[發明專利]攝像裝置及攝像方法

有效

• 申請號: 201180003229.5
• 申請日: 2011-06-15
• 公開（公告）號: CN102472619A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 田川潤一;杉谷芳明;河村岳;木村雅之
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: G01C3/06
• 分類號: G01C3/06;G02B7/28;G03B13/36;H04N5/232
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 黃劍鋒

技術領域

本發明涉及從攝像圖像計測被攝體與攝像裝置之間的距離的攝像裝置或攝像方法。

背景技術

作為從拍攝圖像計測被攝體與攝像裝置之間的距離的以往的方法，一般已知有使用觀測的圖像的模糊來推測距離的DFD(Depth?From?Defocus：散焦測距)的方法(例如，參照非專利文獻1)。在非專利文獻1中提出的DFD的方法(以下，稱作“Pentland方法”)中，著眼于圖像的邊緣，根據1張或2張包含模糊的觀測圖像推測其模糊量，根據其模糊量推測與被攝體的距離。但是，在該方法中，預先需要被攝體的圖像的邊緣信息，在通常的攝像裝置的觀測圖像中發生透鏡帶來的模糊，所以難以穩定且高精度地推測距離信息。

另一方面，在專利文獻1中提出的距離計測裝置為了改善作為Pentland方法的問題的因模糊造成的距離計測的不穩定，使用多重焦點攝像機及編碼開口。圖13表示在專利文獻1中使用的多重焦點攝像機，圖13表示其編碼開口(光圈)的例子。在專利文獻1中，通過圖13的多重焦點攝像機同時拍攝焦點位置、即模糊方式不同的3張圖像，根據各圖像間的模糊方式的差異推測與被攝體的距離。這里可知，如果將多重焦點攝像機的光圈(配置在圖13的透鏡19的左側)做成圖14的形狀，則模糊的頻率特性的增益為余弦函數的絕對值，與通常的圓形瞳形狀的情況下的模糊的頻率特性(LPF(低通濾波器))相比，具有特征性的、即圖像間的較小的模糊的差也容易被檢測到的特性。通過該特性，根據專利文獻1，與Pentland方法相比，能夠穩定且高精度地根據拍攝影像推測被攝體之間的距離。

先行技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第2963990號公報

非專利文獻

非專利文獻1：A.P.Pentland：“A?new?sense?for?depth?of?field”，IEEE?Transaction?on?Pattern?Analysis?and?Machine?Intelligence，9，4，pp.523-531(1987).

非專利文獻2：H.Nagahara，S.Kuthirummal，C.Zhou，and?S.Nayar，“Flexible?depth?of?field?photography，”in?Proc.European?Conference?on?Computer?Vision，vol.4，2008，pp.60-73

發明概要

發明要解決的問題

但是，在專利文獻1的方法中有以下3個問題。

1.復雜的攝像機結構

為了同時拍攝焦點位置不同的3張圖像，如圖13那樣使用3個攝像傳感器23～25及分光棱鏡20，21，裝置大型化且需要高精度的調整。該特性從商品的成本方面看對于面向消費者的攝像機成為較大的問題。此外，由于3個攝像機的焦點位置為固定，所以難以將測量對象的圖像倍率(縮放率)及測量范圍動態地變更，在作為攝像機的使用場景中發生限制。

2.光量的減少

為了使因被攝體的距離帶來的模糊方式的差變得顯著而使用圖14那樣的形狀的編碼光圈，但從圖14明確可知，在該編碼光圈中需要將開口縮小，必然成像到攝像面上的光線的光量相對于開放光圈大幅減少。即，作為攝像機的拍攝靈敏度大幅下降。

3.需要運算成本

為了距離推測，根據焦點距離不同的3張圖像制作(式1)所示的評價函數，一邊改變距離的值(v)一邊反復運算評價函數，進行評價函數的最小化。這樣的推測型的反復運算一般需要運算成本，所以特別在面向消費者的攝像機中，優選能夠不使用評價函數而可靠地計算距離那樣的方法。

[數式1]