專利名稱：立體實物攝影裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種立體實物攝影裝置，尤其是利用多個攝影機及立體影像處理 單元以產生實物的立體影像數據的立體實物攝影裝置。
背景技術：
隨著門禁管制與保全的要求日趨嚴格，因此許多場合需要進行人臉辨識以確認身 份，且人臉本就是一般最常用的目視身份辨識目標，所以較無隱私權的顧慮，因此比起指紋 辨識、人眼辨識，更為大眾所接受，比如自動提款機。此外，商品展示也很需要商品的立體影 像數據，藉以展示出立體的商品影像。對于近年來相當熱門的立體游戲軟件，更需要立體的 場景影像數據，藉以表現出立體場景以加深使用者的臨場感，表現出更好的視覺效果及娛 樂性。在自動化操作系統中，一般使用機器人或機器手臂對實物進行操作或處理，比如 電焊、切割、搬運，因而需要該實物的立體影像數據，以協助精確掌握施用力的位置及移動距離。現有技術中，一般是利用照相機拍攝人臉的正面，且需轉動人臉或移動照相機以 取得人臉各個部位相對于照相機的距離，藉以建立人臉立體影像數據，但缺點是只能產生 人臉的正面立體影像數據，而無法取得人臉的側面立體影像數據，而且轉動人臉或移動照 相機在實際操作時相當不方便，并會降低影像的精確度，尤其是無法取得動態的人臉立體 影像數據，影響辨識裝置的辨識準確率。因此，很需要一種能拍攝人臉正面及側面或甚至背面的立體實物攝影裝置，藉以 產生人臉的完整立體影像數據，以解決上述現有技術的缺點。
實用新型內容本實用新型的主要目的在提供一種立體實物攝影裝置，用以拍攝實物并產生立體 影像數據，包括至少三攝影機、至少三標定柱及一立體影像處理單元，其中三攝影機分別在 包圍住該實物的三角形的三頂角上，每個攝影機配置相對應的標定柱，每個標定柱具有標 定圖案，三攝影機對準該實物以進行拍攝，分別產生相對應的攝影影像，且每個攝影機的視 野范圍(Field Of View, F0V)涵蓋其余攝影機的標定圖案，立體影像處理單元接收三攝影 機的攝影影像，并經一立體影像算法以產生立體影像數據。標定圖案可包括刻度尺圖案、正方形圖案、矩形圖案、三角形圖案或餅圖案，每個 攝影機的視野范圍至少為60度。立體影像算法是利用標定圖案在攝影機的攝影影像中相 對并的影像差異或變化量，以決定不同攝影機之間的相對距離及方位角度，并依據相對距 離及方位角度，將攝影機的攝影影像轉換成該實物的立體影像數據。立體實物攝影裝置可用于制作商品的立體影像以供展示、制作大型地形地物的立 體影像或協助機器人準確的完成所需動作，尤其可用以獲得人臉立體影像的電子數據，供 門禁管制、自動提款機的人臉立體影像辨識或保險箱的人臉辨識密碼鎖用。
圖1為本實用新型的立體實物攝影裝置的示意圖。圖2為本實用新型的第一攝影機與第二標定柱的示意圖。圖3為本實用新型的第二標定圖案在第一攝影機的第一攝影影像中的變化示意 圖。
具體實施方式
以下配合說明書附圖對本實用新型的實施方式做更詳細的說明，以使本領域技術 人員在研讀本說明書后能據以實施。參閱圖1，為本實用新型的立體實物攝影裝置的示意圖。如圖1所示，本實用新型 的立體實物攝影裝置包括多個攝影機(比如至少第一攝影機11、第二攝影機12及第三攝影 機13)、多個標定柱(比如至少第一標定柱21、第二標定柱22及第三標定柱2 及立體影 像處理單元30，其中第一攝影機11、第二攝影機12及第三攝影機13分別安置在包圍住實 物40的三角形的三頂角上，而第一標定柱21、第二標定柱22及第三標定柱23分別配置于 第一攝影機11、第二攝影機12及第三攝影機13上，且第一標定柱21、第二標定柱22及第 三標定柱23分別具有第一標定圖案、第二標定圖案及第三標定圖案(圖中未顯示)。第一攝影機11、第二攝影機12及第三攝影機13對準實物40以進行拍攝，并分別 產生第一攝影影像Si、第二攝影影像S2及第三攝影影像S3，其中第一攝影機11的視野范 圍θ 1涵蓋實物40、第二標定柱22及第三標定柱23，第二攝影機12的視野范圍θ 2涵蓋 實物40、第一標定柱21及第三標定柱23，第三攝影機13的視野范圍θ 3涵蓋實物40、第一 標定柱21及第二標定柱22。立體影像處理單元30接收第一攝影影像Si、第二攝影影像S2及第三攝影影像 S3，并經立體影像算法，將第一攝影影像Si、第二攝影影像S2及第三攝影影像S3轉換成對 應于實物40的立體影像數據，其中立體影像算法包括校正處理以及轉換處理。校正處理包括利用第一標定圖案以及第二攝影影像與第三攝影影像以產生第一 標定圖案影像差異數據，利用第二標定圖案以及第一攝影影像與第三攝影影像以產生第二 標定圖案影像差異數據，利用第三標定圖案以及第一攝影影像與第二攝影影像以產生第三 標定圖案影像差異數據。第一標定圖案影像差異數據、第二定圖案影像差異數據及第三定 圖案影像差異數據分別包括與第一標定圖案、第二標定圖案、第三標定圖案的大小及形狀 相關的差異資料。進一步利用第一標定圖案影像差異數據、第二標定圖案影像差異數據及 第三標定圖案影像差異數據以產生攝影機相對位置信息，且攝影機相對位置信息包括第一 攝影機11、第二攝影機12及第三攝影機13之間的相對距離及方位角度。轉換處理包括利用上述的攝影機相對位置信息中所述攝影機之間的距離及方位 角度，而將第一攝影影像Si、第二攝影影像S2及第三攝影影像S3轉換成實物40的相對應 的立體影像數據。為清楚說明上述立體影像算法的特征，以下利用第一攝影機與第二標定柱的第二 標定圖案進行詳細說明。參閱圖2，為本實用新型的第一攝影機與第二標定柱的示意圖。如 圖2所示，第二標定柱22的第二標定圖案可包括多個多邊形圖案，例如多邊形圖案可至少包括正方形圖案Al、餅圖案Bi、刻度尺圖案Cl、三角形圖案Dl及矩形圖案El的至少其中之 一，其中刻度尺圖案Cl具有絕對尺寸的標識。以第二圖的正方形圖案Al為例，并配合圖3以進行說明。如圖3所示，正方形圖 案Al為第二標定圖案中原有的圖案，而正方形圖案A2或梯形圖案A3分別為不同相對位置 的第一攝影機11所拍攝的第一攝影影像Sl中相對應的圖案。因正方形圖案A2保持原有 的形狀但面積縮小，所以正方形圖案A2代表第一攝影機11正對正方形圖案Al進行拍攝， 而梯形圖案A3已從原有的正方形改變成梯形且面積也改變，因此梯形圖案A3代表第一攝 影機11斜角度拍攝正方形圖案Al。可藉由面積的縮小比例以及圖案的形狀改變，計算出第 一攝影機11至第二標定柱22的距離以及第一攝影機11至第二標定柱22的方位角度，同 時利用第二攝影機12與第二標定柱22之間的空間位置，計算出第一攝影機11至第二攝影 機12的距離Δ 12以及方位角度Φ12。同理，可計算出所有攝影機之間的相對距離及方位 角度。尤其是，可參考刻度尺圖案Cl中所顯示的絕對尺寸的標識，以計算出所有攝影機之 間的絕對距離及方位角度，并進一步計算出具絕對尺寸大小的實物的立體影像數據。本實用新型的特點在于，利用三攝影機拍攝實物的影像，并使用立體影像處理單 元對三標定柱上的標定圖案進行校正處理，得到三攝影機之間的距離及方向角度，再進行 轉換處理，將三攝影機所拍攝的影像轉換成立體影像數據，由于校正處理可藉標定圖案在 相對攝影機上的大小變化而得到三攝影機之間的絕對距離，因此立體影像數據具有代表實 物尺寸大小的信息。本實用新型的另一特點在于，經由動態拍攝實物，可產生動態的立體影像數據，可 用以制作商品的動態立體影像以供展示用，也可拍攝大型景物以制作立體場景的影像供立 體游戲軟件用，或協助機器人對實物進行準確的處理動作，尤其可用以獲得人臉的立體影 像數據，供門禁管制、自動提款機或保險箱人臉辨識密碼鎖的人臉立體影像辨識用。以上所述僅為用以解釋本實用新型的較佳實施例，并非企圖據以對本實用新型做 任何形式上的限制，因此，凡有在相同的創作精神下所作有關本實用新型的任何修飾或變 更，皆仍應包括在本實用新型意圖保護的范疇。
權利要求1.一種立體實物攝影裝置，用以拍攝一實物并產生一立體影像數據，其特征在于，該立 體實物攝影機包括多個攝影機、多個標定柱及一立體影像處理單元，所述攝影機包括至少 一第一攝影機、一第二攝影機及一第三攝影機，所述標定柱包括至少一第一標定柱、一第二 標定柱、一第三標定柱，其中該第一攝影機、該第二攝影機及該第三攝影機分別安置在包圍 住該實物的三角形的三頂角上，該第一標定柱、該第二標定柱及該第三標定柱分別配置于 該第一攝影機、該第二攝影機及該第三攝影機上，并分別具有一第一標定圖案、一第二標定 圖案及一第三標定圖案。
2.如權利要求1所述的立體實物攝影裝置，其特征在于，該第一攝影機、該第二攝影機 及該第三攝影機的視野范圍至少為60度。
專利摘要本實用新型公開了一種立體實物攝影裝置，用以拍攝實物并產生立體影像數據，包括至少三攝影機、至少三標定柱及一立體影像處理單元，其中三攝影機分別在包圍住該實物的三角形的三頂角上，每個攝影機配置相對應的標定柱，每個標定柱具有標定圖案，三攝影機對準該實物以進行拍攝，分別產生相對應的攝影影像，且每個攝影機的視野范圍涵蓋其余攝影機及其相對應的標定圖案，立體影像處理單元接收三攝影機的攝影影像，并經立體影像算法以產生立體影像數據，可用以獲得人臉立體影像的電子數據，供門禁管制、自動提款機的人臉立體影像辨識用。
文檔編號G03B35/08GK201845173SQ20102050600
公開日2011年5月25日 申請日期2010年8月24日 優先權日2010年8月24日
發明者羅瑞祥 申請人:臺灣色彩與影像科技股份有限公司