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    • 专利摘要:
    EinPhotographiesystem umfaßt eineDigitalkamera und eine Fernsteuerung, deren Position durch die Kameraerfaßtwerden kann. Die Fernsteuerung umfaßt eine Steuerung zum Veranlassender Kamera, ein Photo zu machen. Die Kamera wählt auf der Basis der Positionder Fernsteuerung aus ihrem Sichtfeld eine zu photographierendeRegion aus. Die ausgewählteRegion kann das gesamte Sichtfeld der Kamera oder einen Abschnitt desselbenumfassen. Die Kamera kann optional eine Region auswählen, diedie Fernsteuerung in die Mitte der Region plaziert. Der Photographkann optional die Größe der auszuwählendenRegion festlegen. Die Kamera kann optional die Größe der ausgewählten Regioneinstellen, um die photographische Zusammenstellung zu unterstützen. Die Kamerakann optional in der Lage sein, Videoaufzeichnungen auszuführen.
    公开号:DE102004022656A1
    申请号:DE200410022656
    申请日:2004-05-07
    公开日:2005-04-07
    发明作者:Andrew C. Loveland Goris；Linda A. Fort Collins Kennedy；Victoria L. Fort Collins Naffier；George Loveland Prokop；Lisa K. Fort Collins Roberts；Donald J. Windsor Stavely；Robert F. Fort Collins Yockey
    申请人:Hewlett Packard Development Co LP；
    IPC主号:H04N5-232
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Photographie.
    [0002] Ein üblicherNachteil auf dem Gebiet der Verbraucherphotographie besteht darin,daß derPhotograph nicht ohne weiteres in die photographierte Szene mitaufgenommen werden kann. Manche Kameras bieten einen „Selbstauslöser", der es dem Photographenerlaubt, eine Photographie zusammenzustellen, den Auslöser zu aktivierenund sich rechtzeitig selbst in der Szene zu plazieren, um in einePhotographie, die nach Ablauf des Auslösers durch die Kamera gemachtwird, enthalten zu sein. Diese Lösungerfordert jedoch eine beträchtlicheVorbereitung und weist einen Mangel an Spontaneität auf.
    [0003] AndereKameras umfassen eine Fernsteuervorrichtung, die die Kamera auseiner Entfernung aktivieren kann. Der Photograph kann die Kamerapositionieren, sich selbst in der Szene plazieren und die Fernsteuerungverwenden, um immer dann, wenn er es wünscht, Photos zu machen. DiesesVerfahren verleiht dem Photographen jedoch eine geringe Kontrolle über dieZusammenstellung der Photographie, nachdem die Kamera positioniertwurde, und paßtsich nicht gut an sich veränderndeSzenen an.
    [0004] DerNachteil kommt besonders bei der Videophotographie zum Tragen. DerVideograph muß üblicherweisewählen,die Kamera währendeiner Aktivitätentweder unbeaufsichtigt laufenzulassen, was zu einem wenig kunstgerechtenAufzeichnen führt,oder sich fürdie Dauer der Aufnahme von der Aktivität zu entfernen, um sich derKamera zu widmen.
    [0005] Eswerden ein System und ein Verfahren zum zweckmäßigen und kunstgerechten Photographieren oderVideoaufzeichnen einer Szene, die den Photographen beinhaltet, benötigt.
    [0006] DieAufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Photographiesystemeund ein Photographieverfahren mit verbesserten Charakteristika zuschaffen.
    [0007] DieseAufgabe wird durch Photographiesysteme gemäß Anspruch 1 oder 35 sowiedurch ein Photographieverfahren gemäß Anspruch 19 gelöst.
    [0008] EinPhotographiesystem umfaßteine Digitalkamera und eine Fernsteuerung, deren Position durchdie Kamera erfaßtwerden kann. Die Fernsteuerung umfaßt eine Steuerung zum Veranlassender Kamera, ein Photo zu machen. Die Kamera wählt auf der Basis der Positionder Fernsteuerung aus ihrem Sichtfeld eine zu photographierendeRegion aus. Die ausgewählteRegion kann das gesamte Sichtfeld der Kamera oder einen Abschnittdesselben umfassen. Die Kamera kann optional eine Region auswählen, diedie Fernsteuerung in die Mitte der Region plaziert. Der Photographkann optional die Größe der auszuwählendenRegion festlegen. Die Kamera kann optional die Größe der ausgewählten Regioneinstellen, um die photographische Zusammenstellung zu unterstützen. DieKamera kann optional in der Lage sein, Videoaufzeichnungen auszuführen.
    [0009] BevorzugteAusführungsbeispieleder vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend aufdie beiliegenden Zeichnungen nähererläutert.Es zeigen:
    [0010] 1 ein System gemäß einemexemplarischen Ausführungsbeispielder Erfindung;
    [0011] 2 eine Kamera, die so positioniertist, daß ihrSichtfeld einen relativ großeninteressierenden Bereich umfaßt;
    [0012] 3 eine Nahansicht einerFernsteuerung gemäß einemexemplarischen Ausführungsbeispielder Erfindung;
    [0013] 4 ein Array von Pixeln;
    [0014] 5 eine bestimmte Region,die aus dem Sichtfeld der Kamera ausgewählt ist;
    [0015] 6 wie eine ausgewählte Photographiedes Teils der Szene, der durch die ausgewählte Region eingeschlossenist, im Vergleich mit einer Referenzphotographie abschneiden kann;
    [0016] 7 aufeinanderfolgende vorläufige digitalePhotographien und die Erfassung der Position eines intermittierendenLichts gemäß einemexemplarischen Ausführungsbeispielder Erfindung;
    [0017] 8 wie eine Kamera eine ausgewählte Photographieaus einer Referenzphotographie auswählen kann;
    [0018] 9 eine Situation, bei dereine ausgewähltePhotographie nicht um die Position der Fernsteuerung herum zentriertwerden kann;
    [0019] 10 ein Wählen der größten ausgewählten Photographie, die aufdie Position der Lichtquelle der Fernsteuerung zentriert ist;
    [0020] 11 eine exemplarische Technikzum Entfernen der Lichtquelle von einem Videorahmen; und
    [0021] 12 eine Verwendung einesoptischen Zooms, um die Auflösungeiner ausgewähltenPhotographie zu verbessern.
    [0022] 1 zeigt ein System gemäß einemexemplarischen Ausführungsbeispielder Erfindung, das in einer beispielhaften photographischen Situationplaziert ist, bei der das System vorteilhafterweise verwendet werden kann.
    [0023] EineKamera 100 kann auf einem Stativ 101 plaziertoder ansonsten auf im wesentlichen ortsfeste Weise gehalten werden.Die Kamera 100 ist auf eine zu photographierende Szenegerichtet. Der Photograph 102 hält eine Fernsteuerung 103,die der Kamera 100 ihre Position signalisieren kann.
    [0024] DieKamera 100 kann eine Zoomlinse oder eine Linse mit einerfeststehenden Brennweite aufweisen. Falls die Kamera 100 eineZoomlinse aufweist, kann sie auf eine relativ geringe Brennweitekonfiguriert sein, um der Kamera ein relativ breites Sichtfeld zugeben. Eine relativ geringe Brennweite ist eine Brennweite, die nahean die geringste Brennweite herankommt, zu der die Kamera fähig ist.Bei einer Kamera mit einem Brennweitenbereich von 6 bis 18 mm wäre beispielsweiseeine Brennweite nahe 6 mm relativ gering. Wie in 2 gezeigt ist, ist die Kamera 100 sopositioniert, daß dasSichtfeld 201 der Linse einen relativ großen interessierendenBereich einschließt,aus dem Regionen zum Photographieren ausgewählt werden können.
    [0025] 3 zeigt eine Nahansichtder Fernsteuerung 103. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispielumfaßtdie Fernsteuerung 103 eine Lichtquelle 301, diebeim Signalisieren der Position der Fernsteuerung 103 verwendetwerden soll. Die Lichtquelle 301 kann eine lichtemittierendeDiode (LED), eine Glühlampeoder eine andere Art von Lichtquelle sein. Sie kann Licht emittieren,das fürdas menschliche Auge sichtbar ist oder das für das menschliche Auge unsichtbarist, beispielsweise Infrarotlicht, solange das Licht durch die Kameraerfaßtwerden kann.
    [0026] DieFernsteuerung 103 weist ferner verschiedene Steuerungenauf, die durch den Photographen 102 bedient werden. Bei spielsweisekann die Steuerung 302 die Kamera 100 veranlassen,ein Photo zu machen. Steuerungen 303 und 304 können dieKamera 100 veranlassen, das Durchführen einer Videoaufzeichnungzu beginnen und anzuhalten. An der Fernsteuerung 103 können auchandere Steuerungen vorhanden sein.
    [0027] EineDigitalkamera wie z.B. die Kamera 100 verwendet üblicherweiseeine Linse, um ein Bild einer Szene auf einen Elektronikarray-Lichtsensorzu projizieren. Der Elektronikarray-Lichtsensor weist üblicherweiseviele lichtempfindliche Elemente auf, die manchmal als „Pixel" bezeichnet werden.Jedes Pixel mißtdie Helligkeit des Lichts, das von einer entsprechenden Positionin der Szene ausstrahlt. Der Elektronikarray-Lichtsensor akkumuliert üblicherweiseeine elektrische Ladung in jedem Pixel proportional zu der Helligkeitdes auf das Pixel fallenden Lichts. Diese Ladungsmenge wird anschließend gemessen,um einen numerischen Wert zu bestimmen. Der numerische Wert wirdoft auch als „Pixel" bezeichnet. DieBedeutung des Begriffes „Pixel" ergibt sich allgemeindeutlich aus dem Kontext der Bezugnahme. Der Satz von numerischenWerten, die sich aus der Messung der Ladungen von den Pixeln desElektronikarray-Lichtsensors ergeben, kann zu einem numerischenArray gesammelt werden. Das numerische Array kann als Digitalbild,als digitale Photographie oder manchmal einfach als Bild oder Photographiebezeichnet werden. Wenn es ordnungsgemäß interpretiert und angezeigtwird, reproduziert das Digitalbild die durch die Kamera photographierteSzene.
    [0028] Inmanchen Fällenmüssenweniger als alle Pixel an dem Elektronikarray-Lichtsensor gemessenwerden, um numerische Werte zu bestimmen. Falls beispielsweise einePhotographie einer geringeren Auflösung gewünscht wird als diejenige, zuder die Kamera fähigist, oder falls eine Photographie lediglich eines Abschnitts desSichtfeldes der Kamera gewünschtwird, könnenmanche elektrische Ladungen verworfen werden, ohne daß sie gemessenoder gesichert werden.
    [0029] 4 stellt ein Array von Pixeln 401 dar,und man kann sie sich so vorstellen, daß sie die lichtempfindlichenPixel an dem Elektronikarray-Lichtsensor darstellt oder daß sie entsprechendeElemente in einem Digitalbildarray darstellt. Der Einfachheit derErläuterunghalber sind in 4 lediglicheinige wenige Pixel gezeigt. Eine eigentliche Kamera kann vieleTausende oder Millionen von Pixeln aufweisen. Viele Digitalkameras verwendenan manchen Pixeln ein selektives Wellenlängenfiltern, um Farbinformationen über eineSzene aufzuzeichnen, was diesen Kameras ermöglicht, Farbphotographien zuerzeugen. Fachleute werden erkennen, daß die vorliegende Erfindungin einer Kamera mit oder ohne Farbfähigkeit verkörpert seinkann.
    [0030] Bei 4 entspricht das gesamteArray 401 dem gesamten Kamerasichtfeld 201, undin der Tat definieren die Größe des Elektronikarray-Lichtsensorsund die Charakteristika der Linse der Kamera 100 das Sichtfeld 201 derKamera. Ein Teilarray 402 von Pixeln kann aus dem Array 401 ausgewählt werden,um eine bestimmte Region aus dem Sichtfeld 201 der Kamera 100 auszuwählen. Bei 4 weist das Teilarray 402 seinenUrsprung bei Zeile 3, Spalte 5 des Arrays 401 auf,und das Teilarray 402 ist vier Pixel breit und drei Pixel hoch.
    [0031] 5 zeigt eine bestimmte Region 501,die möglicherweisedem Teilarray 402 entspricht und die aus dem Sichtfeld 201 derKamera ausgewähltist. 6 veranschaulicht,wie eine ausgewähltePhotographie 601 desjenigen Teils der Szene, der durchdie ausgewählteRegion 501 enthalten sein kann, im Vergleich zu einer Referenzphotographie 602 derSzene abschneiden kann, die durch das gesamte Sichtfeld 201 derKamera enthalten ist.
    [0032] Bei 6 wird eine ausgewählte Photographie 601 derartgerahmt bzw. begrenzt, daß dieLichtquelle 301 an der Fernsteuerung 103 in derMitte der ausgewähltenPhotographie 601 plaziert ist. Falls die Kamera 100 inihrem Sichtfeld 201 die Position der Fernsteuerung 103 erfassenkann, und falls eine Regionsgröße festgelegtoder ausgewähltwurde, kann die Kamera 100 ein derartiges Rahmen bzw. Begrenzenbewerkstelligen, indem sie aus der Referenzphotographie 602 einentsprechendes Teilarray auswählt.Diese Teilarrayauswahl kann als „digitale Rahmengebung" bezeichnet werden,da sie eine Rahmengebung einer Photographie durch einen Photographensimuliert, indem sie aus einer größeren Auswahl möglicherRegionen eine zu photographierende Szenenregion auswählt. Diedigitale Rahmengebung kann üblicherweisedurch einen Mikroprozessor, einen Digitalsignalprozessor oder eineandere Logik, die Bestandteil der Kameraelektronik ist, erfolgen.
    [0033] Beieinem exemplarischen Ausführungsbeispielkann die Position der Fernsteuerung 103 in dem Sichtfeld 201 derKamera wie folgt bewerkstelligt werden. Die Digitalkamera 100 kanneine Sequenz von vorläufigenPhotos machen. Die Sequenz kann für die Zwecke des Lokalisierensder Fernsteuerung 103 aufgenommen werden, um Kameraeinstellungenwie z.B. eine Fokussierung oder eine Auswahl einer richtigen Belichtungoder füreine Kombination von diesen zu ermöglichen. Die vorläufigen Photographienumfassen üblicherweisedas gesamte Kamerasichtfeld 201, können jedoch bei einer niedrigerenAuflösungals der vollständigenAuflösungder Kamera aufgenommen werden.
    [0034] Beidiesem beispielhaften Ausführungsbeispielemittiert die Lichtquelle 301 an der Fernsteuerung 103 Lichtlediglich auf intermittierende Weise, wobei sie wiederholt aufblinktund wieder ausgeht. Dieses Aufblinken oder Umschalten der Lichtquelle 301 liefertein erkennbares „Funkfeuer", das die Kameravon Merkmalen in der Szene unterscheiden kann. Wenn die Lichtquelle 301 eingeschaltetist und zu einer Zeit, wenn ein vorläufiges Photo gemacht wird,Licht emittiert, empfangen Pixel an dem Elektronikarray-Lichtsensorder Kamera Licht von der Lichtquelle 301, und die digitalenWerte in der sich ergebenden vorläufigen digitalen Photo graphie,die der Position der Lichtquelle 301 entsprechen, gebendas Vorliegen des Lichts an. Nachdem die Lichtquelle 301 ausgeschaltetist und ein nachfolgendes vorläufigesPhoto gemacht wird, reflektieren die entsprechenden digitalen Wertelediglich die Szenenbeleuchtung. Die Position der Fernsteuerung 103 kannerfaßt werden,indem aufeinanderfolgende vorläufigedigitale Photographien verglichen und indem Unterschiede gefundenwerden, die sich aus einer Zustandsveränderung, dem Einschalten oderAusschalten, der Lichtquelle 301 ergeben.
    [0035] Beispielsweiseveranschaulicht 7 aufeinanderfolgendevorläufigedigitale Photographien 701, 702 und 703.Der Einfachheit der Veranschaulichung halber sind die numerischenArrays im Vergleich zu einem typischen digitalen Photo in bezugauf ihre Größe reduziert.In der Regel sind hellere Szenenpositionen bei einer digitalen Photographiemit größeren digitalenWerten angegeben, und dunklere Szenenpositionen sind mit kleinerendigitalen Werten angegeben, obwohl die entgegengesetzte Beziehungmöglichist. Die Arrays 701 und 702 sind im wesentlichenidentisch. Unterschiede der Arrays, die Änderungen bei den digitalenPhotographien darstellen, werden durch ein Element um Element erfolgendesSubtrahieren des Arrays 702 von dem Array 701 enthüllt. Dassich ergebende Differenzarray ist als Array 704 gezeigt.Lediglich einige wenige Pixel haben ihren numerischen Wert zwischenvorläufigenPhotographien 701 und 702 geändert, und zwar nur in geringemAusmaß.Diese Änderungenkönnenauf ein Zufallsrauschen in der Kameraelektronik, auf eine Subjektbewegungoder auf andere Effekte zurückzuführen sein.Um unbedeutende Änderungenaus der Überlegungherauszufiltern, kann das Differenzarray 704 einer Schwellwertbildungsoperationunterworfen werden, bei der alle Werte unter einem vorausgewählten Wert,beispielsweise 5 numerische Größenzählwerte,auf Null eingestellt werden. Das Array 706 veranschaulichtdas Ergebnis einer derartigen Schwellwertbildungsoperation. DieTatsache, daß alleElemente des Arrays 706 Nullen sind, gibt an, daß zwischenden vorläufigenPhotographien 701 und 702 keine wesentlichen Änderungenaufgetreten sind.
    [0036] Ein ähnlicherProzeß enthüllt, daß beträchtliche Änderungenan zwei Pixelpositionen zwischen den vorläufigen Photographien 702 und 703 auftraten.Zwei Pixel in dem Differenzarray 705 weisen nun viel höhere numerischeWerte auf, und diese numerischen Werte überleben die Schwellwertbildungsoperation,wie durch das Array 707 gezeigt ist. Da es unwahrscheinlichist, daß inder Szene andere intermittierende Lichtquellen vorliegen, kann mangetrost annehmen, daß dieFernsteuerung 103 an der Szenenposition ist, die den beträchtlichgeändertenPixeln entspricht. Die präzisePosition in dem Sichtfeld der Kamera kann durch in der Technik bekannteVerfahren bestimmt werden, z.B. durch Lokalisieren der größten Veränderungdes numerischen Pixelwerts, oder durch Finden des Schwerpunkts derPixel, deren Werte sich zwischen aufeinanderfolgenden Photographienbeträchtlichveränderten.
    [0037] Beieinem exemplarischen Ausführungsbeispielkann die Größe der ausgewählten Photographie 601 festgelegtwerden, bevor überhauptPhotos gemacht werden. Beispielsweise kann eine Referenzphotographie 602,die das gesamte Sichtfeld 201 der Kamera 100 erfaßt und diealle Pixel an dem Elektronikarray-Lichtsensor der Kamera verwendet,eine Breite von 2592 Pixeln in der horizontalen Richtung und eineHöhe von1944 Pixeln in der vertikalen Richtung aufweisen, jedoch kann dieBedienperson der Kamera unter Verwendung von an der Kamera vorgesehenenSteuerungen festlegen, daß ausgewählte Photographienwie z.B. die ausgewähltePhotographie 601 mit einer Größe von 1024 Pixeln Breite und768 Pixeln Höheaufgenommen werden sollen. Diese Werte sind lediglich zu Veranschaulichungszweckenvorgesehen; innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Patentansprüche können auchandere Größen verwendetwerden.
    [0038] 8 veranschaulicht, wie dieKamera 100 die ausgewähltePhotographie 601 aus der Referenzphotographie 602 auswählen kann.Bei 8 hat die Kamera 100 dieLichtquelle 301 der Fernsteuerung 103 an der Pixelposition(Xc, Yc) positioniert.Die Breite und Höheder ausgewähltenPhotographie 601 wurden als W bzw. H Pixel festgelegt.Angesichts dieser Parameter weist die Kamera 100 ausreichendeInformationen auf, um die ausgewähltePhotographie 601 in der Referenzphotographie 602 zulokalisieren. Wenn die obere linke Ecke der ausgewählten Photographie 601 alsPixelposition (X0, Y0)bezeichnet wird, gelten:
    [0039] Fallsdie Fernsteuerung 103 in der Nähe eines Randes der Referenzphotographie 602 angeordnetist, ist es eventuell nicht möglich,eine ausgewähltePhotographie einer festgelegten Größe auf diese Weise zu positionieren,da sich die Grenzen der ausgewähltenPhotographie überdie Grenzen der Referenzphotographie 602 hinaus erstreckenkönnen.In diesem Fall kann die Kamera 100 eine ausgewählte Photographieso positionieren, daß dieLichtquelle 301 der Fernsteuerung 103 so annähernd zentriertwie möglichin der ausgewähltenPhotographie angeordnet ist.
    [0040] 9 zeigt eine Situation,bei der eine ausgewähltePhotographie der Abmessungen W mal H Pixeln nicht um die Fernsteuerungsposition(Xc, Yc) herum zentriertwerden kann. Die gestrichelte Linie zeigt die Grenzen der ausgewählten Photographie 901,wie sie durch die obigen Formeln 1) und 2) berechnet wurden. In diesemFall kann die Kamera die ausgewähltePhotographie 901A auswählen,indem sie die Position der ausgewählten Photographie so einstellt,daß sie ihrefestgelegte Größe beibehält, jedochvollständigin der Referenzphotographie 602 enthalten ist.
    [0041] AlsAlternative zum Einstellen der Position der ausgewählten Photographie 601 inder Referenzphotographie 602, wenn es nicht möglich ist,eine Photographie der festgelegten Größe auf die gewünschte Position zuzentrieren, kann die Kamera 100 die Größe der auszuwählendenPhotographie einstellen. Beispielsweise kann die Kamera 100 diegrößte Photographieauswählen,die auf die Position der Lichtquelle 301 an der Fernsteuerung 103 zentriertwerden kann, währendsie das Seitenverhältnisder Photographie konstant hält.
    [0042] 10 veranschaulicht ein Auswählen dergrößten ausgewählten Photographie,die auf die Position der Lichtquelle 301 an der Fernsteuerung 103 zentriertist. Die Lichtquelle 301 wurde an der Pixelposition (Xc, Yc) positioniert.Eine ausgewähltePhotographiegrenze 1001 zeigt die Position der gewünschtenRegion.
    [0043] Zusätzlich können optionalmaximale und minimale Größen für die ausgewählte Photographiefestgelegt werden. Ein vollständigerbeispielhafter Satz von Regeln zum Auswählen der Breite W1 undder HöheH1 der ausgewählten Photographie sind inder nachstehenden Algorithmusauflistung angegeben. Das gewünschte Seitenverhältnis (dasVerhältnisder Breite der Photographie zu ihrer Höhe, in der Regel etwa 1,5)der ausgewähltenPhotographie ist als A bezeichnet, und die Breite und die Höhe der Referenzphotographie 602 sind alsWR bzw. HR bezeichnet.Die ausgewähltePhotographie kann optional eine minimale Breite Wmin undeine maximale Breite Wmax aufweisen.
    [0044] Nachdemdieser beispielhafte Algorithmus abgeschlossen ist, werden einePosition und Größe der ausgewählten Photographiebestimmt, so daß dieausgewähltePhotographie nicht größer istals die vorbestimmte maximale Größe, nichtkleiner ist als die vorbestimmte minimale Größe, vollständig in der Referenzphotographieenthalten ist, so annäherndzentriert wie möglichauf die Position der Lichtquelle 301 an der Fernsteuerung 103 angeordnetist und ein SeitenverhältnisA aufweist. Die Werte X0 und Y0 gebendie Startposition der ausgewähltenPhotographie an, und die Werte W1 und H1 geben die Breite bzw. Höhe der ausgewählten Photographiean. Man beachte, daß dieausgewähltePhotographie auf eine festgelegte Größe beschränkt werden kann, indem Wmax und Wmin identischzueinander eingestellt werden. Ein Einstellen von Wmin =0 und Wmax = WR konfiguriertden Algorithmus, um die größte ausgewählte Photographiezu finden, die an der Lichtquelle 301 der Fernsteuerungin der Referenzphotographie 602 zentriert sein kann.
    [0045] Nachdemdie Größe und Positionder ausgewähltenPhotographie bestimmt wurden, kann die Kamera 100 ein letztesPhoto machen. Ein letztes Photo ist das Photo, auf dessen Aufnahmesich die Kamera 100 vorbereitet hat. Die VorbereitungenkönnenvorläufigePhotographien, die fürein Fokussieren, eine Belichtungsbestimmung, eine Rahmengebung oderandere Zwecke verwendet werden, sowie ein Auswählen einer zu photographierendenRegion beinhalten. Ein Photographieren der ausgewählten Regionkann ein Aufnehmen eines Digitalbildes des gesamten Sichtfeldesder Kamera und ein anschließendesExtrahieren eines Teilarrays, das der ausgewählten Region entspricht, ausdem Digitalbild zu Speicherungszwecken umfassen. Dies gilt insbesonderedann, wenn der Elektronikar ray-Lichtsensor in der Digitalkamera 100 einCCD-Sensor (CCD = charged coupled device, ladungsgekoppelte Vorrichtung)oder ein CMOS-Sensor (CMOS = complementary metal Oxide semiconductor,Komplementär-Metalloxid-Halbleiter)ist. Alle Pixel an dem CCD- oder CMOS-Sensor, nicht lediglich diejenigenin der ausgewähltenRegion, könnenwährenddes Aufnehmens der Photographie eine Ladung akkumulieren, obwohlnur diejenigen in der ausgewähltenRegion zu der abschließendenPhotographie beitragen werden. Die Digitalkamera 100 kanndie Ladungen von allen Pixeln an dem Elektronikarray-Lichtsensormessen und die abschließendePhotographie aus dem sich ergebenden Digitalbild extrahieren, odersie kann manche oder alle unnötigenLadungen verwerfen, ohne sie zu messen. Ob nun eine Bewerkstelligunganhand eines oder mehrerer dieser Verfahren stattfindet, das effektiveErgebnis ist, daß die ausgewählte Regionphotographiert wird.
    [0046] Beieinem exemplarischen Ausführungsbeispielkann die Lichtquelle 301 so unterbrochen werden, daß sie während derAufnahme einer Standphotographie kein Licht emittiert und somitbei der abschließenden Photographienicht auf störendeWeise erscheint.
    [0047] Optionalkann die Kamera 100 die Position der Fernsteuerungslichtquelle 301 alsZentrum einer Fokusregion nutzen, wobei sie vorzugsweise auf Subjektein der Näheder Fernsteuerung fokussiert. Üblicherweiseführt eineDigitalkamera ein Fokussieren durch, indem sie den räumlichenBildkontrast in einer ausgewähltenRegion des Sichtfeldes der Kamera maximiert. Die Fokusregion kannwillkürlichausgewähltwerden, liegt jedoch oft im Zentrum des Sichtfeldes der Kamera.Ein Auswähleneiner Fokusregion, die auf der Fernsteuerungslichtquelle 301 zentriertist, gewährleistet,daß derAbschnitt der Szene, der am meisten interessiert, wie durch dasVorliegen der Fernsteuerung angegeben wird, scharf eingestellt ist.Die US-Patentschrift Nr. 6,466,742 derselben Anmelderin wie dievorliegende Anmeldung be schreibt eine „Fokusanziehungs"-Fernsteuerung undwird bezüglichihrer gesamten Offenbarungen hiermit in das vorliegende Dokumentaufgenommen.
    [0048] Beieinem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die Kamera 100 inder Lage, Videoaufzeichnungen durchzuführen. Eine Videoaufzeichnungkann eine beliebige Sequenz von aufeinanderfolgenden Digitalbildern,die manchmal als „Videorahmen" bezeichnet werden,sein, die in im wesentlichen regelmäßigen Abständen aufgenommen werden. DieDigitalbilder müssenkeine Größe aufweisen,die ähnlicheinem Fernsehvideo ist, noch müssensie mit einer Frequenz aufgenommen sein, die ähnlich der eines Fernsehvideosist. Bei einer bevorzugten Konfiguration leuchtet die Lichtquelle 301 ander Fernsteuerung 103 mit einer Frequenz auf, die etwader Hälfteder Frequenz einer Digitalbildaufnahme während einer Videoaufzeichnungentspricht. Diese Anordnung gewährleistet,daß diemeisten Videorahmen im Vergleich zu dem unmittelbar vorhergehendenVideorahmen einen Unterschied bezüglich des Zustandes der Lichtquelle 301 zeigen.Falls die Lichtquelle 301 beispielsweise bei dem 0,4- unddem 0,6-fachen der Frequenz einer Digitalbildaufnahme aufleuchtet,so zeigen zumindest 80 % aufeinanderfolgender Videorahmen im Vergleichzu dem vorherigen Rahmen eine Veränderung des Zustands der Lichtquelle 301.Die Kamera 100 kann die Zusammensetzung der Videoaufzeichnungeinstellen, indem sie eine zu photographierende Region während derAufzeichnung erneut auswählt, während sichdie Lichtquelle 301 eventuell bewegt. Auf diese Weise kanndie Kamera 100 Schwenk- und Kippbewegungen einer kardanischaufgehängtenKamera simulieren, jedoch ohne die Komplexität des Bewegens der Kamera.
    [0049] Wennnicht zwischen dem Aufleuchten der Lichtquelle 301 undder Aufnahme von Videorahmen eine präzise Synchronisierung vorgesehenist, kann die Lichtquelle 301 in manchen Videorahmen erscheinen.Um den Störeffektdessen, daß dieLichtquelle 301 in der Videosequenz auftaucht, zu verringern, kanneine automatische Bildverarbeitung, die Informationen von benachbartenRahmen oder benachbarten Pixeln verwendet, eingesetzt werden, umden Effekt der Lichtquelle zu beseitigen.
    [0050] 11 veranschaulicht eineeinfache beispielhafte Technik zum Entfernen der Lichtquelle 301 auseinem Videorahmen. Die Digitalbilder 1101 und 1102 sindaufeinanderfolgende Rahmen aus einer Videoaufzeichnung. Wie zuvorbeschrieben wurde, wurde das Vorliegen der Lichtquelle 301 inzwei Pixeln erfaßt,indem ein Element-Um-Element-Differenzrahmen 1103 zwischenden folgenden Rahmen 1101 und 1102 berechnet wurde.Nachdem die Lichtquelle 301 lokalisiert wurde, kann ihrEffekt beseitigt werden, indem Pixelwerte aus dem jüngsten Rahmen,der aufgenommen wurde, als die Lichtquelle 301 ausgeschaltetwar, kopiert werden.
    [0051] Auchandere Techniken könnenzum Beseitigen des Effekts der Lichtquelle 301 aus Videorahmenin Betracht gezogen werden. Beispielsweise könnten Pixelinformationen vonsowohl vorausgehenden als auch nachfolgenden Rahmen kombiniert werden,um Pixeldaten in einem bestimmten Rahmen zu ersetzen, beispielsweisedurch Interpolation. Alternativ dazu könnte der Effekt der Lichtquelle 301 ohneBezugnahme auf andere Rahmen aus einem Rahmen beseitigt werden,indem Pixeldaten durch Informationen, die auf umgebenden Pixelnberuhen, ersetzt werden. Falls das durch die Lichtquelle 301 emittierteLicht im wesentlichen monochromatisch ist, und die Kamera 100 anmanchen Pixeln ein selektives Wellenlängenfiltern verwendet, um Farbphotographienzu erzeugen, kann die Lichtquelle 301 erfaßt werden,indem lediglich diejenigen Pixel analysiert werden, die die durchdie Lichtquelle 301 emittierten Lichtwellenlängen erfassenkönnen.Falls die Lichtquelle 301 beispielsweise eine rotes Lichtemittierende Diode (LED) ist, so ist es wahrscheinlich, daß lediglichdie Rot erfassenden Pixel in der Kamera untersucht werden müssen, umdie Lichtquelle 301 zu erfassen, oder einge stellt seinmüssen,um den Effekt der Lichtquelle 301 aus einem Rahmen zu beseitigen.
    [0052] Beieinem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel, das mit anderen,bereits beschriebenen beispielhaften Ausführungsbeispielen kombiniertwerden kann, umfaßtdie Kamera 100 eine Funktion eines optischen Zooms undverwendet ihre Fähigkeitdes optischen Zooms, um die photographische Qualität in manchenSituationen zu optimieren. In manchen Fällen wird eine ausgewählte Photographiedefiniert, die gänzlich inder Referenzphotographie 602 enthalten ist, wobei ein überschüssiger Bereichdie ausgewähltePhotographie umgibt. Das heißt,daß sichdie ausgewähltePhotographie nicht am Rand der Referenzphotographie 602 befindet.Die ausgewähltePhotographie 601 in den Figuren ist eine von diesem Typ,währenddies bei den ausgewähltenPhotographien 901A und 1001 nicht der Fall ist.
    [0053] Indieser Situation kann die Kamera 100 die Auflösung, beider sie die ausgewählteRegion photographieren kann, verbessern, indem sie ihre Funktiondes optischen Zooms so aktiviert, daß das Sichtfeld der Kameradie ausgewählteRegion gerade einschließt.Das heißt,daß dieBrennweite der Linse erhöhtwird, wodurch das Sichtfeld der Kamera verengt wird, bis die ausgewählte photographischeRegion am Rand des Sichtfeldes der Kamera ist.
    [0054] 12 veranschaulicht einenoptischen Zoom, um die Auflösungeiner ausgewähltenPhotographie zu verbessern. Die ausgewählte Photographie 1202 istgänzlichin der Referenzphotographie 602 enthalten, wobei ein überschüssiger Bereichdieselbe umgibt. Die Kamera 100 kann ihren optischen Zoomderart betätigen,daß dieReferenzphotographie 1201 und nicht die Referenzphotographie 602 denganzen Elektronikarray-Lichtsensor in der Kamera 100 bedeckt.Die ausgewähltePhotographie 1202 kann dann aus der Referenzphotographie 1201 extrahiertwerden, jedoch bei einer höheren Auflösung alswenn sie aus der Referenzphotographie 602 extrahiert wordenwäre.
    [0055] Beieinem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Lichtquelle 301 sowohlfür eindigitales Rahmen von Photographien als auch zum Steuern andererFunktionen der Digitalkamera 100 verwendet werden. Beispielsweisekann die Lichtquelle 301 auf eine eindeutig identifizierbareArt und Weise aufleuchten (z.B. indem sie drei aufeinanderfolgendevorläufigePhotographien oder Videorahmen lang eingeschaltet bleibt und anschließend abschaltet),um der Kamera zu signalisieren, ein abschließendes Photo zu machen. DasSignalisieren, der Kamera gegenüber,ein abschließendesPhoto zu machen, kann auch als ein Betätigen der Verschlußfreigabeder Kamera bezeichnet werden. Eine Verwendung derselben Lichtquellefür eindigitales Rahmen und zum Steuern anderer Kamerafunktionen erspartden Aufwand, zwei unterschiedliche Signalisierungsverfahren aufweisenzu müssen.
    [0056] Dievorstehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung wurde zu Veranschaulichungs-und Beschreibungszwecken präsentiert.Sie soll nicht erschöpfendsein oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form beschränken, undandere Modifikationen und Variationen können angesichts der obigenLehren möglich sein.Das Ausführungsbeispielwurde gewähltund beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktischeAnwendung am besten zu erläutern,um dadurch andere Fachleute zu befähigen, die Erfindung bei verschiedenenAusführungsbeispielenund verschiedenen Modifikationen, wie sie für die jeweilige in Betrachtgezogene Verwendung geeignet sind, zu nutzen. Es wird beabsichtigt,daß diebeigefügtenAnsprücheso ausgelegt werden sollen, daß sieandere alternative Ausführungsbeispieleder Erfindung umfassen, mit Ausnahme einer Einschränkung durchden bekannten Stand der Technik.
    权利要求:
    Claims (35)
    [1] Photographiesystem, das folgende Merkmale aufweist: a)eine Fernsteuerung (103); und b) eine Digitalkamera(100), die ein Sichtfeld (201) aufweist, wobeidie Digitalkamera (100) in ihrem Sichtfeld (201)die Position der Fernsteuerung (103) erfassen kann, undwobei die Digitalkamera (100) auf der Basis der erfaßten Positionder Fernsteuerung (103) aus ihrem Sichtfeld (201)eine zu photographierende Region (501) auswählt.
    [2] Photographiesystem gemäß Anspruch 1, bei dem die Digitalkamera(100) die ausgewählteRegion (501) auf die erfaßte Position der Fernsteuerung(103) zentriert.
    [3] Photographiesystem gemäß Anspruch 1 oder 2, bei demdie ausgewählteRegion (501) eine vorbestimmte Größe aufweist und bei der dieDigitalkamera (100) die ausgewählte Region (501)so annäherndzentriert wie möglichauf die erfaßtePosition der Fernsteuerung (103) anordnet, während siedie ausgewählteRegion (501) innerhalb des Sichtfeldes (201) derKamera hält.
    [4] Photographiesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis3, bei dem die Digitalkamera (100): a) die größte Regionauswählt,die in ihr Sichtfeld (201) paßt, wenn die ausgewählte Region(501) auf die erfaßtePosition der Fernsteuerung (103) zentriert ist, und b)die ausgewählteRegion (501) auf die erfaßte Position der Fernsteuerung(103) zentriert.
    [5] Photographiesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis4, bei dem die minimale und die maximale Größe der ausgewählten Region(501) vorbestimmt sind und bei dem die Digitalkamera (100) a)eine Region (501) auswählt,die die kleinere der vorbestimmten maximalen Regionsgröße und dergrößten Größe ist,die in das Sichtfeld (201) der Kamera (100) paßt und aufdie erfaßtePosition der Fernsteuerung (103) zentriert werden kann,wenn eine derartige Region ausgewählt werden kann, die größer istals die vorbestimmte minimale Regionsgröße, und andernfalls b)eine Region (501) auswählt,die die vorbestimmte minimale Regionsgröße aufweist, und die Regionso annäherndzentriert wie möglichauf die erfaßtePosition der Fernsteuerung (103) anordnet, während siedie Region (501) innerhalb des Sichtfeldes (201)der Kamera hält.
    [6] Photographiesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis5, bei dem die Fernsteuerung (103) ferner eine Lichtquelle(301) aufweist und die Digitalkamera (100) diePosition der Fernsteuerung (103) erfaßt, indem sie die Lichtquelle(301) erfaßt.
    [7] Photographiesystem gemäß Anspruch 6, bei dem die Lichtquelle(301) Licht auf intermittierende Weise emittiert.
    [8] Photographiesystem gemäß Anspruch 7, bei dem die Digitalkamera(100) die Position der Fernsteuerung (103) erfaßt, indemsie eine Veränderungdes Zustands der Lichtquelle (301) zwischen aufeinanderfolgendenDigitalbildern erfaßt.
    [9] Photographiesystem gemäß einem der Ansprüche 6 bis8, bei dem die Lichtquelle (301) während des Aufnehmens einerabschließendenPhotographie kein Licht emittiert.
    [10] Photographiesystem gemäß einem der Ansprüche 6 bis9, bei dem die Lichtquelle (301) verwendet wird, um derDigitalkamera (100) zu signalisieren, zusätzlich zueinem Auswähleneiner zu photographierenden Region zumindest eine weitere Funktiondurchzuführen.
    [11] Photographiesystem gemäß Anspruch 10, bei dem dieLichtquelle (301) verwendet wird, um der Digitalkamera(100) zu signalisieren, eine abschließende Photographie aufzunehmen.
    [12] Photographiesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis11, bei dem die Digitalkamera (100) vorzugsweise auf Subjektein der Näheder Fernsteuerung (103) fokussiert.
    [13] Photographiesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis12, bei dem die Digitalkamera (100) in der Lage ist, Videoaufzeichnungenzu machen.
    [14] Photographiesystem gemäß Anspruch 13, bei dem dieDigitalkamera (100) die zu photographierende Region erneutauswählt,währendsich die Fernsteuerung (103) während des Aufzeichnens bewegt.
    [15] Photographiesystem gemäß Anspruch 13 oder 14, beidem die Fernsteuerung (103) ferner eine Lichtquelle (301)aufweist, die Licht auf intermittierende Weise emittiert, und beidem die Digitalkamera (100) den Effekt der Lichtquelle(301) aus Videorahmen, in denen die emittierende Lichtquelle(301) erscheint, beseitigt.
    [16] Photographiesystem gemäß Anspruch 15, bei dem derEffekt der Lichtquelle (301) unter Verwendung von Pixel informationenaus anderen Videorahmen, in denen die emittierende Lichtquelle (301)nicht erscheint, beseitigt wird.
    [17] Photographiesystem gemäß einem der Ansprüche 13 bis16, bei dem die ausgewählteRegion (501) eine vorbestimmte Größe aufweist und bei dem dieDigitalkamera (100) die ausgewählte Region (501)so annäherndzentriert wie möglichauf die Position der Fernsteuerung (103) anordnet, während siedie Region (501) innerhalb des Sichtfeldes (201)der Kamera hält.
    [18] Photographiesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis17, bei dem die Digitalkamera (100) eine Funktion einesoptischen Zooms aufweist und bei dem die Digitalkamera (100)eine Auflösungder ausgewählten Region(501) unter Verwendung der Funktion des optischen Zoomsverbessert.
    [19] Photographieverfahren, das folgende Schritte umfaßt: a)Erfassen, in einem Sichtfeld (201) einer Digitalkamera(100), einer Position einer Fernsteuerung (103);und b) automatisches Auswählen,auf der Basis der Position der Fernsteuerung (103), einerzu photographierenden Region (501) aus dem Sichtfeld (201)der Kamera (100).
    [20] Verfahren gemäß Anspruch19, bei dem das Auswähleneiner Region (501) aus dem Sichtfeld (201) derKamera ein Zentrieren der Region auf die erfaßte Position der Fernsteuerung(103) umfaßt.
    [21] Verfahren gemäß Anspruch19 oder 20, bei dem die Region (501) eine vorbestimmteGröße aufweist undbei dem das Auswähleneiner Region (501) aus dem Sichtfeld (201) derKamera (100) so annäherndzentriertes Anordnen der ausgewähltenRegion (501) wie möglichin der erfaßtenPosition der Fernsteuerung (103) umfaßt, während die Region (501)innerhalb des Sichtfeldes (201) der Kamera gehalten wird.
    [22] Verfahren gemäß einemder Ansprüche19 bis 21, bei dem das Auswähleneiner Region (501) aus dem Sichtfeld (201) derKamera (100) folgende Schritte umfaßt: a) Auswählen dergrößten Region,die auf die erfaßtePosition der Fernsteuerung (103) zentriert sein kann, während siein das Sichtfeld (201) der Kamera paßt; und b) Zentrierender Region auf die erfaßtePosition der Fernsteuerung (103).
    [23] Verfahren gemäß einemder Ansprüche19 bis 22, bei dem die maximale und die minimale Größe der ausgewählten Region(501) vorbestimmt werden und bei dem das Auswählen einerRegion (501) aus dem Sichtfeld (201) der Kamerafolgende Schritte umfaßt: a)Auswähleneiner zu photographierenden Region, die die kleinere der Regionder vorbestimmten maximalen Größe und dergrößten Regionist, die, währendsie in dem Sichtfeld (201) der Kamera verbleibt, auf dieerfaßte Positionder Fernsteuerung (103) zentriert werden kann, wenn einederartige Region ausgewähltwerden kann, die größer istals die vorbestimmte minimale Regionsgröße, und Zentrieren der ausgewählten Regionauf die erfaßtePosition der Fernsteuerung (103); und andernfalls b)Auswähleneiner zu photographierenden Region, die die vorbestimmte minimaleRegionsgröße aufweist undso annäherndzentriert wie möglichauf die erfaßte Positionder Fernsteuerung (103) angeordnet ist und gänzlich indem Sichtfeld (201) der Kamera ist.
    [24] Verfahren gemäß einemder Ansprüche19 bis 23, bei dem das Erfassen der Position der Fernsteuerung (103)ferner folgende Schritte umfaßt: a)Emittieren von Licht aus der Fernsteuerung (103); und b)Erfassen des emittierten Lichts.
    [25] Verfahren gemäß Anspruch24, das ferner folgende Schritte umfaßt: a) Signalisieren,unter Verwendung des von der Fernsteuerung (103) emittiertenLichts, der Digitalkamera (100), zusätzlich zu dem Auswählen einerzu photographierenden Region eine Funktion durchzuführen; und b)Durchführender Funktion in der Digitalkamera (100).
    [26] Verfahren gemäß Anspruch25, bei dem die Funktion das Aufnehmen einer abschließenden Photographieist.
    [27] Verfahren gemäß einemder Ansprüche19 bis 26, bei dem das Erfassen der Position der Fernsteuerung (103)ferner folgende Schritte umfaßt: a)Emittieren von Licht aus der Fernsteuerung (103) auf intermittierendeWeise; und b) Erfassen von Veränderungen des Zustands desemittierten Lichts durch Vergleichen von aufeinanderfolgenden Digitalbildern,die durch die Digitalkamera (100) aufgenommen wurden.
    [28] Verfahren gemäß einemder Ansprüche19 bis 27, das ferner folgende Schritte umfaßt: a) Emittieren vonLicht aus der Fernsteuerung (103) auf intermittierendeWeise; b) Durchführeneiner Videoaufzeichnung; und c) Beseitigen des Effekt des Lichtsaus einem Videorahmen, in dem das Licht erscheint.
    [29] Verfahren gemäß Anspruch28, bei dem das Beseitigen des Effekts des Lichts aus einem Videorahmen,in dem das Licht erscheint, ferner ein Kopieren von Pixelinformationenvon einem weiteren Videorahmen umfaßt.
    [30] Verfahren gemäß Anspruch28 oder 29, bei dem das Licht mit einer Frequenz seinen Zustandverändert,die ungefährder Hälfteder Frequenz entspricht, mit der die Digitalkamera (100)währendeines Videoaufzeichnens Videorahmen erfaßt.
    [31] Verfahren gemäß einemder Ansprüche19 bis 30, das ferner ein Durchführeneiner Videoaufzeichnung der ausgewählten Region (501)umfaßt.
    [32] Verfahren gemäß Anspruch31, das ferner ein Neupositionieren der ausgewählten Region (501),wenn sich die Fernsteuerung (103) innerhalb des Sichtfeldes(201) der Digitalkamera (100) bewegt, umfaßt.
    [33] Verfahren gemäß einemder Ansprüche19 bis 32, das ferner vorzugsweise ein Fokussieren auf Subjektein der Näheder Fernsteuerung (103) umfaßt.
    [34] Verfahren gemäß einemder Ansprüche19 bis 33, das ferner ein Verbessern einer Auflösung der ausgewählten Region(501) unter Verwendung einer Fähigkeit eines optischen Zoomsder Digitalkamera (100) umfaßt.
    [35] Photographiesystem, das folgende Merkmale aufweist: a)eine Einrichtung zum Erfassen, in einem Sichtfeld (201)einer Digitalkamera (100), der Position einer Fernsteuerung(103); und b) eine Einrichtung zum digitalen Rahmeneiner Photographie auf der Basis der erfaßten Position der Fernsteuerung(103).
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US7272305B2|2007-09-18|
    US20050052539A1|2005-03-10|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-04-07| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-04-03| 8130| Withdrawal|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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