[发明专利]提供具有感知深度的视频的摄像机

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从使用单个视角图像捕获装置所捕获的视频提供具有感知深度的视频的方法。

背景技术

一场景的立体图像通常是通过组合具有所述同一场景的不同视角的两个或两个以上图像而产生。通常，用图像捕获装置同时捕获立体图像，所述图像捕获装置具有被分离一距离以提供场景的不同视角的两个(或两个以上)图像捕获装置。然而，此立体图像捕获方法需要具有两个(或两个以上)图像捕获装置的更复杂的图像捕获系统。

已提议用于产生立体视频的方法，其中使用单个图像捕获装置以捕获包含视频图像时间序列的视频，且接着修改所述视频以产生具有感知深度的视频。在N·小卡夫赖尔(N.Cafarell，Jr.)的名为“准立体视觉系统(Quasi-stereoscopic systems)”的美国专利2,865,988中，揭示一种方法，其中从用单个视角图像捕获装置所捕获的视频提供具有感知深度的视频。具有感知深度的视频是通过向观看者的左眼及右眼展示视频图像而产生，其中向左眼及右眼所展示的视频图像的时序相差恒定帧偏移(frame offset)，使得一只眼睛在时间序列上比另一只眼睛更早地接收视频图像。由于在场景内相机的位置及对象的位置通常随着时间而变化，所以时间感知差被观看者的大脑解译为深度。然而，因为在场景中图像捕获装置及对象的运动量通常随着时间而变化，所以深度感知常常不一致。

达索(Dasso)的名为“电子三维观看系统(Electronic three-dimensional viewingsystem)”的美国专利5,701,154也从用单个视角图像捕获装置所捕获的视频提供具有感知深度的视频。具有感知深度的视频是通过向观看者的左眼及右眼提供视频而产生，其中在被呈现给观看者的左眼及右眼的视频之间具有恒定帧偏移(例如，一到五个帧)。在此专利中，被呈现给左眼及右眼的视频图像的不同之处也可在于：被呈现给一只眼睛的视频图像相较于被呈现给另一只眼睛的视频图像可被移动位置、放大或增亮以进一步增强感知深度。然而，在具有恒定帧偏移的情况下，深度感知将归因于在视频捕获期间存在的变化运动而再次不一致。

在纳特斯(Nattress)的名为“用于使用计算机产生的3D图形来组合图像序列的系统(System for combining a sequence of images with computer-generated 3D graphics)”的美国专利申请公开案2005/0168485中，描述一种用于组合图像序列与计算机产生的三维动画的系统。此专利申请案的方法包括：当捕获序列中的每一图像时测量图像捕获装置的位置，以使更易于识别图像捕获装置的视角且借此使更易于组合经捕获图像与动画中的计算机产生的图像。

一种用于用单个视角图像捕获装置所捕获的视频到具有感知深度的视频的捕获后转换的方法被揭示于纳斯克(Naske)等人的名为“用于2D/3D图像转换及优化的方法及系统(Methods and systems for 2D/3D image conversion and optimization)”的美国专利申请公开案2008/0085049中。在此方法中，将依序视频图像彼此比较以确定在场景中的运动方向及速率。产生第二视频，第二视频相较于经捕获视频具有帧偏移，其中当在依序视频图像彼此的比较中检测到快速运动或垂直运动时减少帧偏移以避免假影。然而，在场景中相机及对象的运动量将仍随着时间而变化，且因此，深度感知将仍不一致且将随着在视频捕获期间存在的运动而变化。

在美国专利申请公开案2009/0003654中，使用图像捕获装置的经测量位置以从已用图像捕获装置在不同位置中所捕获的图像对确定范围映射(range map)。

仍然需要从用单个视角图像捕获装置所捕获的视频提供具有感知深度的视频，其中当在场景中存在图像捕获装置或对象的不一致运动时，具有感知深度的视频具有改善的图像质量及改善的深度感知。

发明内容

本发明表示一种用于提供具有感知深度的视频的视频图像捕获装置，所述视频图像捕获装置包含：

图像传感器，其用于捕获视频帧；

光学系统，其用于将场景从单个视角成像到所述图像传感器上；

数据存储系统，其用于存储通过所述图像传感器捕获的视频图像序列；

位置感测装置，其用于针对所述视频图像序列而感测所述图像捕获装置的相对位置；

存储构件，其用于与经存储视频图像序列相关联地将所述图像捕获装置的所述经感测相对位置的指示存储于所述数据存储系统上；

数据处理器；