EP2351350A1 - Camera and corresponding method for selecting an object to be recorded - Google Patents

Camera and corresponding method for selecting an object to be recorded

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Publication number
EP2351350A1
EP2351350A1 EP09783234A EP09783234A EP2351350A1 EP 2351350 A1 EP2351350 A1 EP 2351350A1 EP 09783234 A EP09783234 A EP 09783234A EP 09783234 A EP09783234 A EP 09783234A EP 2351350 A1 EP2351350 A1 EP 2351350A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
camera
recorded
image
evaluation
control unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09783234A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dieter Joecker
Alexander Wuerz-Wessel
Jens Schick
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2351350A1 publication Critical patent/EP2351350A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/14Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/144Movement detection
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/68Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations

Definitions

  • the invention relates to a camera according to the preamble of patent claim 1 and a corresponding method for selecting an object to be recorded.
  • scenes shot with a camera are recorded freehand. If there is an object in the scene to be shot which moves itself, then the camera must be tracked according to the movement of the object. This tracking or the associated voluntary pivoting movement of the camera succeeds even professional cameramen only limited. For stable tracking of the camera, the movement of the object should be measured or determined. For this it is necessary to segment the moving object in the consecutively taken pictures. From the analysis of the recorded images, other moving objects which have similar or different movements, or a static background, can be segmented in addition to the desired object to be recorded. Since several objects can be detected in the recorded images, further information is required to select the desired object. The input of this information can be done for example via a corresponding operating menu, but leads to the loss of the desired pursuit in fast objects.
  • the automatic target tracking image stabilization system described includes a camera having an image capture device that captures a video image.
  • the camera adds over a selectively adjustable image area.
  • a processing unit is operably coupled to the camera and receives signals comprising the image area of the camera and the captured images.
  • the processing unit automatically tracks the movements of at least one object in the captured images and determines a stabilization setting for the captured video image as a function of an unintentional change in the image area of the camera during a time interval between the acquisition of a first image and the acquisition of a second image.
  • the determination of the stabilization setting is based on the signals indicating the image area and an analysis of the first and second images.
  • the camera according to the invention with the features of independent claim 1 has the advantage that an evaluation and control unit determines a pivoting movement of the camera and compares it with determined movements of objects which are displayed in images captured by an image acquisition device, wherein the evaluation and the control unit determines at least one object as the object to be recorded, the detected movement of which best matches the determined pivoting movement of the camera, and wherein the evaluation and control unit stores an image section of the image acquired by the image acquisition device in a memory unit which stores the at least one Object represents.
  • the inventive method for selecting an object to be recorded with the features of independent claim 7 has the advantage that a ne pivotal movement of the camera is determined during image acquisition, wherein movements of objects in the captured images are determined and compared with the camera movement, wherein at least one object is determined as an object to be recorded, whose determined movement best matches the determined pivotal movement of the camera, and wherein a picture detail of the captured images is stored, which represents the at least one object to be recorded.
  • the desired object to be recorded which the user for example can obtain by means of a voluntary pivoting movement of the camera tracked, be kept automatically in the stored image section advantageously. Since the user attempts by manual tracking of the camera to keep the desired object almost constant in the image section to be taken, the desired object has close to the same motion parameters as the camera, so that the camera movement can be advantageously used as a selection criterion , Since the manual tracking is done only inaccurate and often blurs the image during tracking, a stabilization of the image section with the desired object to be recorded by appropriate known stabilization method is of particular use.
  • the evaluation and control unit digitally evaluates the recorded image sequence for determining an optical flow, wherein the evaluation and control unit evaluates the determined optical flow to information about the pivotal movement of the camera and / or the movements of the objects in the To create it.
  • the evaluation and control unit can evaluate, for example, the determined optical flow of a detected image background.
  • the voluntary pivoting movement of the camera can be detected by a sensor unit which transmits information about the camera movement to the camera
  • optical flow is understood to mean a vector field which indicates, for each pixel, the two-dimensional movement of the corresponding image point in an image sequence.
  • the resolution of the images acquired by the image acquisition device is significantly greater than the resolution of the images stored in a storage unit. This will detect the detection of moving objects, which - A -
  • the evaluation and control unit determines a center of gravity of the at least one object to be recorded as the center of the image section to be taken and scales the size of the image section to be recorded to the size used in the memory unit.
  • the center point and the size of the image section to be stored are calculated using the distribution of the selected objects.
  • a common center of gravity is defined as the center of the image section to be taken and / or an object is filtered out by a temporal filter if several objects with the same direction of movement are to be determined as objects to be recorded.
  • the determined center of gravity of the selected objects can also be used to stabilize the image section.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of an exemplary embodiment of a camera according to the invention.
  • FIG. 2 shows a flowchart of a selection method according to the invention of an increasing object, which is carried out by the camera according to FIG.
  • the camera 1 according to the invention comprises an evaluation and control unit 10, an image acquisition device 20, a storage unit 30, a sensor unit 40 and an operating unit 50.
  • the camera 1 acquires images which are evaluated by the evaluation and control unit 10 by the image acquisition device 20 in step S10.
  • the evaluation and control unit 10 analyzes an image sequence recorded by the image acquisition device 20, which has at least two consecutively acquired images in order to segment and stabilize at least one object to be photographed as a function of a pivoting movement of the camera 1 during image acquisition.
  • the evaluation and control unit 10 determines the voluntary pivotal movement of the camera 1 during image acquisition in step S20.
  • the intentional pan movement differs by the various motion parameters such as amplitude, duration, direction, etc. from unintentional camera movements such as shaking, jittering, etc.
  • the evaluation and control unit 10 determines movements of objects in the captured images.
  • the evaluation and control unit 10 compares the determined object movements with the determined pivoting movement of the camera 1.
  • the evaluation and control unit 10 determines at least one object as an object to be recorded whose determined movement best with the determined pivoting movement Camera 1 matches.
  • the evaluation and control unit 10 determines the object as the object to be recorded, the determined movement of which has the greatest agreement with the determined pivoting movement of the camera 1. Subsequently, the evaluation and control unit 10 deposits an image section of the image acquired by the image acquisition device 20 in the storage unit 30, wherein the stored image section represents the at least one object to be recorded. Since the user tries by manual tracking of the camera 1 to keep the desired object almost constant in the image to be taken, the desired object has close to the same motion parameters as the camera 1, so that the camera movement in an advantageous manner as a criterion for the selection of the object to be recorded can be used. Since the manual tracking is done only inaccurate and often blurs the image during tracking, a stabilization of the image section with the desired object to be recorded by appropriate known stabilization method is of particular use.
  • the evaluation and control unit 10 For generating information about the pivoting movement of the camera and / or about the movements of the objects in the captured images are evaluated by the evaluation and control unit 10 by an optical flow, which is determined by the evaluation and control unit 10 by a digital evaluation of the recorded image sequence.
  • the evaluation and control unit 10 can evaluate the optical flow of a recognized image background in order to generate the information about the pivoting movement of the camera 1.
  • the evaluation and control unit 10 receive information about the pivoting movement of the camera 1 from the sensor unit 40, which detects the pivoting movement of the camera 1 via corresponding sensors.
  • the sensor unit 40 may, for example, comprise inertial sensors which provide information about the pivoting movement of the camera 1 via the detection of rotation rates.
  • the resolution of the images captured by the image capture device 20 is chosen to be significantly greater than the resolution of the image sections to be deposited in the storage unit 30.
  • the evaluation and control unit 10 determines a center of gravity of the at least one object to be photographed as the center of the image section to be taken, whereby the evaluation and control unit 10 scales the size of the image section to be recorded to the size used in the memory unit 30.
  • the camera 1 enables a stabilized tracking of a desired object by comparing the pivotal movement of the camera 1 with the movement of objects in the image, wherein the camera movement can be measured either via the inertial movements or the optical flow.
  • the objects are preferably segmented via the determined optical flow.
  • the movements of the objects are measured. From the analysis of the dense optical
  • Flow determines the evaluation and control unit 10 in the captured images all objects with different movements and the static background. Since, however, several objects with similar or different movements can be detected in the captured images, the desired object is selected by comparison with the pivoting movement of the camera 1. If there are several objects with a comparable movement, the common center of gravity of the selected objects be used as the center of the image to be taken and for stabilization and / or an object can be filtered out by a temporal filter. alternative In this case, the desired object to be recorded could be selected via the operating unit 50.
  • the camera 1 contains an image acquisition device 20 with a significantly greater resolution than is required for recording image sequences.
  • the objects are segmented by their similar image flow, wherein the desired movement of the object to be tracked is determined via the pivoting movement of the camera 1.
  • the swiveling motion is determined either by inertial sensors (rate of rotation) or by the image flow of the background (analysis of the self-motion). If one or more objects move in accordance with the pivotal movement of the camera 1, the common center of gravity is selected as the center of the frame to be recorded, i. the active image section is positioned so that the object retains its absolute image coordinates, or the desired object can be filtered out by temporal filtering. If necessary, the size is adjusted via the automatic image scaling, so that all
  • Objects of the preferred direction of movement can be detected.

Abstract

The invention relates to a camera (1) comprising an image capturing device (20), an evaluation and control unit (10) and a storage unit (30), wherein the evaluation and control unit (10) analyzes an image sequence recorded by the image capturing device (20), said sequence comprising at least two successively captured images, in order to segment and stabilize, during image recording, at least one object to be recorded, and also relates to a corresponding method for selecting an object to be recorded. According to the invention, the evaluation and control unit (10) determines an arbitrary pivoting motion of the camera (1) and compares the motion with determined motions of the objects depicted in the captured images, wherein the evaluation and control unit (10) determines as the object to be recorded at least one object whose determined motion best matches the determined pivoting motion of the camera (1), and wherein the evaluation and control unit (10) files an image excerpt of the image captured by the image capturing device (20) in the storage unit (30), said image excerpt representing the at least one object to be recorded.

Description

Beschreibung description
Titeltitle
Kamera und korrespondierendes Verfahren zur Auswahl eines aufzunehmenden ObjektsCamera and corresponding method for selecting an object to be recorded
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Kamera nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein korrespondierendes Verfahren zur Auswahl eines aufzunehmenden Objekts.The invention relates to a camera according to the preamble of patent claim 1 and a corresponding method for selecting an object to be recorded.
Häufig werden mit einer Kamera freihändig bewegte Szenen aufgezeichnet. Befindet sich in der aufzunehmenden Szene ein Objekt, das sich selbst bewegt, dann muss die Kamera entsprechend der Bewegung des Objektes nachgeführt werden. Diese Nachführung bzw. die zugehörige willentliche Schwenkbewegung der Kamera gelingt selbst professionellen Kameraleuten nur bedingt. Zur stabilen Nachführung der Kamera sollte die Bewegung des Objektes vermessen bzw. ermittelt werden. Dazu ist es erforderlich das bewegte Objekt in den aufeinander folgend aufgenommenen Bildern zu segmentieren. Aus der Analyse der aufgenommenen Bilder können neben dem gewünschten aufzunehmenden Objekt auch andere bewegte Objekte, welche gleichartige oder unterschiedliche Bewegungen aufweisen, bzw. ein statischer Hintergrund segmentiert werden. Da in den aufge- nommenen Bildern mehrere Objekte entdeckt werden können, ist somit zur Auswahl des gewünschten Objektes eine weitere Information erforderlich. Die Eingabe dieser Information kann beispielsweise über ein entsprechendes Bedienmenü erfolgen, führt aber bei schnellen Objekten zum Verlust der gewünschten Verfolgung.Frequently, scenes shot with a camera are recorded freehand. If there is an object in the scene to be shot which moves itself, then the camera must be tracked according to the movement of the object. This tracking or the associated voluntary pivoting movement of the camera succeeds even professional cameramen only limited. For stable tracking of the camera, the movement of the object should be measured or determined. For this it is necessary to segment the moving object in the consecutively taken pictures. From the analysis of the recorded images, other moving objects which have similar or different movements, or a static background, can be segmented in addition to the desired object to be recorded. Since several objects can be detected in the recorded images, further information is required to select the desired object. The input of this information can be done for example via a corresponding operating menu, but leads to the loss of the desired pursuit in fast objects.
In der Offenlegungsschrift US 2005/028070 Al werden ein Bildstabilisierungssystem und ein korrespondierendes Verfahren für eine Videokamera beschrieben. Das beschriebene Bildstabilisierungssystem zur automatischen Zielverfolgung umfasst eine Kamera mit einer Bilderfassungsvorrichtung, welche ein Videobild aufnimmt. Die Kamera ver- fügt über einen selektiv einstellbaren Bildbereich. Eine Verarbeitungseinheit ist operativ mit der Kamera gekoppelt und empfängt Signale, welche den Bildbereich der Kamera und die aufgenommenen Bilder umfassen. Die Verarbeitungseinheit verfolgt in den er- fassten Bildern automatisch die Bewegungen von wenigstens einem Objekt und bestimmt eine Stabilisierungseinstellung für das aufgenommene Videobild als Funktion einer unbeabsichtigten Veränderung des Bildbereichs der Kamera während eines Zeitintervalls zwischen der Aufnahme eines ersten Bildes und der Aufnahme eines zweiten Bildes. Die Bestimmung der Stabilisierungseinstellung basiert auf den Signalen, welche den Bildbereich angeben, und einer Analyse des ersten und zweiten Bildes.In the publication US 2005/028070 Al an image stabilization system and a corresponding method for a video camera are described. The automatic target tracking image stabilization system described includes a camera having an image capture device that captures a video image. The camera adds over a selectively adjustable image area. A processing unit is operably coupled to the camera and receives signals comprising the image area of the camera and the captured images. The processing unit automatically tracks the movements of at least one object in the captured images and determines a stabilization setting for the captured video image as a function of an unintentional change in the image area of the camera during a time interval between the acquisition of a first image and the acquisition of a second image. The determination of the stabilization setting is based on the signals indicating the image area and an analysis of the first and second images.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die erfindungsgemäße Kamera mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass eine Auswerte- und Steuereinheit eine Schwenkbe- wegung der Kamera ermittelt und mit ermittelten Bewegungen von Objekten vergleicht, welche in von einer Bilderfassungsvorrichtung erfassten Bildern dargestellt sind, wobei die Auswerte- und Steuereinheit mindestens ein Objekt als aufzunehmendes Objekt bestimmt, dessen ermittelte Bewegung am Besten mit der ermittelten Schwenkbewegung der Kamera übereinstimmt, und wobei die Auswerte- und Steuereinheit einen Bildaus- schnitt des von der Bilderfassungsvorrichtung erfassten Bildes in einer Speichereinheit ablegt, welcher das mindestens eine aufzunehmende Objekt darstellt.The camera according to the invention with the features of independent claim 1 has the advantage that an evaluation and control unit determines a pivoting movement of the camera and compares it with determined movements of objects which are displayed in images captured by an image acquisition device, wherein the evaluation and the control unit determines at least one object as the object to be recorded, the detected movement of which best matches the determined pivoting movement of the camera, and wherein the evaluation and control unit stores an image section of the image acquired by the image acquisition device in a memory unit which stores the at least one Object represents.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Auswahl eines aufzunehmenden Objekts mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 7 hat demgegenüber den Vorteil, dass ei- ne Schwenkbewegung der Kamera während der Bildaufhahme ermittelt wird, wobei Bewegungen von Objekten in den erfassten Bildern ermittelt und mit der Kamerabewegung verglichen werden, wobei mindestens ein Objekt als aufzunehmendes Objekt bestimmt wird, dessen ermittelte Bewegung am Besten mit der ermittelten Schwenkbewegung der Kamera übereinstimmt, und wobei ein Bildausschnitt der erfassten Bilder ablegt wird, welcher das mindestens eine aufzunehmende Objekt darstellt.The inventive method for selecting an object to be recorded with the features of independent claim 7 has the advantage that a ne pivotal movement of the camera is determined during image acquisition, wherein movements of objects in the captured images are determined and compared with the camera movement, wherein at least one object is determined as an object to be recorded, whose determined movement best matches the determined pivotal movement of the camera, and wherein a picture detail of the captured images is stored, which represents the at least one object to be recorded.
Durch die erfindungsgemäße Kamera und das erfϊndungsgemäßen Verfahren kann das gewünschte aufzunehmende Objekt, das der Benutzer beispielsweise durch eine willentli- che Schwenkbewegung der Kamera verfolgt, in vorteilhafter Weise automatisch im abgelegten Bildausschnitt gehalten werden. Da der Benutzer durch die manuelle Nachführung der Kamera versucht, das gewünschte Objekt nahezu konstant im aufzunehmenden Bildausschnitt zu halten, weist das gewünschte Objekt nahe zu die gleichen Bewegungspara- meter wie die Kamera auf, so dass die Kamerabewegung in vorteilhafter Weise als Auswahlkriterium genutzt werden kann. Da die manuelle Nachführung nur ungenau geschieht und das Bild bei einer Nachführung oft verwackelt, ist eine Stabilisierung des Bildausschnitts mit dem gewünschten aufzunehmenden Objekt durch entsprechende bekannte Stabilisierungsverfahren von besonderem Nutzen.By means of the camera according to the invention and the method according to the invention, the desired object to be recorded, which the user for example can obtain by means of a voluntary pivoting movement of the camera tracked, be kept automatically in the stored image section advantageously. Since the user attempts by manual tracking of the camera to keep the desired object almost constant in the image section to be taken, the desired object has close to the same motion parameters as the camera, so that the camera movement can be advantageously used as a selection criterion , Since the manual tracking is done only inaccurate and often blurs the image during tracking, a stabilization of the image section with the desired object to be recorded by appropriate known stabilization method is of particular use.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Kamera bzw. des im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Verfahrens zur Auswahl eines aufzunehmenden Objekts möglich.The measures and refinements recited in the dependent claims, advantageous improvements of the independent claim 1 camera or of the specified in the independent claim method for selecting a male object are possible.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Auswerte- und Steuereinheit die aufgenommene Bildsequenz zur Ermittlung eines optischen Flusses digital auswertet, wobei die Auswerte- und Steuereinheit den ermittelten optischen Fluss auswertet, um Informationen über die Schwenkbewegung der Kamera und/oder über die Bewegungen der Objekte in den BiI- dem zu erzeugen. Durch die Auswertung des optischen Flusses können Bildbereiche mit gleicher Bewegungsrichtung im erfassten Bild erkannt und segmentiert werden. Um die Informationen über die Kamerabewegung zu erzeugen, kann die Auswerte- und Steuereinheit beispielsweise den ermittelten optischen Fluss eines erkannten Bildhintergrunds auswerten. Alternativ kann die willentliche Schwenkbewegung der Kamera von einer Sensoreinheit erfasst werden, welche Informationen über die Kamerabewegung an dieIt is particularly advantageous that the evaluation and control unit digitally evaluates the recorded image sequence for determining an optical flow, wherein the evaluation and control unit evaluates the determined optical flow to information about the pivotal movement of the camera and / or the movements of the objects in the To create it. By evaluating the optical flow, image areas with the same direction of motion in the captured image can be detected and segmented. In order to generate the information about the camera movement, the evaluation and control unit can evaluate, for example, the determined optical flow of a detected image background. Alternatively, the voluntary pivoting movement of the camera can be detected by a sensor unit which transmits information about the camera movement to the camera
Auswerte- und Steuereinheit zur Auswertung überträgt. Unter dem "optischen Fluss" versteht man in der Technik der digitalen Bildverarbeitung ein Vektorfeld, das für jeden Pixel die zweidimensionale Bewegung des entsprechenden Bildpunktes in einer Bildsequenz angibt.Transmits evaluation and control unit for evaluation. In the art of digital image processing, "optical flow" is understood to mean a vector field which indicates, for each pixel, the two-dimensional movement of the corresponding image point in an image sequence.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Auflösung der von der Bilderfassungsvorrichtung erfassten Bilder deutlich größer als die Auflösung der in einer Speichereinheit abgelegten Bilder. Dadurch wird die Erkennung von bewegten Objekten, welche die gleiche Bewe- - A -In an embodiment of the invention, the resolution of the images acquired by the image acquisition device is significantly greater than the resolution of the images stored in a storage unit. This will detect the detection of moving objects, which - A -
gung wie die Kamera ausführen, in vorteilhafter Weise erleichtert.tion as the camera, advantageously facilitated.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung legt die Auswerte- und Steuereinheit einen Schwerpunkt des mindestens einen aufzunehmenden Objekts als Mittelpunkt des aufzu- nehmenden Bildausschnitts fest und skaliert die Größe des aufzunehmenden Bildausschnitts auf die in der Speichereinheit verwendete Größe. Der Mittelpunkt und die Größe des abzuspeichernden Bildausschnittes werden über die Verteilung der ausgewählten Objekte errechnet.In a further embodiment of the invention, the evaluation and control unit determines a center of gravity of the at least one object to be recorded as the center of the image section to be taken and scales the size of the image section to be recorded to the size used in the memory unit. The center point and the size of the image section to be stored are calculated using the distribution of the selected objects.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ein gemeinsamer Schwerpunkt als Mittelpunkt des aufzunehmenden Bildausschnitts festgelegt und/oder ein Objekt wird über einen zeitlichen Filter ausgefiltert, wenn mehrere Objekte mit gleicher Bewegungsrichtung als aufzunehmende Objekte bestimmt werden. Somit kann der ermittelte Schwerpunkt der ausgewählten Objekte auch zur Stabilisierung des Bildausschnitts verwendet werden.In a further embodiment of the invention, a common center of gravity is defined as the center of the image section to be taken and / or an object is filtered out by a temporal filter if several objects with the same direction of movement are to be determined as objects to be recorded. Thus, the determined center of gravity of the selected objects can also be used to stabilize the image section.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Figur 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kamera.FIG. 1 shows a schematic block diagram of an exemplary embodiment of a camera according to the invention.
Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Auswahlverfahrens eines auf- zunehmenden Objekts, das von der Kamera gemäß Fig. 1 durchgeführt wird.FIG. 2 shows a flowchart of a selection method according to the invention of an increasing object, which is carried out by the camera according to FIG.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 die Funktionsweise der erfin- dungsgemäßen Kamera beschrieben. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfasst die erfindungsgemäße Kamera 1 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Auswerte- und Steuereinheit 10, eine Bilderfassungsvorrichtung 20, einer Speichereinheit 30, eine Sensoreinheit 40 und eine Bedieneinheit 50. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, erfasst die Kamera 1 durch die Bilderfassungsvorrichtung 20 im Schritt SlO Bilder, welche von der Auswerte- und Steuereinheit 10 ausgewertet werden. Dabei analysiert die Auswerte- und Steuereinheit 10 eine von der Bilderfas- sungsvorrichtung 20 aufgenommene Bildsequenz, die mindestens zwei aufeinander folgend erfasste Bilder aufweist, um mindestens ein aufzunehmendes Objekt in Abhängigkeit von einer Schwenkbewegung der Kamera 1 während der Bildaufnahme zu segmentieren und zu stabilisieren. Zur Analyse der aufgenommenen Bildsequenz ermittelt die Auswerte- und Steuereinheit 10 im Schritt S20 die willentliche Schwenkbewegung der Kamera 1 während der Bildaufnahme. Die willentliche Schwenkbewegung unterscheidet sich durch die verschiedenen Bewegungsparameter wie Amplitude, Dauer, Richtung usw. von nicht willentlichen Kamerabewegungen wie Wackeln, Zittern usw. Im Schritt S30 ermittelt die Auswerte- und Steuereinheit 10 Bewegungen von Objekten in den erfassten Bildern. Im Schritt S40 vergleicht die Auswerte- und Steuereinheit 10 die ermittelten Ob- jektbewegungen mit der ermittelten Schwenkbewegung der Kamera 1. Im Schritt S50 bestimmt die Auswerte- und Steuereinheit 10 mindestens ein Objekt als aufzunehmendes Objekt, dessen ermittelte Bewegung am Besten mit der ermittelten Schwenkbewegung der Kamera 1 übereinstimmt. Somit wird von der Auswerte- und Steuereinheit 10 das Objekt als aufzunehmendes Objekt bestimmt, dessen ermittelte Bewegung die größte Über- einstimmung mit der ermittelten Schwenkbewegung der Kamera 1 aufweist. Anschließend legt die Auswerte- und Steuereinheit 10 einen Bildausschnitt des von der Bilderfassungsvorrichtung 20 erfassten Bildes in der Speichereinheit 30 ab, wobei der abgelegte Bildausschnitt das mindestens eine aufzunehmende Objekt darstellt. Da der Benutzer durch die manuelle Nachführung der Kamera 1 versucht, das gewünschte Objekt nahezu konstant im aufzunehmenden Bildausschnitt zu halten, weist das gewünschte Objekt nahe zu die gleichen Bewegungsparameter wie die Kamera 1 auf, so dass die Kamerabewegung in vorteilhafter Weise als Kriterium für die Auswahl des aufzunehmenden Objekts genutzt werden kann. Da die manuelle Nachführung nur ungenau geschieht und das Bild bei einer Nachführung oft verwackelt, ist eine Stabilisierung des Bildausschnitts mit dem gewünschten aufzunehmenden Objekt durch entsprechende bekannte Stabilisierungsverfahren von besonderem Nutzen.The operation of the camera according to the invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. As can be seen from FIG. 1, the camera 1 according to the invention according to the illustrated embodiment comprises an evaluation and control unit 10, an image acquisition device 20, a storage unit 30, a sensor unit 40 and an operating unit 50. As can be seen from FIG. 2, the camera 1 acquires images which are evaluated by the evaluation and control unit 10 by the image acquisition device 20 in step S10. In this case, the evaluation and control unit 10 analyzes an image sequence recorded by the image acquisition device 20, which has at least two consecutively acquired images in order to segment and stabilize at least one object to be photographed as a function of a pivoting movement of the camera 1 during image acquisition. In order to analyze the recorded image sequence, the evaluation and control unit 10 determines the voluntary pivotal movement of the camera 1 during image acquisition in step S20. The intentional pan movement differs by the various motion parameters such as amplitude, duration, direction, etc. from unintentional camera movements such as shaking, jittering, etc. In step S30, the evaluation and control unit 10 determines movements of objects in the captured images. In step S40, the evaluation and control unit 10 compares the determined object movements with the determined pivoting movement of the camera 1. In step S50, the evaluation and control unit 10 determines at least one object as an object to be recorded whose determined movement best with the determined pivoting movement Camera 1 matches. Thus, the evaluation and control unit 10 determines the object as the object to be recorded, the determined movement of which has the greatest agreement with the determined pivoting movement of the camera 1. Subsequently, the evaluation and control unit 10 deposits an image section of the image acquired by the image acquisition device 20 in the storage unit 30, wherein the stored image section represents the at least one object to be recorded. Since the user tries by manual tracking of the camera 1 to keep the desired object almost constant in the image to be taken, the desired object has close to the same motion parameters as the camera 1, so that the camera movement in an advantageous manner as a criterion for the selection of the object to be recorded can be used. Since the manual tracking is done only inaccurate and often blurs the image during tracking, a stabilization of the image section with the desired object to be recorded by appropriate known stabilization method is of particular use.
Zur Erzeugung von Informationen über die Schwenkbewegung der Kamera und/oder über die Bewegungen der Objekte in den erfassten Bildern wertet die Auswerte- und Steuereinheit 10 einen optischen Fluss aus, der von der Auswerte- und Steuereinheit 10 durch eine digitale Auswertung der aufgenommenen Bildsequenz ermittelt wird. So kann die Auswerte- und Steuereinheit 10 beispielsweise den optischen Fluss eines erkannten BiId- hintergrunds auswerten, um die Informationen über die Schwenkbewegung der Kamera 1 zu erzeugen. Zusätzlich oder alternativ kann die Auswerte- und Steuereinheit 10 Informationen über die Schwenkbewegung der Kamera 1 von der Sensoreinheit 40 empfangen, welche die Schwenkbewegung der Kamera 1 über entsprechende Sensoren erfasst. Die Sensoreinheit 40 kann beispielsweise Inertialsensoren aufweisen, welche Informationen über die Schwenkbewegung der Kamera 1 über die Erfassung von Drehraten zur Verfügung stellen. Um die Verfolgung eines gewünschten Objekts zu erleichtern wird die Auflösung der von der Bilderfassungsvorrichtung 20 erfassten Bilder deutlich größer als die Auflösung der in der Speichereinheit 30 abzulegenden Bildausschnitte gewählt. Zur Festlegung der aufzunehmenden bzw. abzulegenden Bildausschnitte bestimmt die Auswerte- und Steuereinheit 10 einen Schwerpunkt des mindestens einen aufzunehmenden Objekts als Mittelpunkt des aufzunehmenden Bildausschnitts, wobei die Auswerte- und Steuereinheit 10 die Größe des aufzunehmenden Bildausschnitts auf die in der Speichereinheit 30 verwendete Größe skaliert.For generating information about the pivoting movement of the camera and / or about the movements of the objects in the captured images are evaluated by the evaluation and control unit 10 by an optical flow, which is determined by the evaluation and control unit 10 by a digital evaluation of the recorded image sequence. For example, the evaluation and control unit 10 can evaluate the optical flow of a recognized image background in order to generate the information about the pivoting movement of the camera 1. Additionally or alternatively, the evaluation and control unit 10 receive information about the pivoting movement of the camera 1 from the sensor unit 40, which detects the pivoting movement of the camera 1 via corresponding sensors. The sensor unit 40 may, for example, comprise inertial sensors which provide information about the pivoting movement of the camera 1 via the detection of rotation rates. In order to facilitate the tracking of a desired object, the resolution of the images captured by the image capture device 20 is chosen to be significantly greater than the resolution of the image sections to be deposited in the storage unit 30. In order to determine the image sections to be recorded or stored, the evaluation and control unit 10 determines a center of gravity of the at least one object to be photographed as the center of the image section to be taken, whereby the evaluation and control unit 10 scales the size of the image section to be recorded to the size used in the memory unit 30.
Somit ermöglicht die erfindungsgemäße Kamera 1 eine stabilisierte Verfolgung eines gewünschten Objektes über den Vergleich der Schwenkbewegung der Kamera 1 mit der Bewegung von Objekten im Bild, wobei die Kamerabewegung entweder über die Inerti- albewegungen oder den optischen Fluss gemessen werden kann. Die Objekte werden vorzugsweise über den ermittelten optischen Fluss segmentiert. Zur stabilen Nachführung werden die Bewegungen der Objekte vermessen. Aus der Analyse des dichten optischenThus, the camera 1 according to the invention enables a stabilized tracking of a desired object by comparing the pivotal movement of the camera 1 with the movement of objects in the image, wherein the camera movement can be measured either via the inertial movements or the optical flow. The objects are preferably segmented via the determined optical flow. For stable tracking, the movements of the objects are measured. From the analysis of the dense optical
Flusses ermittelt die Auswerte- und Steuereinheit 10 in den erfassten Bildern alle Objekte mit unterschiedlichen Bewegungen und den statischen Hintergrund. Da aber in den erfassten Bildern mehrere Objekte mit gleichartigen oder unterschiedlichen Bewegungen entdeckt werden können, erfolgt die Auswahl des gewünschten Objektes durch den Ver- gleich mit der Schwenkbewegung der Kamera 1. Gibt es mehrere Objekte mit einer vergleichbaren Bewegung kann der gemeinsame Schwerpunkt der ausgewählten Objekte als Mittelpunkt des aufzunehmenden Bildausschnitts und zur Stabilisierung verwendet werden und/oder ein Objekt kann über einen zeitlichen Filter ausgefiltert werden. Alternativ könnte das gewünschte aufzunehmende Objekt in diesem Fall über die Bedieneinheit 50 ausgewählt werden.Flow determines the evaluation and control unit 10 in the captured images all objects with different movements and the static background. Since, however, several objects with similar or different movements can be detected in the captured images, the desired object is selected by comparison with the pivoting movement of the camera 1. If there are several objects with a comparable movement, the common center of gravity of the selected objects be used as the center of the image to be taken and for stabilization and / or an object can be filtered out by a temporal filter. alternative In this case, the desired object to be recorded could be selected via the operating unit 50.
Zusammengefasst enthält die erfindungsgemäße Kamera 1 eine Bilderfassungsvorrich- tung 20 mit einer deutlich größeren Auflösung als zur Aufzeichnung von Bildsequenzen erforderlich ist. In diesen Bildsequenzen werden die Objekte über ihren gleichartigen Bildfluss segmentiert, wobei über die Schwenkbewegung der Kamera 1 die gewünschte Vorzugsbewegung des zu verfolgenden Objektes festgelegt wird. Die Schwenkbewegung wird dazu entweder über Inertialsensoren (Drehrate) oder über den Bildfluss des Hinter- grundes (Analyse der Eigenbewegung) festgestellt. Bewegen sich ein oder mehrere Objekte entsprechend der Schwenkbewegung der Kamera 1 wird der gemeinsame Schwerpunkt als Mittelpunkt des aufzuzeichnenden Bildausschnittes ausgewählt, d.h. der aktive Bildausschnitt wird so positioniert, dass das Objekt seine absoluten Bildkoordinaten behält, oder das gewünschte Objekt kann über eine zeitliche Filterung ausgefiltert werden. Die Größe wird bei Bedarf über die automatische Bildskalierung nachgeführt, so dass alleIn summary, the camera 1 according to the invention contains an image acquisition device 20 with a significantly greater resolution than is required for recording image sequences. In these image sequences, the objects are segmented by their similar image flow, wherein the desired movement of the object to be tracked is determined via the pivoting movement of the camera 1. The swiveling motion is determined either by inertial sensors (rate of rotation) or by the image flow of the background (analysis of the self-motion). If one or more objects move in accordance with the pivotal movement of the camera 1, the common center of gravity is selected as the center of the frame to be recorded, i. the active image section is positioned so that the object retains its absolute image coordinates, or the desired object can be filtered out by temporal filtering. If necessary, the size is adjusted via the automatic image scaling, so that all
Objekte der bevorzugten Bewegungsrichtung erfasst werden können.Objects of the preferred direction of movement can be detected.
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Claims

Ansprüche claims
1. Kamera mit einer Bilderfassungsvorrichtung (20), einer Auswerte- und Steuereinheit (10) und einer Speichereinheit (30), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (10) eine von der Bilderfassungsvorrichtung (20) aufgenommene Bildsequenz mit mindestens zwei aufeinander folgend erfassten Bilder analysiert, um mindestens ein aufzunehmendes Objekt während der Bildaufnahme zu segmentieren und zu stabilisieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (10) eine Schwenkbewegung der Kamera (1) ermittelt und mit ermittelten Bewegungen von Objekten vergleicht, welche in den erfassten Bildern dargestellt sind, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (10) mindestens ein Objekt als aufzunehmendes Objekt bestimmt, dessen ermittelte Bewegung am Besten mit der ermittelten Schwenkbewegung der Kamera (1) übereinstimmt, und wobei die Auswerte- und Steuereinheit (10) einen Bildausschnitt des von der Bilderfassungsvorrichtung (20) erfassten BiI- des in der Speichereinheit (30) ablegt, welcher das mindestens eine aufzunehmende Objekt darstellt.1. Camera with an image acquisition device (20), an evaluation and control unit (10) and a memory unit (30), in particular for carrying out the method according to one of claims 7 to 10, wherein the evaluation and control unit (10) one of the Image acquisition device (20) recorded with at least two consecutively detected images analyzed to segment and stabilize at least one object to be recorded during image acquisition, characterized in that the evaluation and control unit (10) detects a pivoting movement of the camera (1) and with determined movements of objects, which are shown in the captured images, wherein the evaluation and control unit (10) determines at least one object as an object to be recorded, whose determined movement best matches the determined pivotal movement of the camera (1), and wherein the evaluation and control unit (10) a picture of the of the Bilderf Assembling device (20) recorded in the storage unit (30) stores, which represents the at least one object to be recorded.
2. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (16) die aufgenommene Bildsequenz zur Ermittlung eines optischen Flusses digital auswer- tet, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (16) den ermittelten optischen Fluss auswertet, um Informationen über die Schwenkbewegung der Kamera (1) und/oder über die Bewegungen der Objekte in den Bildern zu erzeugen.2. Camera according to claim 1, characterized in that the evaluation and control unit (16) digitally evaluates the recorded image sequence for determining an optical flow, wherein the evaluation and control unit (16) evaluates the determined optical flow to information about to generate the pivotal movement of the camera (1) and / or the movements of the objects in the images.
3. Kamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (10) den optischen Fluss eines erkannten Bildhintergrunds auswertet, um die Informationen über die Schwenkbewegung der Kamera zu erzeugen.3. Camera according to claim 2, characterized in that the evaluation and control unit (10) evaluates the optical flow of a detected image background to generate the information about the pivotal movement of the camera.
4. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Sensoreinheit (40) zur Erfassung der Schwenkbewegung der Kamera (1), wobei die Sensoreinheit (40) Infor- mationen über die Schwenkbewegung der Kamera an die Auswerte- und Steuereinheit (10) überträgt.4. Camera according to one of claims 1 to 3, characterized by a sensor unit (40) for detecting the pivoting movement of the camera (1), wherein the sensor unit (40) information on the pivotal movement of the camera to the evaluation and control unit (10 ) transmits.
5. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflösung der von der Bilderfassungsvorrichtung (20) erfassten Bilder deutlich größer als die Auflösung der in einer Speichereinheit (30) abgelegten Bilder ist.5. Camera according to one of claims 1 to 4, characterized in that the resolution the image captured by the image capture device (20) is significantly larger than the resolution of the images stored in a storage unit (30).
6. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (10) einen Schwerpunkt des mindestens einen aufzunehmenden Objekts als Mittelpunkt des aufzunehmenden Bildausschnitts festlegt, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (10) die Größe des aufzunehmenden Bildausschnitts auf die in der Speichereinheit (30) verwendete Größe skaliert.6. Camera according to one of claims 1 to 5, characterized in that the evaluation and control unit (10) defines a center of gravity of the at least one object to be recorded as the center of the image to be taken, wherein the evaluation and control unit (10) the size of the male Image section scaled to the size used in the memory unit (30).
7. Verfahren zur Auswahl eines aufzunehmenden Objekts, wobei eine Bildsequenz mit mindestens zwei aufeinander folgend erfassten Bilder aufgenommen und analysiert wird, um mindestens ein aufzunehmendes Objekt in den erfassten Bildern zu segmentieren und zu stabilisieren, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwenkbewegung der Kamera (1) während der Bildaufnahme ermittelt wird, wobei Bewegungen von Objekten in den erfassten Bildern ermittelt und mit der Schwenkbewegung Kamera (1) verglichen werden, wobei mindestens ein Objekt als aufzunehmendes Objekt bestimmt wird, dessen ermittelte Bewegung am Besten mit der ermittelten Schwenkbewegung der Kamera (1) übereinstimmt, und wobei ein Bildausschnitt der erfassten Bilder ablegt wird, welcher das mindestens eine aufzunehmende Objekt darstellt.7. A method for selecting an object to be recorded, wherein an image sequence having at least two consecutively acquired images is recorded and analyzed in order to segment and stabilize at least one object to be recorded in the acquired images, characterized in that a pivot movement of the camera (1) during the image acquisition is determined, wherein movements of objects in the captured images are determined and compared with the pivoting movement camera (1), wherein at least one object is determined as a male object whose determined movement best with the determined pivotal movement of the camera (1) and an image section of the captured images is stored, which represents the at least one object to be recorded.
8. Auswahlverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwerpunkt des aufzunehmenden Objekts als Mittelpunkt des aufzunehmenden Bildausschnitts festgelegt wird.8. Selection method according to claim 7, characterized in that a center of gravity of the object to be recorded is determined as the center of the image to be taken.
9. Auswahlverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer9. Selection method according to claim 8, characterized in that a common
Schwerpunkt als Mittelpunkt des aufzunehmenden Bildausschnitts festgelegt und/oder ein Objekt über einen zeitlichen Filter ausgefiltert wird, wenn mehrere Objekte mit gleicher Bewegungsrichtung als aufzunehmende Objekte bestimmt werden.Focus is set as the center of the image to be taken and / or an object is filtered out by a temporal filter when multiple objects with the same direction of motion are determined as objects to be recorded.
10. Auswahlverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die10. Selection method according to one of claims 7 to 9, characterized in that the
Auflösung der erfassten Bilder deutlich größer als die Auflösung der in einer Speichereinheit (30) abgelegten Bilder ist.Resolution of the captured images is significantly greater than the resolution of the images stored in a memory unit (30).
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