用于校正广角摄取的图像的设备和方法技术

在具有数字式光学摄取装置和具有存储装置的设备中，该数字式光学摄取装置用于广角摄取人员、生物或对象的图像，其中该对象的空间定向和其典型图像特征基本上是确定的，该存储装置用于电子存放所述图像，通过以下的装置来解决提供有效的二维校正的任务：检测装置，用于二维检测所摄取对象的典型图像特征彼此的相对位置；参考存储装置，包含所述典型图像特征彼此对应于标准配置的相对位置；以及校正装置，该校正装置被构造用于读出存放在存储装置中的图像，并且用于根据来自检测装置的所摄取对象的典型图像特征的相对位置、与来自参考存储装置的典型图像特征对应于标准配置的相对位置的比较来校正所存放的图像。此外还说明了一种用于校正广角摄取的图像的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有数字式光学摄取装置和具有存储装置的设备，该数字式光学摄取装置用于广角摄取人员、生物或对象的图像，其中该对象的空间定向和该对象的典型图像特征基本上是确定的，该存储装置用于电子存放所述图像。本专利技术还涉及一种用于校正这种图像的方法。上述的那种设备的实例是市面上流行的数码相机，其中尤其是在肖像摄影时生成和存储数字图像。恰恰在已经谈及的肖像摄影时，基本上确定了要摄取的对象的空间定向和典型的图像特征。不久以前同样在移动电话中采用了数码相机，以便允许移动电话的使用者借助通信连接将自己本身的或在他周围的某些对象的照片向所希望的目的地传送，该目的地同样配置有通信装置。通常正是将广角镜头用于肖像摄影，以便使用者可以给自己本身录像(filmen)(视频录像，Videofonie)或摄影(单个图像)。在集成到移动电话中的数码相机和想由自身进行摄影的使用者的头部之间的典型距离约为40cm-60cm，以至于广角镜头的使用显得对于数码相机来说是必须的。但是广角镜头具有强烈的远景失真/畸变的缺点。不成比例大(ueberproportional gross)地摄取要摄取的对象的比较近的片断，而不成比例小地示出较远的对象。这导致在肖像摄影时，例如异常大(ueberdurchschnittlich gross)地摄取人员的嘴与鼻，但是与此相反地异常小地摄取头部轮廓。所以本专利技术所基于的任务是，创造一种具有用于广角摄取对象图像的数字式光学摄取装置的设备以及一种方法，在该设备和方法中实现对所摄取的图像的有效校正。该任务在文章开头所提到的那种设备方面通过用于二维检测所摄取对象的典型图像特征彼此的相对位置的检测装置、包含典型图像特征彼此对应于标准配置(Standard-Anordnung)的相对位置的参考存储装置、和校正装置来解决，该校正装置被构造用于读出存放在存储装置中的图像，并且用于根据来自检测装置的所摄取对象的典型图像特征的相对位置与来自参考存储装置的典型图像特征对应于标准配置的相对位置的比较来校正所存放的图像。在本说明书的意义上，将“广角摄取”理解为采集图像片断的摄取，该图像片断大于被映射到人眼的视网膜上的那个图像片断。这例如适用于在具有24×36mm胶片片断的缩微照相中的、小于50mm的镜头焦距。该设备因此适用于，借助检测装置来识别所摄取对象的典型图像特征(这在人的脸部上例如是嘴、鼻和耳)，以及检测所识别的典型图像特征的相对位置。以动用标准配置的方式来实现对所摄取的图像的真正的校正，在该标准配置中相互确定典型图像特征的相应的相对位置。校正装置优选地至少部分地非线性地工作。与此相关地可以确定，线性化算法一般可以得到采用，这些线性化算法在某些值域中非线性地工作，而在另外的值域中线性地工作。于是所进行的比较给出关于以下情况的说明，即在所摄取对象上和在标准配置中典型图像特征的相对位置彼此不同到何种程度。于是在校正时，可以使所摄取的图像在其典型图像特征的位置方面接近标准配置。关于这一点，优选地如此来选择典型图像特征，使得它们部分地位于所摄取对象的外部区域中并且部分地位于所摄取对象的内部区域中。由此产生了可归因于广角镜头的畸变的、特别有代表性的图像。优选地如此来构造校正装置，使得在比较时确定这样一个变量的值，该变量再现了在来自检测装置的所摄取对象的典型图像特征的相对位置、和来自参考存储装置的典型图像特征对应于标准配置的相对位置之间的相关性，其中根据该值的大小进行或不进行所摄取对象的校正。以此方式可以确定，刚才所摄取的对象是否与所规定的典型特征的标准配置相配。例如可以以此方式查明，刚才所进行的摄影是否是肖像摄影。关于这一点，可以设想有不同对象的典型特征的多个标准配置可供使用，以便在校正的范围内进行比较。在作为图像的人的肖像中，可以优选地将嘴、鼻、眼、耳、头部范围和/或头部轮廓用作典型图像特征。优选地将校正装置构造用于图像片断的放大和缩小，使得可以有效地补偿由所采用的广角镜头引起的畸变。不仅可以在像素平面上而且可以在面积平面上进行校正。在像素平面上进行校正时，为了缩小图像片断，可以对所摄取的图像的相应像素求平均值，以便计算出所属的缩小的图像片断的像素值。优选地为此构造校正装置。为了放大图像片断，可以将校正装置构造用于通过基于所摄取的图像的相邻像素的内插来计算出所属的放大的图像片断的像素值。在此情况下，根据所摄取的图像片断的放大得出附加的像素值，可以给这些附加的像素值分配亮度值和色值。借助用于生成新像素的内插来闭合这种由于放大而产生的“空隙”。上述任务在方法方面通过一种用于校正对象的用数字方式广角摄取的图像的方法来解决，该方法具有用数字方式摄取和存储图像的步骤，其中该对象的空间定向和该对象的典型图像特征基本上是确定的，其中附加地设置有以下步骤二维地检测所摄取对象的典型图像特征彼此的相对位置，提供典型图像特征对应于标准配置的相对位置，以及非线性地校正所存储的所摄取的图像，其中，读出所摄取的图像，并且根据来自检测装置的所摄取对象的典型图像特征的相对位置、与来自参考存储装置的典型图像特征对应于标准配置的相对位置的比较来校正所摄取的图像。上面已经借助对设备的说明阐述了该方法及其按照从属权利要求8-12的优选实施形式的优点。在另一种优选实施形式中，可以基于在校正时的比较确定所摄取对象的典型特征彼此的相对位置和典型特征在标准配置中彼此的相对位置之间的进入校正的尺寸比例。通过该措施考虑以下事实，即在某些情况下在对象在图像中的绝对尺寸和对象在标准配置中的绝对尺寸方面可能存在显著的差别。通过以上述方式确定尺寸比例，可以补偿这种差别。特别优选地将两个典型特征在所摄取对象上的位置之间的距离、和相同的两个典型特征在标准配置中的位置之间的距离之比用作尺寸比例。以肖像摄影为例，可以将瞳距用于尺寸比例的形成。虽然要摄取的对象的空间定向以及它的典型特征基本上是确定的，但仍然可以通过以下方式来改进校正，即在检测所摄取对象的典型特征彼此的相对位置时，确定用图像示出的对象的空间定向，并且为了进行比较而适配标准配置的空间定向。如果在典型的正视图的意义上例如将肖像摄影的典型特征作为标准配置存储，而在所摄取的图像中已经以远景视图摄取了人的头部，则该措施可能是合理的。在这些情况下，可以在识别人脸部的诸如眼和耳等等的典型特征的范围内确定所摄取图像的空间定向，并且基于该图像来适配标准配置的空间定向。当然也可以通过电子途径来改变所摄取对象的空间定向，即与标准配置的空间定向适配。应强调的是，不仅在该设备中而且在该方法中可以对例如已经以像JPEG那样的压缩数据格式存在的静止图像进行校正以及在多个图像彼此连接的录像中进行校正。因此可以实时地、即在通过通信连接的传输期间、也可以时移地执行校正。以下还将详细地阐述本专利技术的实施例。该实施例涉及借助集成在移动电话中的数码相机来进行的肖像摄影。该数码相机配备有广角镜头，以便使其使用者能够在舒适地手持移动电话时也可以对其自己进行摄影。首先借助软件实现的检测装置来执行对使用者头部的典型图像特征的相对位置的二维检测。在此情况下，检测诸如眼、耳、嘴、头部大小和头部轮廓那样的典型图像特征。借助检测装置来识别这些特征。此外还确定它们的位置并因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有数字式光学摄取装置和具有存储装置的设备，所述数字式光学摄取装置用于广角摄取人员、生物或对象的图像，其中所述对象的空间定向和其典型图像特征基本上是确定的，所述存储装置用于电子存放所述图像，其特征在于，检测装置，用于二维检测 所摄取对象的所述典型图像特征彼此的相对位置，参考存储装置，包含所述典型图像特征彼此对应于标准配置的相对位置，以及校正装置，该校正装置被构造用于读出存放在所述存储装置中的图像，并且用于根据来自所述检测装置的所摄取对象的典型图像 特征的相对位置、与来自所述参考存储装置的所述典型图像特征对应于所述标准配置的相对位置的比较来校正所存放的图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R奥鲍尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]