten, die Perspektive eines Bildes zu beeinflussen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Digitalkamera oder digitale Videokamera mit einem
Objektiv und mit einem Sensor zur Erfassung digitalisierter Bildinformation, und ein
Verfahren zur Bilderfassung.
Bekannte Großbildkameras weisen ein relativ zum Gehäuse der Großbildkamera
schwenkbares Objektiv und eine schwenkbare Rückstandarte, die eine Mattscheibe
hält, auf. Bei der Aufnahme großer Objekte, z. B. von Gebäuden, muss die
Mattscheibe senkrecht bleiben, um die senkrechten Linien der Objekte senkrecht
abzubilden. Bei unverschwenkter Rückstandarte und unverschwenktem Objektiv
muss also die gesamte Kamera so gehalten werden, dass die Mattscheibe
senkrecht steht. Dies hat aber den Nachteil, dass bei tiefer Kamerastellung, wie
dies bei Gebäudeaufnahmen in der Regel der Fall ist, sehr viel Vordergrund
aufgenommen wird. Aus diesem Grund wird die Kamera gerne nach oben geneigt,
um den Vordergrund zu reduzieren. Wenn dabei aber gleichzeitig die Mattscheibe
geneigt wird, so treten im aufgenommen Bild die senkrechten Linien des Objekts
als sogenannte stürzende Linien in Erscheinung. Wenn das Rückteil der Kamera
aber so verschwenkt wird, dass die Mattscheibe bei geneigter Kamera wieder
senkrecht steht, werden senkrechte Linien als senkrechte Linien abgebildet.
Allerdings erfordert das ein Objektiv mit einem relativ großen Bildkreis.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Digitalkamera oder digitale Videokamera und ein
Verfahren zu schaffen, durch deren Verwendung das Auftreten von Verzerrungen
korrigiert oder, falls gewünscht, auch erzeugt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die Digitalkamera oder digitale
Videokamera Mittel zum perspektivischen Entzerren der von dem Objektiv
entworfenen und von dem Sensor erfassten digitalisierten Bildinformation
aufweist. Unter Entzerren und Korrigieren wird erfindungsgemäß ein Verzerren der
Bilder verstanden, bis stürzende oder fallende Linien zu nichtstürzenden Linien
werden. Wird die Perspektive über den korrigierten Zustand hinaus weiter
verändert, oder generell eine nicht vorhandene Perspektive erzeugt, so ist darin
erfindungsgemäß ein Verzerren zu sehen.
Mit einer solchen Digitalkamera entstehen vielfältige Möglichkeiten, die Perspektive
eines Bildes zu beeinflussen. Zum einen kann die Perspektive eines mit geneigter
Kamera aufgenommenen Bildes automatisch korrigiert werden, so dass keine
stürzenden Linien entstehen. Durch manuelles Nachschalten kann eine Verzerrung
einer Perspektive aber z. B. auch verstärkt werden, oder es kann eine Perspektive
erzeugt werden, die es gar nicht gibt. Insbesondere aber entfällt das
Verschwenken von Objektiv und/oder Rückstandarte zur Korrektur von
Perspektiven. Dadurch wird eine einfachere Handhabung sichergestellt.
In einer besonders bevorzugten Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Kamera
weist die Kamera einen Neigungssensor auf. Der Neigungssensor erkennt, wie weit
die Kamera und damit der das Bild aufnehmende Sensor aus der Senkrechten bzw.
gegenüber der Horizontalen verschwenkt ist. Der vom Neigungssensor gemessene
Wert kann dazu verwendet werden, das erfasste Bild sofort so zu entzerren, dass
reale senkrechte Linien als senkrechte Linien dargestellt werden. Die Entzerrung
kann dabei sofort automatisch erfolgen, so dass der Benutzer nur das entzerrte Bild
auf dem Display bzw. im Sucher sieht und bei Betätigung des Auslösers das
entzerrte Bild gespeichert wird. Alternativ kann das verzerrte Bild angezeigt und
gespeichert werden und der Neigungswert kann mit der Bilddatei abgespeichert
werden. Bei einer Nachbearbeitung mit der Kamera oder an einem Computer kann
dann die Entzerrung anhand des gespeicherten Neigungswertes anhand eines oder
mehrerer Fluchtpunkte erfolgen.
Vorteilhaft ist es, wenn ein oder mehrere Bildausschnitte aus der aufgenommenen
Bildinformation auswählbar sind. Aus dem aufgenommenen Bild können
Ausschnitte beliebiger geometrischer Formen und Größe mit Mitteln zur Auswahl
ausgewählt werden. Diese Mittel zum Auswählen können z. B. Funktionen, Tasten
oder Stifte sein. Die Auswahl des Bildausschnitts muss nicht vor der Aufnahme
vorgenommen werden, sondern kann zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt
vorgenommen werden. Der Benutzer erhält weiterhin die Möglichkeit, einen
Ausschnitt auszuwählen und ihn dann nachträglich zu vergrößern. Die Auswahl der
Bildausschnitte findet bevorzugterweise auf dem Display der Kamera statt.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Digitalkamera sind die entzerrten
Bilder zu einem externen Gerät, vorzugsweise einem Computer oder Drucker,
transferierbar. Nach dem Transfer können die gespeicherten Bilder aus dem
Speichermedium der Kamera gelöscht werden, so dass Speicherplatz für weitere
Aufnahmen zur Verfügung steht. Die transferierten Bilder können an einem
Computer mit an sich bekannten Verfahren weiter bearbeitet, gespeichert und
ausgedruckt werden. Ferner kann die Auswahl von Bildausschnitten aus den
Bildern erst mit dem Computer erfolgen. Dadurch wird in der Digitalkamera kein
Speicherplatz für die Bildausschnitte benötigt. Insbesondere bei digitalen
Videokameras ist es von Vorteil, wenn in etwa zeitgleich mit dem Schneiden des
Films am Computer auch Bildausschnitte ausgewählt werden können.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Bearbeiten von digitalisierten
Bildern mit einer Digitalkamera oder einer digitalen Videokamera bei dem die
digitalisierten Bilder perspektivisch entzerrt oder verzerrt und abgespeichert
werden. Mit einem solchen Verfahren ist es möglich, ungewünschte Perspektiven,
beispielsweise wegen geneigter Kamerahaltung, zu korrigieren, bzw. Perspektiven
zu verstärken.
In einer bevorzugten Verfahrensvariante werden die digitalisierten Bilder
automatisch gemäß einer von dem Neigungssensor gemessenen Neigung derart
entzerrt, dass reale senkrechte Linien als senkrechte Linien abgebildet werden. Der
Benutzer muss sich keine Gedanken über die Kamerastellung machen. Das
umständliche Verstellen des Kamerarückteils, wie bei bekannten Großbildkameras,
entfällt, wenn von niedrigem oder erhöhtem Standpunkt aus große Objekte mit
senkrechten Linien fotografiert werden sollen. Dies stellt insbesondere für den
Berufsfotografen eine große Vereinfachung in der Handhabung einer Kamera dar,
insbesondere bei Luftaufnahmen.
In einer weiteren Verfahrensvariante wird mit jedem aufgenommenen Bild ein von
dem Neigungssensor gemessener Neigungswert abgespeichert. Ein Bild kann
dadurch verzerrt aufgenommen werden. Der Benutzer hat dann die Wahl, später
die Entzerrung gemäß dem gespeicherten Neigungswert vorzunehmen, oder das
Bild so zu belassen, wie es aufgenommen wurde. Ferner hat er die Möglichkeit,
das Bild entzerrt und verzerrt zu speichern bzw. auszugeben.
Alternativ können die digitalisierten Bilder gezielt manuell entzerrt oder verzerrt
werden. Vom Benutzer können beliebige Perspektiven erzeugt werden. Besondere
Einzelheiten eines Bildes können dadurch hervorgehoben werden. Außerdem
können Perspektiven verstärkt werden oder es können Perspektiven erzeugt
werden, die es gar nicht gibt. Gemeint ist damit, dass z. B. bei einer
Hochformataufnahme mit einer Kamera, die normalerweise im Querformat in
horizontaler Richtung entzerrt, in senkrechter Richtung verzerrt wird, also in einer
Richtung, in der normalerweise keine perspektivische Verzerrung erfolgt.
Eine bevorzugte erfindungsgemäße Verfahrensvariante zeichnet sich dadurch aus,
dass aus einem aufgenommenen Bild bzw. Bildkreis ein Bildausschnitt ausgewählt
wird, der anschließend weiterbearbeitet wird. Der Benutzer kann sich nachträglich
den Bildausschnitt auswählen, der von besonderem Interesse ist. Für eine
Aufnahme im Hochformat muss die Kamera nicht mehr gedreht werden. Es
genügt, einen hochformatigen Ausschnitt aus dem Bildkreis auszuwählen.
Dadurch, dass der gesamte Bildkreis aufgenommen wird, entfällt die Gefahr,
wichtige Detailinformationen aus Versehen nicht zu erfassen. Die Möglichkeit,
einen Ausschnitt aus einem Bild auszuwählen, erlaubt es, unwichtige
Bildinformation, wie z. B. große Vordergründe zu entfernen, wodurch eine
Reduktion des Bildes auf das wesentliche erfolgt. Die ausgewählten Ausschnitte
können vergrößert werden und mit an sich bekannten Verfahren weiterbearbeitet
werden.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der
Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter
ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren
in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigte und beschriebene
Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat
vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Digitalkamera ist in der
schematischen Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1a eine Bildaufnahme mit einer erfindungsgemäßen Digitalkamera;
Fig. 1b eine Rückansicht der Digitalkamera nach Fig. 1a;
Fig. 2a ein ohne perspektivische Entzerrung aufgenommenes Bild;
Fig. 2b das Bild der Fig. 2a nach perspektivischer Entzerrung;
Fig. 2c ein optimiertes Bild nach Fig. 2a und 2b;
Fig. 3a eine Bildaufnahme mit einer Kamera nach dem Stand der Technik;
Fig. 3b das aufgenommene Bild nach Fig. 3a;
Fig. 4a eine weitere Bildaufnahme mit einer Kamera nach dem Stand der
Technik;
Fig. 4b das aufgenommene Bild nach Fig. 4a.
In der Fig. 1 ist eine Digitalkamera 1 schematisch dargestellt. Auf der Vorderseite
2 des Gehäuses 3 ist ein Objektiv 4 mit einer Linse angebracht. Mit Hilfe des
Objektivs 4 erfolgt eine Projektion eines Bildes auf einen Sensor 5 im Inneren der
Digitalkamera 1. Der lichtempfindliche Sensor 5 ist als Scanner oder Chip
ausgebildet, von dem das Bild elektronisch erfasst wird. Der lichtempfindliche
Sensor 5 ist meist scheibenförmig ausgebildet. Die Linse des an sich bekannten
Objektivs 4 ist kreisrund, so dass auch das projizierte Bild hinter dem Objektiv
kreisrund ist. Allerdings bestimmt sich das Format des aufgenommenen Bildes
durch das Format des Sensors 5. In der Regel ist der Sensor 5 rechteckförmig und
nimmt deshalb nur einen Ausschnitt des vom Objektiv 4 projizierten Bildes auf.
Dieses projizierte Bild wird als vom Objektiv 4 entworfener Bildkreis bezeichnet.
Soll der gesamte Bildkreis aufgenommen werden, so ist der Sensor 5 ebenfalls
kreisrund ausgebildet. Die auf den Sensor 5 projizierte Bildinformation wird vom
Sensor 5 elektronisch erfasst und digitalisiert. Die Digitalkamera weist weiterhin
einen Neigungssensor auf. Mit dem Neigungssensor wird die Neigung des
Sensors 5 gegen die Horizontale 9 gemessen. Bei der Aufnahme von Objekten 10,
die zur Horizontalen 9 senkrechte Linien 11 aufweisen, werden die senkrechten
Linien nur als senkrechte Linien abgebildet, wenn der Sensor 5 ebenfalls senkrecht
zur Horizontalen 9 steht. Ist die Sensorfläche gegen die Horizontale geneigt, so
werden die senkrechten Linien 11 in der Abbildung zu stürzenden Linien 12 (Fig.
2a). Mittels der vom Neigungssensor gemessenen Neigung kann das vom Objektiv
4 entworfene Bild derart perspektivisch entzerrt werden, dass die abgebildeten
Linien auch bei geneigter Digitalkamera im Bild wieder senkrecht sind (Fig. 2b). Die
Entzerrung gemäß dem gemessenen Neigungswert kann automatisch schon vor
der Aufnahme erfolgen, so dass das perspektivisch entzerrte Bild über ein Display
13 vom Benutzer betrachtet werden kann. Da Displays 13 in der Regel einen
hohen Stromverbrauch haben, kann das Display auch abgeschaltet werden und der
Benutzer kann das aufzunehmende Bild durch einen optischen Sucher 14
betrachten. Ist der Neigungssensor 8 deaktiviert, so wird auf dem Display 13 bzw.
im Sucher das verzerrte, vom Objektiv 4 entworfene Bild angezeigt. Hat der
Benutzer das projizierte Bild betrachtet und akzeptiert, so kann er das im Sucher
14 oder auf dem Display 13 angezeigte Bild durch Betätigen des Auslösers in
digitalisierter Form speichern. Die Speicherung erfolgt in einem entsprechenden
Speichermedium. Das Speichermedium, wie z. B. ein Chip, ist entweder in die
Kamera integriert oder herausnehmbar, so dass die digitalisierte Bildinformation
z. B. zu einem Computer transferiert werden kann. Ferner ist es möglich, die Bilder
entzerrt zu speichern und mit jedem Bild die gemessene Neigung zu speichern.
Dem Benutzer stehen außerdem Mittel zur Verfügung, mit denen er ein Bild vor
oder nach der Aufnahme gemäß seinen Wünschen entzerren oder verzerren kann.
Die Fig. 2a zeigt ein Bild 15, wie es von einer geneigten Digitalkamera ohne
Entzerrung aufgenommen wird. Wenn der Sensor 5 einer geneigten Digitalkamera
nicht parallel zu Objekten 10 mit senkrechten Linien 11 ausgerichtet ist, werden
diese Objekte nicht mit senkrechten, sondern mit sogenannten stürzenden Linien
12 abgebildet. Fig. 2a zeigt auch die Ausrichtung der stürzenden Linien an einem
Fluchtpunkt.
Bei dem in der Fig. 2b gezeigten Bild 16 wurde das vom Objektiv entworfene Bild
perspektivisch gemäß der vom Neigungssensor 8 gemessenen Neigung so entzerrt,
dass die senkrechten Linien 11 des fotografierten Objekts 10 im Bild 16 als
senkrechte Linien 17 erscheinen. Durch die perspektivische Entzerrung wird das
von einem rechteckigen Sensor 5 aufgenommene Bild zu einem in der Länge
und/oder Breite gegenüber dem Rechteck nach Fig. 2a gestreckten Trapez 18
verformt. Soll das Format des Bildes beibehalten werden, so werden die von der
gestrichelten Linie begrenzten Bereiche entfernt. Wird ein Objekt 10 im
Hochformat, d. h. bei gedrehter Digitalkamera fotografiert, so muss der
Neigungssensor 8, bzw. ein zweiter Neigungssensor auch die Neigung der Kamera
in dieser Orientierung erfassen. Fig. 2c zeigt ein vollständig optimiertes Bild 19.
Die Fig. 3 und 4 demonstrieren die Probleme, die bei der Bildaufnahme mit einer
Kamera des Standes der Technik auftreten.
Wenn der Sensor der Kamera 20 parallel zu dem Objekt 21 ausgerichtet ist (Fig.
3a), werden stürzende Linien vermieden. Es fehlt aber ein Teil 22 des Objektes 21
auf der Abb. 23 (Fig. 3b).
Wenn der Sensor der Kamera 20 geneigt zu dem Objekt 21 angeordnet ist (Fig.
4a), treten stürzende Linien auf (Fig. 4b).
1
Digitalkamera
2
Vorderseite
3
Gehäuse
4
Objektiv
5
Sensor
8
Neigungssensor
9
Horizontale
10
Objekt
11
Senkrechte Linie
12
Stürzende Linie
13
Display
14
Sucher
15
Bild
16
Bild
17
Senkrechte Linie
18
Trapez
19
Bild
20
Kamera
21
Objekt
22
Objektteil
23
Abbildung
24
Stürzende Linie
Claims (9)
1. Digitalkamera (1) oder digitale Videokamera mit einem Objektiv (4) und mit
einem Sensor (5) zur Erfassung digitalisierter Bildinformation, dadurch
gekennzeichnet, dass die Digitalkamera (1) Mittel zum perspektivischen
Entzerren der von dem Objektiv (4) entworfenen und von dem Sensor (5)
erfassten digitalisierten Bildinformation aufweist.
2. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (1)
einen Neigungssensor (8) aufweist.
3. Digitalkamera nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
ein oder mehrere Bildausschnitte aus der aufgenommenen Bildinformation
auswählbar sind.
4. Digitalkamera nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die entzerrten Bilder zu einem externen Gerät,
vorzugsweise einem Computer oder Drucker, transferierbar sind.
5. Verfahren zum Bearbeiten von digitalisierten Bildern mit einer
Digitalkamera (1) oder einer digitalen Videokamera dadurch
gekennzeichnet, dass die digitalisierten Bilder perspektivisch entzerrt oder
verzerrt und abgespeichert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
digitalisierten Bilder automatisch gemäß einer von dem Neigungssensor (8)
gemessenen Neigung derart entzerrt werden, dass reale senkrechte Linien
(11) als senkrechte Linien (17) abgebildet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit jedem
aufgenommenen Bild ein von dem Neigungssensor (8) gemessener
Neigungswert abgespeichert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
digitalisierten Bilder gezielt manuell entzerrt oder verzerrt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem
aufgenommenen Bild (15, 16) bzw. Bildkreis (6) ein Bildausschnitt
ausgewählt wird, der anschließend weiterbearbeitet wird.
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10020260A DE10020260C2 (de) | 2000-04-25 | 2000-04-25 | Digitalkamera oder digitale Videokamera und Verfahren zur Bilderfassung |
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DE10191605A DE10191605B4 (de) | 2000-04-25 | 2001-04-21 | Digitalkamera oder digitale Videokamera |
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PCT/DE2001/001533 WO2001082592A1 (de) | 2000-04-25 | 2001-04-21 | Digitalkamera oder digitale videokamera und verfahren zur bilderfassung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE10020260A1 true DE10020260A1 (de) | 2001-10-31 |
DE10020260C2 DE10020260C2 (de) | 2003-03-27 |
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ID=7639891
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10020260A Expired - Fee Related DE10020260C2 (de) | 2000-04-25 | 2000-04-25 | Digitalkamera oder digitale Videokamera und Verfahren zur Bilderfassung |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10020260C2 (de) | 2003-03-27 |
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