DE112006000534T5 - Positionieren eines Aufnahmegegenstandes bezüglich einer Hintergrundszene in einer Digitalkamera - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zum Positionieren eines Bildes eines Subjektes, welches vor einem ausgewählten Hintergrund angeordnet ist, auf eine erwünschte Position bezüglich eines Bildes einer Hintergrundszene in einer Digitalkamera, aufweisend:
a) Überwachen eines zusammengestellten Bildes auf dem Display der Kamera während wenigstens eines der Subjekte und die Kamera physisch positioniert werden, um das Bild des Subjektes an eine erwünschte Position bezüglich des Bildes der Hintergrundszene zu platzieren,
b) aufnehmen eines Bildes des derart positionierten Subjektes vor dem ausgewählten Hintergrund mit der Kamera.

Description

  • Hintergrund
  • Diese Erfindung betrifft die Vorpositionierung von mehreren Bildern in einer Einzelaufnahme-Digitalkamera zur nachfolgenden Zusammenstellung auf dem Bild einer Hintergrundszene.
  • Bluescreen-Bildzusammenstellungstechnologie macht die Erzeugung einer Anzahl von besonderen Videoeffekten möglich, z.B. glaubhafte Riesen oder geschrumpfte Menschen, wie beispielsweise in dem Film „Liebling, ich habe die Kinder geschrumpft".
  • Ein anderer nützlicher Effekt verwendet mehrere Bildebenen. Subjekte bzw. Aufnahmegegenstände oder Personen wurden einzeln fotografiert und werden jeweils zu einem zusammengesetzten Mehrebenen(multilayer)-Bild zusammengestellt. Dies ermöglicht es einem Schauspieler mehrere Rollen in derselben Szene zu spielen.
  • Nicht alle Subjekte bzw. Aufnahmegegenstände müssen Menschen sein. Falls eines der Subjekte in einem zusammengesetzten Multilayer-Bild eine Flammenwand ist, können die vorher zusammengestellten Subjekte als hinter den Flammen erscheinen, während die nachfolgenden zusammengestellten Subjekte auf der Kameraseite zu sehen sind. Um effektiv zu wirken, sollten die Gegenstände hinter den Flammen kleiner gemacht sein, während die Subjekte auf der Kameraseite des Feuers zur Bereitstellung einer Entfernungsperspektive vergrößert sind.
  • Obwohl die Bluescreen-Bildzusammenstellungsverfahren für die Film- und Fernsehproduktionen entwickelt wurden, funktionieren sie ebenfalls gut für Einzelbildaufnahmen. Eine andere Zusammenstellungstechnik verwendet die Erkennung von Luminanzpegeln, ist jedoch nicht so erfolgreich wie das Bluescreenverfahren. Auch Doppelbelichtungen wurden zur Erzeugung von zusammengesetzten Bildern und zur Erreichung von künstlerischen Effekten in der Einzelbildfotografie eingesetzt.
  • Mit dem Aufkommen der Digitalkameras wollten viele ihrer Benutzer gerne einige dieser Spezialeffekte selbst erreichen, ohne die Fähigkeiten eines Bildbearbeitungsspezialisten zu erfordern.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Diese Erfindung erlaubt dem Benutzer einer Einzelbild-Digitalkamera ein hochauflösendes Bild eines Subjekts bezüglich des Bildes einer Hintergrundszene in der Kamera, anstatt in einem Computer, anzuordnen oder auszurichten. Ein zusammengesetztes Bild mit geringer Auflösung des Subjekts und der Hintergrundszene erlauben es dem Benutzer das Subjekt bezüglich der Hintergrundszene physisch anzuordnen, während das zusammengesetzte Bild auf dem Kameradisplay beobachtet wird.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Die Figur zeigt ein Schaubild mit den Funktionen, die für eine Digitalkamera erforderlich sind, um Ebenen eines zusammengesetzten Multilayer-Bildes in einer Voransicht anzuzeigen und zu erzeugen.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Die Anordnung eines Bildes eines Subjektes wird durch das nachfolgende Beispiel und die Figur erklärt. Man nehme an, dass ein Individuum ein Bild von einer Gruppe von sieben Freunden an einem exotischen Ort aufnehmen möchte. Er hält jedoch die Kosten für den Transport unerschwinglich und es ist nicht praktikabel, sie alle gleichzeitig zusammen zu bekommen. Seine Lösung für dieses Problem ist die Verwendung einer Digitalkamera (4), um jeden Freund einzeln zu fotografieren sobald er verfügbar ist. Unter Verwendung von Verfahren gemäß dem Stand der Technik würden die Bilder dann in einen Computer heruntergeladen, um die Zusammenstellung auf einer Hintergrundszene vorzunehmen. Ein zusammengesetztes Multilayer-Bild erfordert jedoch, dass alle Subjekt-Bilder bezüglich einander und bezüglich der Hintergrundszene richtig ausgerichtet sind. Wenn die Subjekte in dem Computer ausgerichtet werden, wird ein Bildbearbeitungsprogramm, wie z.B. Adobe Photoshop® oder ähnliche Programme, erforderlich. Um ein solch komplexes Vorgehen zu vermeiden kann man die Vorausrichtung der Subjekte in einer Digitalkamera vornehmen, wenn die Kamera mit einem einfachen Zusammenstellungsprogramm ausgestattet ist, welches z.B. eine Chroma-Schlüsseltechnik (chroma-key) verwendet. Die Erzeugung eines einfachen Zusammenstellungsprogramms zur Verwendung in Digitalkameras der aktuellen Generation liegt durchaus innerhalb der Fähigkeiten eines Fachmanns in diesem Bereich.
  • Der erste Schritt ist, die exotische Hintergrundszene aufzunehmen oder eine geeignete Hintergrundszene von einer externen Quelle, wie z.B. einem Computer (1) auf die Kamera zu übertragen.
  • Der zweite Schritt ist die Auswahl eines Hintergrundes (2), welcher hinter das Subjekt platziert werden kann. Während eine einfache Wand einer beliebigen Farbe verwendet werden kann, ist die Extraktion einer guten Maskierung (matte) leichter zu erreichen, wenn die Wandfarbe nicht in der Kleidung des Subjektes verwendet wird und kompatibel mit den Anforderungen des Zusammenstellungsprogrammes ist, welches durch die Kamera verwendet wird. Eine Maskierung ist eine schwarze Silhouette des Subjektes gegen ein freies Feld, welches erlaubt, dass das Subjekt ohne die Erzeugung einer Doppelbelichtung über der Hintergrundszene platziert wird.
  • Um das zusammengesetzte Bild, welches auf dem Kameradisplay betrachtet wird nicht durcheinander zu bringen, z.B. durch Beleuchtungsobjekte, Türen und Möbel innerhalb des Bildrahmens, kann ein Fenster-Feature in dem Zusammenstellungsprogramm verwendet werden, um diese Objekte herauszuschneiden oder herauszumaskieren. Jede der vier Kanten des Fensters kann positioniert werden, um alle unerwünschten Objekte in dem betrachteten Bild zu vermeiden und auf diese Weise effektiv den Hintergrund bis zu den Kanten des Bildrahmens zu erstrecken. Diese Fensterfunktion ermöglicht die Benutzung eines relativ kleinen Hintergrunds, der sich nur eine geringe Distanz über das Subjekt hinaus erstreckt. Zum Beispiel verfügen moderne Digitalkameras üblicherweise über einen Vier-Positions-Schalter mit einem Auswahlknopf. Ein Fenster, welches einen rechteckigen Umfang hat, kann herauf/herunter und links/rechts unter Verwendung des Vier-Positionen-Schalters bewegt werden. Sobald die erwünschte Position, üblicherweise das Subjekt umgebend und den Rest des Bildes ausschließend, erreicht ist, kann ein Knopf gedrückt werden, um die Fensterposition an dem gewünschten Ort zu fixieren. Wenn das Fenster zu klein oder zu groß ist, kann das Fenster auch in seiner Größe unter Verwendung des Vier-Positionen-Schalters verändert werden, so dass das Fenster das Vordergrundsubjekt einschließt, während alles andere ausgeschlossen ist.
  • Die Position und Größe jedes Fensters wird als Teil der Subjekt-Bilddaten zu dem Zeitpunkt gespeichert, in dem das Vordergrundsubjekt aufgenommen wird. Die Fensteranordnung und die Größendaten definieren das Fenster, wenn die Subjektebenen in dem Computer (1) zusammengestellt werden. Die Verfügbarkeit der Fenstergröße und der Anordnungsdaten und Ebenennummer der vorpositionierten Subjekte erlauben eine Bildzusammenstellung mit geringem oder ganz ohne menschliches Eingreifen.
  • Der dritte Schritt ist das Fotografieren des ersten Subjekts (3). Das Zusammenstellungsprogramm in der Kamera (4) stellt das Bild des Subjekts über dem Bild der Hintergrundszene zusammen und bildet so ein zusammengesetztes Bild auf dem Kamera-Betrachtungsschirm (5).
  • Das Zusammenstellungsprogramm in der Kamera braucht nicht tatsächlich die hochauflösenden Bilder des Subjekts und der Hintergrundszene zusammenzustellen. Die Anzahl von Pixeln, die ein Bildschirm eines Kamera-Betrachtungsschirmes umfasst, ist ein geringer Bruchteil der Anzahl von Pixeln, die ein hochauflösendes Digitalbild in der Kamera aufweist. Was während des Subjekt-Positionierungsvorgangs zusammengestellt wird, sind gering aufgelöste Replika, die von einem hochaufgelösten Bild extrahiert sind, in der Auflösung, die von dem Kamera-Betrachtungsschirm angefordert wird.
  • Die relativ geringe Anzahl von Pixeln, die das Bild auf dem Betrachtungsschirm umfasst und ein einfaches Zusammenstel lungsprogramm erlauben die rasche Erneuerung des zusammengesetzten Bildes um dieses aktuell zu halten, während die Position des Bildes verändert wird.
  • Während der Betreiber den Kamera-Betrachtungsschirm (5) beobachtet, wird die Hintergrundszene auf dem Kamerabetrachtungsschirm fixiert aber das Bild des ersten Subjektes kann den Kamerabewegungen frei folgen. Die Ausrichtung und das Zielen mit der Kamera ist der einfachste Weg das Subjekt bezüglich eines Hintergrundbildes herauf, herunter, links oder rechts auszurichten. Die Größe des Subjektes wird durch das physische Bewegen des Subjektes in eine neue Position auf die Kamera zu oder von dieser weg eingestellt. Innerhalb seiner Grenzen kann eine Größenänderung auch durch Anpassung der Zoomlinse der Kamera folgen.
  • Nachdem das Subjekt bezüglich der Hintergrundszene richtig ausgerichtet wurde, drückt der Betreiber den „Aufnahme"-Knopf an der Kamera. In diesem Moment wird das zusammengestellte Bild auf dem Kamera-Betrachtungsschirm aufgenommen. Das zusammengesetzte Bild des Betrachtungsschirms enthält nun das erste Subjekt, welches auf der Hintergrundszene angeordnet ist. Dieses Bild wird gespeichert, weil es als Hintergrundbild werden wird, wenn das zweite Subjekt aufgenommen wird.
  • Gleichzeitig wird das vor-ausgerichtete hochauflösende Bild des ersten Subjektes vor seinem Originalhintergrund aufgenommen und gespeichert. Es wird als Subjektebene #1 codiert.
  • Wenn das zweite Subjekt verfügbar ist, wird es vor dem Hintergrund platziert. Das zusammengesetzte Bild des ersten Subjekts und des Hintergrundes wird aus dem Speicher aufgerufen und wird zur Hintergrundszene für das zweite Subjekt. Der Kamerabetreiber positioniert das zweite Objekt, um sein Bild entlang des Bildes des ersten Subjekts zu platzieren, wobei zu beachten ist, das genug Platz für die verbleibenden fünf Subjekte gelassen wird.
  • Wenn man mit der Ausrichtung und Anordnung des zweiten Subjektes zufrieden ist, wird der „Auslöse"-Knopf gedrückt. Zu diesem Zeitpunkt wird das zweite Subjekt ebenfalls Teil der Hintergrundszene und wird abgespeichert. Es wird die Hinter grundszene für das dritte Subjekt. Gleichzeitig wird das vorpositionierte hochaufgelöste Bild des zweiten Subjekts vor dem Hintergrund in dem Kameraspeicher gespeichert und als Subjektlayer #2 codiert. Der hinter dem zweiten und späteren Subjekten verwendete Hintergrund muss nicht derselbe Hintergrund sein, wie er für das Subjekt #1 verwendet wird. Ein Hintergrund wird oft wegen seiner Farbe ausgewählt, die nicht mit einer der Farben in der Garderobe des Subjektes übereinstimmt und daher die Extraktion einer guten Maske sicherstellt.
  • Der vorstehende Prozess wird für jedes Subjekt wiederholt bis alle sieben Subjekte positioniert und fotografiert wurden. Die sieben hochaufgelösten vorpositionierten Subjekte, jeweils vor einem ausgewählten Hintergrund, werden zur Zusammenstellung mit der ausgewählten Hintergrundszene auf einen Computer heruntergeladen. Wenn die Hintergrundszene aus der Kamera stammt, wird das originale, hochaufgelöste Hintergrundbild ebenfalls auf den Computer heruntergeladen. Zu diesem Zeitpunkt dürfen die niedrig aufgelösten Zusammenstellungsbilder der sieben Subjekte verworfen werden.
  • Ein hinzutretender Vorteil der Ausrichtung der Layer eines zusammengestellten Mehrebenenbildes in der Kamera statt in dem Computer ist die einheitliche Auflösung aller Ebenen bezüglich einander. Wenn eine Größenänderung in dem Computer vorgenommen wird, haben vergrößerte Bilder eine geringere Auflösung als die nicht vergrößerten Bilder.
  • Viele Bildgestaltungsprogramme (image compositing programs) werden ein oder mehrere Ebenen mit geringer oder ohne Betreibereingriff zusammenstellen, wenn die Bilder vor-ausgerichtet wurden. Ein Zusammenstellungsprogramm, wie z.B. das ULTIMATTE „KnockOut" (Patent Nr. 6,134,346 ) wird ein zusammengestelltes makelloses hochqualitatives Bild in der Auflösung der Bilder erzeugen. Es gibt eigentlich keine Begrenzungen hinsichtlich der Anzahl von Ebenen in einem zusammengesetzten Mehrebenenbild. Man kann eine Zusammenstellung aus einer einzigen Ebene oder hunderten oder mehr Ebenen vornehmen, je nach Verwendung.
  • Wenn die Positionierung eines Subjekts in der Kamera vorgenommen wird, ist es außerdem möglich, ein hochaufgelöstes zusammengesetztes Bild in der Kamera herzustellen. Die Zusammenstellung eines hochaufgelösten Bildes bei einer Hintergrundszene erfordert jedoch eine wesentliche Zeitspanne zur Ausführung der Datenverarbeitung, angesichts der beschränkten Verarbeitungsleistungsfähigkeit, die derzeit in kleinen Digitalkameras verfügbar ist. Während jedoch die Kosten für Speicher fallen und die Verarbeitungsleistungsfähigkeit steigt, kann die Zusammenstellung eines hochaufgelösten Bildes in der Kamera möglich sein, da die erforderliche Technologie bereits existiert.
  • Alle Elemente dieser Erfindung, einschließlich der digitalen Bildzusammenstellung, sind dem Fachmann im Bereich der Erzeugung von visuellen Spezialeffekten für Filme- und Fernsehproduktionen und Grafikkünstlern wohl bekannt. Das U.S. Patent Nr. 6,134,346 ist ein Beispiel eines Softwareprogramms für die Zusammenstellung von digitalen Bildern. Es gibt wenigstens ein Dutzend Hersteller, die Bildzusammenstellungseinrichtungen herstellen oder ihr Äquivalent als Software herstellen. Viele dieser Programme extrahieren eine geeignete Maske, wenn ein geeigneter Hintergrund ausgewählt wurde und gleichmäßig beleuchtet wurde.
  • Ein einfaches Bildzusammenstellungsprogramm, welches z.B. eine Chroma-Schlüsseltechnik verwendet (wegen dessen minimaler Verarbeitungsanforderungen) kann in das Design von nahezu allen und beliebig großen Digitalkameras, wie auch in Mobiltelefonen, PDAs mit Kameras und größeren professionellen digitalen Kameras eingebracht werden. Ein Modus-Schalter an der Kamera erlaubt die Verwendung von Kamerafunktionsknöpfen als Zusammenstellungs-Funktionsknöpfe, wenn eine Ausrichtung eines Bildes eines Subjektes erfolgt. Das Zusammenstellungsprogramm und die Kamera-Steuerfunktionen können sich auf allgemeinen digitalen Datenverarbeitungs- und Bildspeicherchips befinden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Verfahren zum Positionieren eines Bildes eines Subjekts, welches vor einem ausgewählten Hintergrund angeordnet ist, auf eine erwünschte Position bezüglich eines Bildes von einer Hintergrundszene, die auf einem Kameradisplay erscheint, unter Verwendung einer Digitalkamera. Ein Bild wird auf dem Kameradisplay beobachtet und wenigstens die Kamera oder das Subjekt werden physisch ausgerichtet, um das Bild des Subjekts an der gewünschten Position bezüglich des Bildes der Hintergrundszene anzuordnen. Ein Bild des angeordneten Objekts vor der Hintergrundszene wird in der Kamera aufgenommen. Ein zusammengesetztes Bild des Subjekts und der Hintergrundszene wird dann gebildet. Zusätzliche Subjekte können aufgenommen werden und zusammengestellt werden, wobei die vorherige Zusammenstellung als Hintergrundszene für jedes neu hinzugefügte Objekt verwendet wird.

Claims (15)

  1. Ein Verfahren zum Positionieren eines Bildes eines Subjektes, welches vor einem ausgewählten Hintergrund angeordnet ist, auf eine erwünschte Position bezüglich eines Bildes einer Hintergrundszene in einer Digitalkamera, aufweisend: a) Überwachen eines zusammengestellten Bildes auf dem Display der Kamera während wenigstens eines der Subjekte und die Kamera physisch positioniert werden, um das Bild des Subjektes an eine erwünschte Position bezüglich des Bildes der Hintergrundszene zu platzieren, b) aufnehmen eines Bildes des derart positionierten Subjektes vor dem ausgewählten Hintergrund mit der Kamera.
  2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Digitalkamera ein Programm enthält, welches das Subjekt aus dem Hintergrund extrahiert, bevor das Subjekt mit dem Bild der Hintergrundszene zur Anzeige auf dem Betrachtungsschirm der Kamera zusammengestellt wird.
  3. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das zusammengesetzte Bild in der Kamera aufgenommen wird, wenn das Bild des Subjekts in der gewünschten Bildposition ist.
  4. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei eine Anzahl von Subjekt-Bildern bezüglich der Hintergrundszene positioniert werden kann, um ein zusammengesetztes Multilayer-Bild zu bilden unter Verwendung eines zusammengestellten Bildes eines vorherig positionierten Subjektes als Hintergrundszene bei der Positionierung eines aktuellen Subjekts.
  5. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei jedes aufgenommene Bild von jedem der Subjekte vor dem jeweilig ausgewählten Hintergrund mit einer Sequenznummer bezüglich seiner Position in der Sequenz versehen wird.
  6. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei Bereiche außerhalb des gewählten Hintergrundbereiches innerhalb des Sichtfeldes der Kamera maskiert werden.
  7. Das Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die Position eines Fensters, welches diese Maske umfasst, für die spätere Verwendung aufgezeichnet wird, wenn das Subjekt bei seiner vollen Auflösung zusammengestellt wird.
  8. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das zusammengesetzte Bild eine Serie von zusammengesetzten Bildern ist, um den Betrachter des Betrachtungsschirms zu erlauben, das Resultat der physischen Bewegung eines der Subjekte und der Digitalkamera in dem Vorgang der Positionierung des Subjekts zu einer erwünschten Position bezüglich der Hintergrundszene zu betrachten.
  9. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das zusammengesetzte Bild, wie es auf dem Betrachtungsschirm der Kamera gezeigt wird, aus den zwei Komponenten eines zusammengesetzten Bild gebildet ist, wobei vor der Zusammenstellung jede die Auflösung des Betrachtungsschirms aufweist.
  10. Das Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Qualität des in der Kamera gebildeten zusammengesetzten Bildes begrenzt ist durch die Fähigkeit eine Extraktion des Subjekts durch das Zusammenstellungsprogramm der Kamera vorzunehmen.
  11. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei wenigstens die Kamera oder das Subjekt physisch zueinander hin oder voneinander weg umpositioniert werden, um die Bildgröße des Subjekts einzustellen.
  12. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei eine Brennweite der Kamera zur Veränderung der Bildgröße des Subjekts verändert werden kann.
  13. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Digitalkamera mit einem Modus-Schalter versehen ist, um die Verwendung der Steuerknöpfe der Kamera für die Positionierung des Bildes zu verwenden.
  14. Das Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Programm Datenverarbeitungs- und Bildspeicherchips der Kamera verwendet.
  15. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das zusammengesetzte Bild unter Verwendung von Mitteln zum Aufnehmen einer Doppelbelichtung erzeugt wird.
DE112006000534T 2005-03-07 2006-02-23 Positionieren eines Aufnahmegegenstandes bezüglich einer Hintergrundszene in einer Digitalkamera Withdrawn DE112006000534T5 (de)

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