用於使圖像穩定及使穩定圖像部分移動的穩定設備的製作方法
2023-10-04 16:53:39 1
專利名稱：用於使圖像穩定及使穩定圖像部分移動的穩定設備的製作方法
技術領域：
本發明提供一種例如用於電影攝像機、雙眼望遠鏡(binocular)或光學攝像機等圖像捕獲設備或系統的穩定設備，該穩定設備使得使用者能夠穩定圖像和/或穩定圖像的移動路徑，以及可選地還可穩定預先編制好的運動路徑順序。
背景技術：
現有的各種圖像捕獲設備中，採用的是儘可能抑制單個圖像的模糊，和儘可能抑制圖像序列中單個幀中不期望的移動或在鏡頭移動時圖像移動路徑的不均衡。這種情況多見於電影攝像機和雙眼望遠鏡等捕獲圖像序列的手持圖像捕獲設備。
現有技術中對這個問題有多種解決方法。
因此在這些圖像拍攝中都使用了三角架，僅到目前為止，它們能滿足清晰攝影的專業要求。但其缺點在於三角架的尺寸和重量。因此穩定系統多年前就已經開始合成進圖像捕獲設備，尤其是雙眼望遠鏡和攝像機。
因此具有了可集成到圖像捕獲設備的透鏡中或設置在透鏡上的穩定系統，該穩定系統通過可控制的光學元件移動投射在焦平面上的圖像。能夠水平移動到光軸上的鏡子、各種稜鏡或透鏡可用作可控制的光學元件。它們的移動由移動傳感器控制，以此補償圖像捕獲設備的抖動帶來的圖像移動。這些系統的優點是它們也可用於在化學膠片上成像的電影攝像機。
此外，在攝像機等帶有電子捕獲傳感器的圖像捕獲設備中還包含圖像穩定系統，其可選擇要利用的圖像部分。要利用的圖像部分和/或整個捕獲傳感器通過移動傳感器而移動，從而可在傳感器平面上儘可能精確地追蹤由圖像捕獲設備的抖動引起的圖像移動。
這些光學和電子的穩定系統的控制原理是本質相同的。通過將圖像捕獲設備所需的目標校準或目標校準排序與圖像捕獲設備的實際特定校準進行比較，從而確定校準偏差。已經公知的是，大多數例如使用了加速傳感器、迴轉系統或角度測量設備等的方案可在技術上用來確定這種校準偏差。任何這種特定校準偏差引起的從所需圖像在細節上的偏離通過上述的補償設備之一進行補償。
根據這種控制結構，光學和電子穩定系統都可對任意不需要的高頻校準差異進行很好的抑制。但其原則上不適用於低頻的校準差異，尤其是不適用因用戶不可避免的緩慢搖動(例如，在用戶用手握持電影攝像機或雙眼望遠鏡時不可避免的緩慢搖動)引起的低頻校準差異。這些緩慢的移動，至少在一定的限度之外是無法補償的，否則在圖像捕獲設備需要移動鏡頭時就無法移動圖像部分。傳統的穩定系統無法清楚地區分圖像捕獲設備超出一定限度的緩慢移動是不期望的還是需要的。
現有已知的任何系統都無法滿足理想的穩定系統的要求。三腳架只有在具有穩定基座時才產生清晰的圖像細節，然而不要說完美，甚至是移動鏡頭都變得更加困難，這是因為實際操作中移動鏡頭的速度取決於搖杆(panning level)上的壓力，然而操作者無從得知其是否可能已經超過了允許的最大搖鏡頭速度。現有的光學和電子穩定系統僅在抑制不期望的高頻抖動方面做的較好，但它們無法得到完全沒有移動的清晰圖像序列、或無法得到穩定的移動路徑，而這在例如水平移動鏡頭時是必須的。
發明目的因此本發明的目的在於提供一種這樣一種穩定設備，利用該設備，在使用手持圖像捕獲設備的情況下，即使使用者對是否、何時和如何移動圖像進行控制，仍可得到任意時間長度的完全靜態的清晰圖像序列，而沒有不期望的抖動和搖動和/或完全均衡的圖像移動。
本發明的有益效果通過提供一種如權利要求1所述的通信設備，通過用戶對圖像捕獲設備的定位，實際校準和目標校準之間的校準差異可被控制成例如約為校準差異0。因此穩定圖像所帶來的不期望和不被注意到的校準差異緩慢地越來越遠離0的偏差情況會被避免。在現有的穩定設備中，使用者無法識別校準差異，並對圖像捕獲設備的校準進行相應的校正。這樣的後果是，當超出特定的位置差異時，將不可避免地產生圖像移動，這是因為穩定設備不得不將這種校準差異解讀為期望的圖像部分移動。
在一個實施方案中，這種穩定設備包括用於確定圖像捕獲設備的實際校準和目標校準之間的校準差異的控制器，以及用於補償所投影的圖像部分的校準差異的補償設備。如顯示器等的通信設備，隨後相對於預定的校準差異值或範圍傳達所述校準差異，從而使用者可以通過調整圖像捕獲設備的方位，來將校準差異調整至預定值或調整到預定數值範圍內。
此外，根據本發明通過通信設備向使用者進行反饋，校準差異的無意的緩慢波動的幅值可被限制到比沒有反饋時的值小的值。以此現有穩定設備的效率可得到充分的提高。更進一步，還可使用具有比現有方案的穩定範圍要小的穩定設備。
校準差異相對於預定值或數值範圍的偏離可通過多種方式表示，如聲學方法。然而優選的通信設備包括光學顯示器。
因此校準差異從0或校準差異範圍的閾值的偏離可例如通過取景器邊上的箭頭表示。偏差的數值可由亮度和/或顏色和/或箭頭的閃動頻率表示。這種類型的顯示的優勢在於不需要隱藏取景器中的圖像，而這尤其為雙眼望遠鏡所期望的。
有益地，這種顯示(尤其是在電影攝像機中)以圖像的方式通過電子顯示實現，這種圖像顯示重疊在取景器的圖像上。以圖像方式顯示的優點在於，使用者可簡單的實現校準差異更高精度的控制，同時幾種類型的校準差異可用它們的預定校準差異值或數值範圍清楚的進行顯示，而這是本發明的專業應用中所需要的。特別地，至少一個功能被賦予至少一個差異數值範圍以影響目標圖像位置或用於其他控制用途。
本發明的有益的實施方案將在從屬權利要求中描述。
根據穩定設備的一個優選實施方案，定義目標圖像部分的參數，如光軸的目標校準及其目標移動等，可通過算法來規定，用於最重要的穩定功能的參數(例如，用於使圖像靜止，在搖動鏡頭時的平穩移動、加速和減速的算法)優選地與校準差異完全無關，前提是校準差異位於賦予了各相應功能的預定校準差異範圍內。
需要指出的是在說明書文本中出現「可預定」及「預設」和「預先確定」等術語時，這些術語的範圍包括「固定設定」、「可變設定」，「可自動設定」和「使用者推導」。因此，這些術語的意思可以是在操作過程中固定在由使用者選擇或自動選擇的校準差異範圍內，也可以是自動或人工地根據使用過程中的改變或調整確定校準差異範圍。
此外還具有這樣的功能和賦予了該功能的校準差異範圍，對於這些功能和校準差異範圍來說，校準差異值需因該是包含在預定的目標校準範圍內，如使圖像部分的移動類似於圖像捕獲設備的功能。
此外，預設賦予了功能的校準差異範圍(該校準差異範圍比因為使用者的抖動或波動造成的校準差異波動幅值或擾動值的範圍要大)是有益的。因此例如賦予「使圖像靜止」功能的校準差異範圍可以相對圖像捕獲設備的光軸的目標校準在每個方向上為正負2度，比使用者造成的典型的光軸校準差異波動幅值稍大。
使用者可以通過將圖像捕獲設備相應的校準差異控制在賦予了使圖像靜止功能的範圍中，並使之保持，以有意地產生靜止的圖像部分，這是使用者可以根據通信系統傳遞的反饋和使圖像靜止的校準差異量，在任意的時間來操作的。目標校準數據，例如光軸的目標校準數據，即使存在因為使用者的抖動或晃動引起的正負1度等校準差異改變時也將保持不變。因為除此之外，投影圖像部分上的任何校準差異的影響通過補償設備都完全被補償，補償與頻率無關，如果技術上都可行的話，結構性光軸的不期望的波動對使圖像靜止的影響可以完全被消除。從而實現了穩定設備最重要的目的(亦可參見圖3中的流程圖)。
如果圖像部分不得不移動，使用者則控制校準差異的值使之超出賦予了「使圖像靜止」的範圍，並進入如下所述的用於使圖像部分移動的校準差異範圍。
依照本發明的用於例如專業電影攝像機的穩定設備的優選實施方案中，可以同時使用多種不同的校準差異。在這種情況下，在利用如上所述本發明的原理時，可有益地使圖像部分完全不受任意方向的無意的移動帶來的影響。相對最小成本而言附加技術的複雜度為較小。
為此，結構性光軸相對於目標校準方向的校準差異，還有圖像捕獲設備的參考點相對於目標位置的位置差異都得以確定，優選地圖像捕獲設備相對於目標水平位置的水平差異也得以確定。使圖像水平線穩定在電影攝影方面有其是有用的。如果考慮位置差異，這種優勢特別體現在超遠焦距的電影攝影的穩定方面例如當捕獲的圖像部分只有20cm寬且圖像捕獲設備向邊上擺動1cm時，圖像部分可無意地移動圖像寬度的5％。參考點差異點優選地僅由垂直於光軸校準的平面確定，因為圖像捕獲設備沿著光軸的不期望的移動僅會過分地特寫(close-up)所捕獲的圖像部分。
補償設備可方便地儘可能完全補償被確定的任意校準差異對所捕獲的圖像部分造成的影響，這種補償與頻率無關。為了補償位置差異，優選地可採用近似方案，由此，從參考點的差異值和透鏡的瞬時距離調整可計算出這樣一個角度，該角度可以加到在方向性校準差異中被確定的值上，以使補償設備僅需補償兩種類型的校準差異。該角度通過公式W＝arctan(參考點的差異/距離)算出。為了補償水平差異(如果存在的話)，優選地旋轉整個電子圖像傳感器，或者可以利用電子裝置旋轉圖像傳感器上的被估算圖像部分。
對三種類型的校準差異的每一種而言，它們的可被補償設備補償的校準差異總值優選地被分成幾個校準差異範圍，這些範圍可賦予不同的範圍功能以實現特定的穩定功能或實現其他控制目的。在相應的校準差異位於相應的校準差異範圍內時，執行這些範圍功能，這優選地取決於最小佔用時間。其優點在於，不會無意地執行和/或終止這些範圍功能，例如當因為抖動或晃動無意造成時，校準差異範圍僅停止一小段時間。
根據本發明的優選實施方案，為了實現傳遞和估算關於校準差異範圍的校準差異，可將偏移變量值加到計算出的物理校準差異上，從而使得平均的物理校準差異總可以在預定的時間如1秒鐘內回落到0或接近0，及/或由此抑制物理校準差異的高頻擾動。預定的時間可為0.5秒，1秒或2秒或更長時間。利用這一方法，可採用相對簡單的補償設備，即僅使用相對小的校準差異就可提供高品質的圖像。校準差異較大時，採用這種相對簡單的校準設備得到的圖像會存在色彩失常或失真等缺陷。這種圖像缺陷在靜止圖像或均勻移動的圖像序列中體現的尤為明顯。
此外優選地，除了反饋至補償設備的值外，校準差異的高頻擾動得以抑制，其優點在於所示出的校準差異的快速抖動在顯示器上不明顯和/或較為平滑，從而使得手握持本發明的圖像捕獲設備的使用者可以更容易地控制校準差異。
對於專業電影攝像機等圖像捕獲設備或系統而言，優選地提供了下面與最重要的穩定功能對應的校準差異範圍，並將賦予「離散(discrete)」範圍功能，以預設目標圖像部分校準，其結果是，不包括相應的校準差異值(僅在當前的校準差異值處於特定的校準差異範圍內時才考慮)，從而使得圖像捕獲設備不經意的擾動對投射圖像部分繼續不產生任何影響-使圖像部分中心靜止，-保持圖像部分中心的瞬時移動，-保持期望的圖像水平線，-將移動限制到速度和/或加速度的預定值和最大值，以此可以實現用於電影攝像機的穩定設備的三個最重要的功能，即，靜態攝影或均勻移動的圖像部分-不受電影攝像機所有的無意的移動的影響-或在水平移動鏡頭攝影的過程中具有穩定的開始、平穩的執行拍攝和穩定的結束。
此外，為圖像部分移動提供類似於圖像捕獲設備校準的校準差異範圍，並對該校準差異範圍賦予「模擬(analogue)」範圍功能用於預設目標圖像部分校準，其結果是，各自的校準差異被包含進來，從而使圖像捕獲設備的移動和/或擾動也對投射圖像部分產生影響-改變圖像部分中心的瞬時移動；-改變瞬時圖像水平線，-改變圖像捕獲設備的參考點位置，因為移動中的改變大多僅發生於很短的時間內，任何擾動造成的不穩定不太容易引起注意，因此通過與控制圖像捕獲設備校準相似的方式，可以獲得控制速度和方向的改變的優點。
為了傳遞與校準差異範圍相關的三種校準差異，優選地使用光學顯示器，在光學顯示器上三種校準差異及其成分、賦予了不同功能的校準差異範圍都可用圖表的方式顯示。對於帶光學取景器的電影攝像機而言，該顯示器可例如被光學地重疊在取景器圖像的上方。在使用攝像機時，優選地可使用現有的取景器圖像顯示器。
下面參考附圖1至6對本發明優選的實施方案，特別是上述離散和模擬範圍功能、它們的校準差異範圍及顯示進行詳細的描述，其中圖1示出了根據本發明實現的取景器圖像(尤其是電影攝像機的取景器圖像)的一個優選實施方案；圖2示出了可使用本發明的穩定設備的圖像捕獲設備(尤其是電影攝像機或雙眼望遠鏡)的示意性俯視圖；圖2A顯示了根據本發明一個實施方案的一種穩定設備，其可用於執行本發明的方法；圖3為根據本發明的簡單圖像穩定和/或控制設備的第一優選實施方案的電路類型功能方框圖；圖4為本發明的複雜圖像穩定和/或控制設備的第二優選實施方案；圖5和圖6為本發明的圖像穩定設備的另外兩個優選實施方案，其示出了現有的穩定設備在無需重構的情況下，是如何能夠通過調整以利用本發明的特定優點。
具體實施例方式
需要理解的是上面所述及下面將要涉及的特徵不僅可用於每個實施例中的組合應用，還可進行其他組合或單獨使用，而沒有脫離本發明的範疇。
圖2為電影攝像機的俯視圖，本發明的穩定設備可以裝於其中，該電影攝像機以附圖標記10表示。電影攝像機具有在其中安裝本發明的穩定設備和其他組件的殼體。電影攝像機10的透鏡在圖中示意性地簡化顯示，並被標記為14。透鏡14定義了電影攝像機10的結構性光軸，其在圖2中以字母M表示。結構性光軸M緊接著定義一圖像區域，在下面稱為結構性圖像區域16。光軸M可方便地指向這個結構性圖像部分的中心。結構性圖像部分在下面可以理解為，攝像機捕獲的和/或攝像機取景器中出現的圖像部分，如果不需要利用將描述的電影攝像機補償設備進行的補償和/或穩定圖像的話。因此結構性圖像部分也可理解為由光軸M確定中心的圖像部分。需要理解的是術語「結構性圖像部分」從某種程度代表「虛擬的」圖像部分，其實際上並不常被光學設備10捕獲和/或觀察到。
此外假定附圖標記18表示的目標圖像部分是圖像部分，這是使用者所期望的。即，使用者期望維持這個目標圖像部分18，其期望它移動一定時間和/或例如任意的時間。攝像機相應的目標校準在下面還被稱為有效光軸，以字母Z表示。在圖2所述的時間點，電影攝像機10沿其結構性光軸M定向，光軸M與目標校準Z偏差角度R。這個角度的大小是使用者通過對攝像機有意的校準產生的校準差異加上使用者不可避免的抖動和晃動造成的擾動角所產生的結果。
校準差異R可通過透鏡14前的第一補償設備19進行補償。這意味著圖2所示時間點上電影攝像機的有效光軸為Z，儘管其結構性光軸為M。
圖中用附圖標記標出的這種補償和/或圖像行動裝置是已知的，因此不進行詳細描述。
圖像行動裝置的另一軸X垂直於軸線Z，並通過軸M和Z的交點，延伸通過軸X和Z的平面描述了目標圖像部分18的目標水平線。
電影攝像機的結構性水平線通過相互垂直的軸M和K定義，由此攝像機的結構性水平面延伸通過這兩條軸線。
目標水平線和結構水平線的連接同樣基於簡單的實施例示出如果假定軸M，Z和X投影到圖2的平面(其為水平面)中，則僅有軸K具有垂直於該投射平面的成分，即目標水平線也在該投射平面中，從而是水平的，但結構水平線在投射平面中是斜的，後面將參考圖1進行清楚的描述。
攝像機10可進一步包含以附圖標記20表示的補償設備，它用於補償結構性水平線和目標水平線間的校準差異，下面以字母H表示。補償設備20位於攝像機10的焦平面22上，補償例如電子圖像傳感器相應的旋轉造成的水平差異。
圖2所示的校準方向差異R僅由電影攝像機10繞軸M和Z相交處的角向移動造成。實際上參考點的線性偏差也需要考慮進來，即，基本上垂直於定義目標圖像部分的軸Z。這種偏差用字母C2表示。
圖1為取景器圖像的優選實施方案，其可用於本發明的設備中。
首先在圖1中所示的取景器圖像中可以識別出軸Z和M。這裡軸Z位於取景器圖像的中心。利用可在取景器圖像中顯示的幾何數字，可定義各種校準差異範圍，並在不同情況下可賦予不同的功能。
為指示方向性校準差異，即軸Z和M間的偏差，優選地顯示方向光標CI，例如可為閃爍的小十字形式。如果瞬時方向性校準差異等於0，光標CI則優選地位於取景器顯示器的中心。
用於離散範圍功能(discrete range function)「使圖像部分中心靜止」的方向性差異範圍投射至顯示器的中心，優選地為圓形。這個範圍對應於例如繞圖像部分中心的目標方向的1度方向性差異範圍。每當方向光標CI被控制進入圓圈內並停留其中時即執行範圍功能。其接著將使目標方向性校準保持恆定，即對應於使圖像部分中心靜止不動。
如果光標CI被控制於範圍RI外，其則移入其他的範圍R3，範圍R3優選地被賦予模擬範圍功能(analogue range function)「變化圖像部分中心的瞬時移動」，優選地其操作如下所示目標方向由光標CI離開圓圈R1的方向所決定。一旦光標離開R1超過一分鐘，可確定優選地以箭頭V表示的從圓圈中心引出的向量。此後方向性差異範圍RI變為無效狀態，儘管其將繼續被顯示。箭頭V的長度和方向代表著目標圖像部分瞬時目標移動速度的大小和方向，這優選地考慮了透鏡的瞬時圖像角度並在圖像部分寬度上每秒測量一次。箭頭長度優選地與瞬時目標速度的對數近似成正比，初始速度非常低或等於0，初始長度例如等於R1的半徑。
通過控制光標CI的光標位置(通過電影攝像機相應的方向性校準)，箭頭的頭部可控制在任意方向，目標圖像部分移動的方向和速度以這種方式改變。優選地，箭頭的頭部並不直接跟著光標CI而是有一定的時間延遲。光標CI到箭頭頭部的距離越大，光標CI就越快被追蹤，從而箭頭頭部永遠不會離光標CI太遠。優選地通過例如箭頭閃爍等方式當目標移動速度達到預定值時給使用者/操作者以反饋。這在以每秒24幀拍攝時尤為重要，因為鏡頭移動太快將造成掃描殘跡(stuttering effect)。一旦下面所述的繞著箭頭頭部的範圍R2被激活，則僅需考慮光標和R2範圍界限間的距離。以上述方式，目標圖像部分可以任意方向和任意速度類似於攝像機校準那樣移動，由此可實現一定靈敏度的移動，因為可應用加速度算法。然而在執行過程中晃動攝像機無法在這種模擬範圍功能中完全抑制，因為這將影響到方向向量的調整。
一旦速度再次減到初始值，即箭頭長度再次回到初始長度時，箭頭將消失而方向差異範圍R1將再次激活。
此外優選地提供了方向性差異範圍R2。其優選地以圓圈R2的形式顯示在速度向量V的頂端(tip)，圓圈的半徑優選為可變的，例如等於箭頭長度減去R1的半徑，雖然為了方便其大小不應超過預定的最大值。
每當光標CI被控制進入這個圓圈R2時，賦予範圍R2的離散範圍功能被執行。隨後該範圍功能使圖像部分移動的瞬時目標速度和目標方向保持恆定，前提是光標停留在圓圈R2中。
優選地範圍R2的顯示可根據需要被省略，代之以例如使光標CI在接近(現在還無法看到)圓圈邊緣和/或經過圓圈時相應地改變光標的顏色和/或閃爍頻率。
位置可變的範圍R2的優點在於，圖像部分移動的加速度可以直觀的方式結束，並通過使用者控制光標進入一直處於光標附近的範圍R2中而轉變為平滑的移動。
位置光標C2反映了圖像捕獲設備的參考點與環境目標位置間的偏差。因其不可避免的擾動，這個距離的影響需要考慮進來，尤其是超遠距離拍攝並利用補償設備補償時。
為此，優選地採用了用於穩定攝像機位置擾動的離散範圍功能及賦予其的位置差異範圍，該位置差異範圍通過例如取景器圖像中心的圓圈PI的形式表現，並且其區域對應於例如8cm直徑範圍內的位置差異值。PI例如為了清楚與圓圈R1一致。如上所述，範圍功能將這種差異的大小和方向連同聚焦距離一併傳遞給補償設備。只要例如由一個小方塊表示的位置光標C2通過將圖像捕獲設備移動至邊線(side)並在高度方面(height-wise)移進範圍PI並停留其中，就執行上述操作。在電影攝像機的情況下，優選地將一本質上更小的範圍值在拍攝間歇期間賦予PI，其優點是，拍攝的開始C2總是處於PI中心附近。
如果光標C2位於其他範圍P2的位置差異範圍P1之外，優選地，與環境參考點間的偏差總是根據算法回到範圍閾值PI。這對應於環境位置參考點(用以確定目標位置)相對於攝像機的相關移動。
關於水平差異的範圍、功能和顯示將通過如下實施例說明水平光標C3反映了攝像機水平線與目標水平線間的偏差。優選地這種偏差通過取景器顯示器邊緣的兩條短線表示，水平光標C3位於穿過顯示器中心的線上，且其位置與攝像機水平線和目標水平線間的角度相似，由此目標水平線優選地總是水平穿過取景器圖像中心。
優選地為平行於真正水平線的目標水平線提供離散範圍功能。每當水平光標C3通過將攝像機繞其光軸校準控制進入相應的取景器邊緣上的水平差異範圍H1並停留其中時執行該功能。該範圍例如包括由相對於目標水平線為正負3度的角。該範圍功能接著將目標圖像水平線設為0度。因此補償設備自動地使投射水平線保持與真正的水平線平行，由此其位置將不再受攝像機的抖動和晃動的影響。
此，外優選地為改變目標水平位置提供模擬範圍功能。優選地，目標水平線的旋轉和旋轉速度大致跟著攝像機繞其光軸的旋轉。每當通過將圖像捕獲設備繞其光軸旋轉將水平光標C3控制在屬於瞬時水平位置的水平差異範圍外時，執行這種模擬範圍功能。隨後目標水平角度的改變的越快，光標C3越遠離範圍H1和/或H2。在執行此模擬範圍功能的過程中攝像機的晃動也包含在圖像水平線的移動中。
此外，優選地提供用於使瞬時目標水平位置保持恆定的離散範圍功能。每當通過將攝像機沿其光軸校準，而使光標C3進入取景器邊緣上相應的位置差異範圍H2並停留其中時執行該功能。範圍H2優選地僅當目標水平線偏離環境的水平線時示出。水平差異範圍H2優選地位於取景器中心的左邊和/或右邊並包含例如正負2度角。隨後該離散範圍功能使瞬時目標水平角度保持恆定。因此投射的圖像水平線隨後通過補償設備被自動保持與目標水平線平行，投射的圖像水平線的位置不受圖像捕獲設備的抖動和晃動的影響。
優選地，為電影攝像機設置方向差異範圍及其用於水平或垂直移動鏡頭的離散範圍功能。如上所述，優選地它們通過選擇菜單來激活，由此期望的最大移動鏡頭速度可同時被預先選定。隨後，為了使圖像靜止，移動鏡頭優選地始於光標CI離開圖像穩定的中心範圍的方向，由此目標圖像部分的移動方向被限制為水平和/或垂直方向。搖鏡頭速度的優選地以恆定的加速度開始，直至達到預定的搖鏡頭速度。當光標再次被控制進入中心範圍時，以同樣的制動加速度結束。當停止後，正常的差異範圍再次被激活。
僅使用離散範圍功能的優點在於，在搖鏡頭的所有階段(包括開始和結束)都沒有不期望的擾動。結合了對水平擾動的補償後，搖鏡頭拍攝可手持完成，並且比使用三角架捕獲還穩定。
下面將詳細描述另三個專門的功能，其僅通過利用所述的本發明(特別是如權利要求1至5)的原理才能實現，下面將舉例描述拍攝時用於系統控制的一個功能在本發明的一個優選實施方案中，特別是根據權利要求9所述的實施方案，方向性差異範圍(優選地覆蓋整個顯示器且其範圍功能可用於使圖像部分的瞬時移動保持恆定)可通過按鍵等激活並顯示。這種按鍵可位於例如圖像捕獲設備殼體上合適的位置。該範圍可與提供了標籤或標號的進一步的校準差異範圍相重疊，其範圍功能控制圖像捕獲設備的系統參數，如白平衡，色溫，灰度過濾器，光圈，曝光時間，帶有最大搖鏡頭速度選擇的搖鏡頭範圍的激活等。通過控制光標CI進入相應的範圍而選擇上述範圍功能並在例如釋放按鍵時執行。
這種範圍功能的優點在於，通過相應的圖像捕獲設備的校準可實現任意的控制功能，即使在連續拍攝時也無需將視線離開取景器，更不會干擾圖像部分及其平滑移動。
下面將通過實施例描述在拍攝過程中調整焦距的功能此外優選地在按鍵的過程中，可激活方向差異範圍，方向差異範圍的閾值與取景器圖像光學的重合併覆蓋其大部分，方向差異範圍的範圍功能一方面可使圖像部分的瞬時移動保持恆定，另一方面從光標位置持續確定圖像部分中的相應點，並持續地傳遞所確定的點或為自動聚焦設備激活按鍵以在圖像部分的這個點上進行聚焦。其他的校準差異範圍優選地被賦予模擬範圍功能以改變圖像部分的瞬時移動。
這種範圍功能的優點在於，即使在連續拍攝中，也可以通過對圖像捕獲設備進行相應的校準，而有意地在圖像的任意點上進行聚焦，從而可以進行有意的焦距移動，及在圖像部分上對移動的物體進行連續的聚焦，從而能同時使圖像的移動路徑保持非常穩定。
對於簡單的補償設備(其為了得到更高的物理校準差異，可能會降低圖像的質量，例如產生色彩失常或失真等)來說，優點在於其至少可避免持久的高物理校準差異，如在長搖攝的過程中、設定系統參數時、選擇要聚焦的圖像部分點時等。這可通過應用權利要求5所述的原理而實現。對於長搖攝來說，偏置值應該可以與向量V的大小相對應。
下面將描述用於電影攝像機中預先編製圖像部分的順序或編程控制過程的功能。這也可利用現有的設備以非常簡單的方式實現而無需複雜的技術。這種順序如下面的實施例那樣實現
-拍攝者將攝像機校準至起始圖像。
-拍攝者按下圖像起始鍵，圖像開始移動。
-控制系統在定期(regular)的時間間隔內存儲圖像部分的各自瞬時位置、透鏡的各自成像角度和各自的距離調整。
-當得到期望的最終圖像並顯示了足夠長時間時，拍攝者按下結束鍵。
-控制系統根據數學算法將所存儲的移動排序中不規則的地方平滑化。
-拍攝者開始拍攝，其結果是圖像位置控制啟動存儲的目標移動排序，並通過中心圓圈R1閃爍以通知拍攝者，將方向光標CI保持在閃爍的圓圈中或至少在其附近。因此，拍攝者將被通知如何校準攝像機，從而使得補償設備不會超出其技術上所限制的範圍閾值。這樣就將期望的圖像部分序列準確地記錄下來，並且如果技術上可行的話，還可以連續調整透鏡的成像角度和距離。
因此，說明書中，尤其是權利要求7和10中所用的術語「指令」意味著包括涉及到任何人，任何組合的指令，或使用者可能會補償的校準差異有關的任何可能的指令。
在穩定的雙眼望遠鏡的實施例的基礎上，下面描述的本發明一種簡單變種，其允許靜態圖像部分本質上不受雙眼望遠鏡無意的移動的影響，同時還可通過使用者控制圖像在何時使圖像靜止，及使圖像靜止多長時間，和/或在何時應該移動圖像。
利用綜合迴轉儀等，以公知的方式距離記錄結構性光軸的移動，例如相對於在內存中存儲的目標方向校準的方向差異也可被連續確定。這種方向性差異對投射圖像部分的影響通過用於方向性差異所有頻率的光學補償設備可以恆定地得到完全的補償。這意味著如果目標校準沒有改變且方向性差異不超出補償設備可以補償的值，則投射的圖像部分完全靜止(frozen)。
根據權利要求2，本發明的穩定設備可以通過例如與繞光軸的目標校準成2度角的錐形(cone)的形式預設第一方向性差異範圍，並且將「使圖像部分靜止」的功能賦予該範圍。在方向性差異位於該範圍內的前提下，目標位置數據將保持不變。
此外定義了第二方向性差異範圍，其由其他的所有可由補償設備補償的方向性差異組成，且將「使圖像部分移動」功能賦予該範圍。如果方向性差異位於此第二範圍，根據算法改變目標方向數據(包括上述所有與第一方向性差異範圍有關的瞬時方向性差異的方向和距離)。距離範圍閾值(range limit)的距離越大，目標圖像移動的速度就越快。優選地這根據指數關係發生對方向性差異而言，相對於目標方向例如為2，3，4和/或5度(degree)，目標方向的速度隨後每秒被設定為0，10和/或100度。方向性差異向右與目標圖像中心例如為3度，則目標方向數據的水平成分隨後每秒鐘連續增加1度。
根據權利要求1，方向性差異像下面所述的實施例那樣傳遞例如在取景器圖像的周圍光學地示出八個箭頭。這些箭頭的顏色和/或亮度和/或閃爍頻率可被調整，由此通過這種類型的顯示器，使用者可容易地看出方向性差異和校準差異範圍之間的相關性，例如在方向性差異值位於中心第一方向性範圍A內時，箭頭髮出穩定的綠光。綠光的亮度反映了瞬時方向性差異的大小和方向。對於方向性差異0而言所有箭頭髮出同樣亮度的光。對於例如向右相差1度的方向性差異而言，右箭頭更亮些，其他的箭頭相應地稍微暗些。如果方向性差異為2度的範圍閾值，則相應的箭頭顯示為黃色，此外，如果需要的話箭頭還將閃爍。如果方向性差異超出範圍閾值，則相應的箭頭將顯示為紅色。
因此使用者通過雙眼望遠鏡相應的校準將箭頭停留在綠色範圍中，能夠完全有意地拍攝靜止的圖像。使用者可毫無問題地實現這點，這是因為根據權利要求3，用於「使圖像靜止」功能的中心方向性差異範圍(該範圍繞光軸的目標位置為2度)被選擇，因此其比使用者的抖動和晃動產生的擾動值的幅度更大。
在本發明更進一步的實施方案中，使用者可以通過按鍵增加用於使圖像靜止的中心方向性差異範圍1，例如繞光軸的目標位置從2度增加至4度。從而即使處於晃動的環境如船上時，使用者仍可輕易地使箭頭保持在綠色或黃色範圍內，從而獲得清晰無擾動的圖像部分。
與現有的方案不同，本發明能夠使圖像部分免于波動、或使雙眼望遠鏡免於緩慢地不被注意地離開期望的目標位置，從而使圖像部分不會產生不被注意的移動。
使用者還可決定圖像部分何時將被移動。為此使用者例如向右校準雙眼望遠鏡直至右箭頭變為紅色，此後圖像部分開始向右移動。雙眼望遠鏡向右移動的速度越快，則這些變化越快。在具有本發明的這種簡單變種後，圖像部分移動大於0的速度取決於方向性差異的瞬時量，無法實現圖像部分移動的最優穩定，然而這對於雙眼望遠鏡來說並不非常重要。通過雙眼望遠鏡相應的校準，箭頭再次被控制進入綠色和/或黃色範圍，從而得到了直接而清晰的靜態圖像。
本發明的這種簡單變種還可自然地用於在在化學底片上記錄的電影攝像機或用於任意的業餘視頻攝像機上。
在帶有專門的簡單的角度加速度傳感器而不帶迴轉儀的雙眼望遠鏡或攝像機的情況下(雙眼望遠鏡或攝像機無法確定圖像部分的絕對移動速度從而無法識別任何的靜態圖像部分)，可將圖像部分的「平滑運動」功能賦予第一方向性差異範圍，將圖像部分的「瞬時移動改變」功能賦予第二方向性差異範圍。從而也可實現圖像靜止，並通過使用者利用雙眼望遠鏡相應的校準將最初的瞬時移動緩慢降至停止，進而使方向性差異停留在第一範圍內而使圖像保持靜止。
為了克服角加速度傳感器的缺點，每當對投射的圖像序列的移動進行的分析檢測到可靠的速度值時，可以將未知的角速度與已知值同步，如果速度為0實現起來將最容易。
因為本發明這種簡單變種僅考慮與光軸的目標校準有關的方向性差異，因此，如果放大倍數很高，焦距較短時則無法得到完全靜止或清晰的圖像部分。然而這種不穩定可通過位置差異進行抑制，這只是在技術上略微帶來一點複雜度。水平位置缺乏穩定從另一個角度對於雙眼望遠鏡來說也並不重要。
圖2A示出了一種穩定設備50的基本元件，使用該設備可以實現本發明，特別是本發明的方法。設備50包括控制器52，校準傳感器54，顯示器56，電池58和補償設備59。穩定設備50還可包括額外的用戶界面，例如通過該界面可對控制器進行編程(例如範圍、範圍功能等)。如說明書所詳細說明的那樣，用於控制範圍功能的光標的定位也包含在用戶界面中。含有設備50的圖像捕獲系統適於根據本發明使圖像穩定或提供穩定了的圖像部分的移動。補償設備59例如像圖2的圖像行動裝置19那樣工作，和/或像補償設備20那樣，從而可在焦平面陣列22上完成補償。因此，可以實現用於校準差異的補償，例如方向性校準差異或水平差異。
下面對設備50的基本操作進行解釋。下面將參考附圖3-6對各種操作模式進行詳細描述，但僅是參考說明性的，例如參考附圖3的實施例。
因此，在說明性的操作中，設備50將目標圖像校準數據(圖3的功能塊301)和實際校準圖像數據(圖3的功能塊302)進行比較並確定校準差異(圖3的功能塊303)。在本發明的一個實施方案中，功能塊301和303通過控制器52執行，功能塊302通過校準傳感器54執行，該傳感器例如可包括迴轉儀或加速計。功能塊301例如可通過控制器52的內部存儲器存儲的數據提供，功能塊303可通過控制器52的處理功能(如軟體)提供。
由控制器52確定的校準差異數據，並被提供給補償設備59和顯示器56。在圖3中，功能塊304對應於補償設備59，功能塊313對應於顯示器56。因此，補償設備59和顯示器56都被提供有這些校準差異數據；這也使得擁有本發明的圖像穩定的圖像捕獲系統(如圖1的系統10)的使用者可以有效地生成穩定圖像，後面將對此進行詳細解釋。特別地，通過顯示器56提供給使用者的校準差異信息可以表現出補償設備59的有效功能，這樣，使用者之後可通過在空間中調整圖像捕獲系統的方向，而使校準差異保持在一個期望的或預定的範圍中。穩定信息可例如以類似圖1中取景器圖像的方式在顯示器54上顯示給使用者。
為了更進一步將這些校準差異數據提供給補償設備59和顯示器56，對那些與上述範圍相關的校準差異範圍和/或功能的數據進行處理/分析。這些範圍和功能存儲在控制器52中。因此在圖3中，功能塊311(用於將校準差異數據與特定的校準差異範圍比較)和功能塊314至315(用於指定和執行特定的範圍功能)通過控制器52中存儲的數據和操作被執行/操作。更進一步，控制系統(如圖3的功能塊312所示)通過控制器52執行。
顯示器54和電池56為示意性的。需要指明的是這些東西可獨立於設備50來提供類似的功能。例如，顯示器56可為與圖像捕獲系統集成在一起的顯示器，電池58可為手持圖像捕獲系統的主要電源，以如圖所示為顯示器56和控制器52提供電源。
如上所述，控制器52包括軟體和/或固件，這些軟體和固件可根據下面所述的圖3至圖6來實現(如編程等)。
下面將參考圖3至圖6描述本發明的優選實施方案。在這些圖中，分別示出了兩個主要的塊300和310；400和410；500和510；600和610。這些主要的塊中所有的塊在下面稱為功能塊。這些功能塊分別被標號以表示特定的功能或特定的組件。塊300，400，500和600中的功能塊(可選地還包括進一步的組件)例如可構成基本的穩定設備功能，而塊310，410，510和610中的功能塊可用來提供校準範圍、範圍功能、顯示和系統控制。
圖3示出了本發明的圖像穩定設備的一個簡單實施方案的功能圖。
在進一步的描述中只考慮了光軸的校準，這對業餘的雙眼望遠鏡或業餘的攝像機而言已經足夠，這是因為目前為止光軸的不期望的移動對圖像穩定造成的影響最大。還可以將圖像捕獲設備的位置和水平線位置相應地考慮進來，即可在各種情況中使用相同的功能圖。
塊301通過例如在存儲器中存儲相應的方向數據來預設目標校準。它們的初始值例如可為任意的朝東30度和水平面下10度。
實際位置檢測器302確定結構性光軸的實際方向。為此例如可用迴轉儀。如果水平線位置和相對於最大點(zenith)的校準尚未確定，可假設用於光軸校準的假定初始值，例如為水平面下0度，由此繞圖像捕獲設備垂直軸的旋轉隨後將改變與天空方向有關的校準值，而繞圖像捕獲設備橫向軸的旋轉將改變往水平方向傾斜的值。
之後，塊303確定實際方向和目標方向間的方向性差異，並將它們轉換成兩個可由補償設備補償的成分，例如繞著圖像捕獲設備的垂直軸和橫向軸要被補償的兩個角度。
之後，如上所述，補償設備304在改變校準差異的所有頻率上，對校準差異進行補償。
有關功能塊301至304的所有技術特徵公知地具有多種形式，且為現有穩定設備的組件之一，因此不進行詳細描述。
本發明的核心在於功能塊311至315。這裡通過系統控制312預設兩個方向性差異範圍311繞圖像部分中心的目標方向2度的中心範圍ADR-1，和繞圖像部分中心的目標方向2度至5度的另一範圍ADR-2。現在，系統控制持續監控結構性光軸的瞬時校準差異落入那一個範圍。同時與範圍閾值有關的方向性差異通過通信設備313被傳遞給使用者；從而使用者可通過對圖像捕獲設備進行相應校準，而有意地控制方向性差異使之進入其中一個範圍並停留其中。在說明書中ADR為「校準差異範圍」的縮寫。
如果方向性差異在範圍ADR-1中停留很短的時間，系統控制將喚醒並執行離散範圍功能「使圖像靜止」314，只要該範圍功能處於激活狀態，系統控制就不會改變光軸的目標校準的瞬時目標坐標。即使因為圖像捕獲設備的抖動和晃動造成的方向性差異值在沿著目標校準正負2度的範圍內不規則的變動，仍然可以捕獲靜止的圖像序列，因為目標校準保持不變而補償設備304總將完全補償方向性差異的所有值和頻率。因為使用者可以利用通信設備使方向性差異保持在ADR-1中任意長時間，所以他可由此得到任意長時間的穩定的、靜止的、清晰的圖像序列，而這用現有的技術是無法實現的。
如果方向性差異現在被使用者控制進入範圍ADR-2，則控制系統喚醒並執行光軸目標校準的模擬範圍功能「移動」315，這將改變光軸的瞬時目標校準，方向性差異離開範圍ADR-1閾值越遠，改變越快，改變的方向來自方向性差異到ADR-1中心的方向。因此目標方向跟隨對圖像捕獲設備校準的模擬。然而和現有技術中一樣，在移動速度中還包含對方向性差異無意的擾動。此外當圖像捕獲設備啟動時，通過該範圍功能使任意的方向性初始值與方向性差異值同步，這是不能被補償的，因為任何大的方向性差異以很高的速度追蹤目標位置，因此方向性差異可以自動地在最短的時間內減小到能夠被補償的值。
圖4示出了本發明圖像穩定設備的一個更為複雜的實施方案的功能圖，其可用於例如專業的電影攝像機。在進一步的描述中僅考慮與圖3的差異主要的差異在於，具有兩個以上的方向性差異範圍，由此其中一部分的位置和大小是可變的，例如用於目標圖像方向的範圍功能「恆定移動」的方向性差異範圍ADR-4。該範圍僅當方向性差異偏離用於「使圖像靜止」的中心範圍ADR-2時，才被系統控制415激活。因此如上所述，其位置和數值範圍優選地為目標圖像方向的瞬間移動速度的方向和速度大小的函數。如果方向性差異被使用者控制停留在範圍ADR-4內，系統控制415執行範圍功能422，在功能422喚醒之前，系統控制415平滑地持續地改變目標圖像的目標方向坐標(對應於現有的目標移動速度)。目標圖像部分的這種平滑移動不受任何不期望的方向性差異擾動影響。因為所有方向性差異總是被完全補償，所以這自然也適用於捕獲的圖像部分。
為了使用者有意地控制方向性差異，這裡以圖形符號的形式提供具有方向性差異範圍ADR 1，2，3，4……的圖形指示的圖像顯示418，且提供了光標形式的方向性差異的圖像顯示(又可參見圖1和圖2的描述)。
圖5示出了本發明圖像穩定設備的功能圖，其指出為了利用本發明的優點，現有穩定設備如何無需重構即可進行改裝。進一步的描述僅考慮了與圖3所示的實施方案的差異現有的穩定設備用組500中的501至505示出。與圖3的主要區別僅在於本發明的核心範圍510幹預(intervene in)現有穩定設備中的低通濾波器算法505。在最簡單的情況下，在執行賦予方向性差異範圍ADR-1的用於「使圖像靜止」的範圍功能514時，濾波器算法變為無效，從而將不再改變目標圖像的方向。圖像部分從而得以靜止，而不受方向性校準擾動的影響。
如果使用者將方向性差異控制進入範圍ADR-2且執行了相應的範圍功能515，則將使濾波器算法重新啟動，而與圖像部分移動/運動的功能有關的圖像捕獲設備與現有的穩定設備有相似的表現。
圖6示出了本發明的圖像穩定設備的功能圖，在圖中指出為了利用本發明的優點，如何對現有的穩定設備在不進行重構的情況下進行進一步的改變。在進一步的描述中僅考慮了與圖3實施例的差異現有穩定設備用組600的603至605示出。與圖3的主要區別在於，本發明的核心範圍610僅幹預現有穩定設備的高通濾波器算法605。在最簡單的情況下，賦予方向性差異範圍ADR-1的用於「平滑移動」的範圍功能615在執行時，簡單地使該高通濾波器算法「短路」，從而所有檢測到的任意頻率上的實際校準擾動將通過補償設備604進行補償。圖像部分從而保持其運動不受校準擾動的影響。
如果使用者把方向性差異調整進入範圍ADR-2且執行了相應的範圍功能614，則將使濾波器算法重新啟動，而關於圖像部分移動改變功能的圖像捕獲設備也將與現有的穩定設備有相似的表現。
權利要求
1.穩定設備，用於電影攝像機、雙眼望遠鏡或類似的手持圖像捕獲設備，所述穩定設備特別用於使圖像穩定和/或使穩定的圖像部分移動，包括用於確定圖像捕獲設備的實際校準和目標校準間的校準差異的設備；及用於補償所確定的校準差異對投影圖像部分的影響的補償設備，其特徵在於，通信設備特別是顯示器，傳遞所述校準差異相對於多個可預定的校準差異值或數值範圍的信息，通過傳遞所述信息，使用者能夠通過調整圖像捕獲設備的方位，將所述校準差異控制為預定的值、或將其控制到預定值範圍。
2.權利要求1所述的穩定設備，其特徵在於，定義目標圖像部分的例如位置、校準和/或移動的參數能夠根據算法預先設定，只要所述校準差異的實際值，尤其是在使用者有意控制的情況下，位於賦予了特定功能的固定或變化的可預定的校準差異範圍內，則例如用於「使靜止」或「使圖像部分平滑移動」的功能僅僅稍微受到所述校準差異的實際值的影響，優選為完全不受影響。
3.權利要求1或2所述的穩定設備，其中，所述校準差異對所述投影圖像部分的任意影響尤其能夠通過補償設備完全補償，所述補償與頻率無關。
4.權利要求1至3所述的穩定設備，其特徵在於，所述賦予了特定功能的校準差異範圍的數值範圍能夠被預先設定為比由於使用者抖動和晃動而造成的擾動值範圍大，所述預先設定優選地由使用者來實現。
5.權利要求1到4所述的穩定設備，其特徵在於，對於每種校準差異而言，特別是方向性差異、位置差異和水平差異，補償設備能夠補償的這些校準差異各自的總值能夠被分為不同的範圍，這些範圍間能夠是互相重疊的，這些不同數值範圍的範圍值及其激活是取決於其他永久的、變化的或手動設置的參數，所述穩定設備的特徵還在於，在特定的時間點為每個所述差異範圍賦予特定的任務，為了實現所述特殊任務的方案，特定的「範圍功能」，例如為了調整目標圖像部分校準或為了其他控制目的，也被賦予到每個所述差異範圍，其中，包括最小預定時間以後的瞬時校準差異的、與特定校準差異對應的差異範圍被確定，並在其後執行賦予了所述被確定的差異範圍的範圍功能，其中，所述執行也可取決於其他參數，如按鍵按下等。
6.權利要求1至5所述的穩定設備，其特徵在於，為了傳輸和估算與校準差異範圍有關的校準差異，將偏移變量值加到計算得到的物理校準差異上，從而使得平均的物理校準差異在預定時間內總是回落至0或接近於0，且/或其中所述物理校準差異值的高頻擾動得以抑制。
7.權利要求1至6所述的穩定設備，其特徵在於，提供這樣的差異範圍及其「離散」範圍功能，即提供的結果使所述校準差異值不產生影響，以預先設定用於例如下述穩定功能中的一個或多個的目標圖像部分校準-使圖像部分中心靜止，-保持圖像部分中心瞬時移動，-保持期望的圖像水平線，-將移動限制到速度和/或加速度的預定值和最大值，-利用使用者的指令信息，執行預先經過編制的移動順序，及/或其特徵還在於，還提供了其後果將所述校準差異值包含進來的差異範圍及其「模擬」範圍功能，以預先設定目標圖像部分校準，其中，所述目標圖像部分的移動類似於圖像捕獲設備的校準，例如-圖像部分中心瞬時移動的改變，-瞬時圖像水平線的改變，-圖像捕獲設備位置參考點的改變。
8.權利要求1至7所述的穩定設備，其特徵在於，所述瞬時目標圖像部分移動的方向和大小用確定的向量V來度量，所述向量可選地以圖形形式顯示，並由此可選地提供信息，如在速度達到預定值時使所述向量V閃爍等，其中，所述向量的頂端可作為用於離散範圍功能「保持圖像部分瞬時移動」的校準差異範圍的中心，由此該範圍為可變的，特別地可顯示與該範圍相關的校準差異。
9.權利要求1至8所述的穩定設備，其特徵在於，具有範圍功能的校準差異範圍將目標圖像部分的瞬時移動設為0或使之保持恆定，且所述校準差異範圍與一個或多個其他的校準差異範圍重疊，如果校準差異落入其範圍或同時滿足其他條件的話，如按鍵被按下等，則附加地執行所述其他的校準差異範圍的範圍功能。
10.權利要求1至9所述的穩定設備，其特徵在於，圖像部分校準、其移動路徑和操作時間順序、以及可選的光學參數如視角和焦距可存儲在存儲器中，並且可以自動地從其中再次讀出，特別是在對移動路徑進行數學平滑處理後，由此使得在自動排序期間，為使用者提供指令，以使所述校準差異保持在預定的、被傳遞的校準差異範圍內。
11.用於在如電影攝像機、光學攝像機、雙眼望遠鏡或其他類似的手持圖像獲取設備中進行使圖像穩定和/或使穩定的圖像部分移動的方法，其中，所述圖像捕獲設備的實際校準和目標校準間的校準差異被確定，且所確定的校準差異對投射的圖像部分的影響被補償，其特徵在於，將與校準差異值或數值範圍有關的校準差異傳遞給所述圖像捕獲設備的使用者，所述信息的傳遞使得使用者能夠通過調整所述圖像捕獲設備的方位，來將所述校準差異控制為預定值或任意值、或控制在預定的數值範圍內。
12.一種用於手持圖像捕獲系統的穩定設備，包括控制器，用於確定圖像捕獲系統的實際校準和目標校準間的校準差異；及補償設備，用於在投射的圖像部分上補償所確定的校準差異，根據所述控制器中存儲的一個或多個校準值或數值範圍，所述控制器傳遞所述校準差異至顯示器，從而使使用者可以通過調整所述圖像捕獲設備的方位，來將所述校準差異控制為所述一個或多個值、或控制到所述數值範圍中。
13.權利要求12所述的穩定設備，進一步包括與所述圖像捕獲系統集成的顯示器。
14.權利要求12或13所述的穩定設備，其中，所述控制器存儲根據算法定義目標圖像部分的參數，從而使得只要使用者控制的所述實際值位於固定的校準差異範圍或可變的預設的校準差異範圍內，所述圖像捕獲系統的「使靜止」或「使圖像部分平滑移動」功能就基本上不受所述校準差異的實際值的影響。
15.權利要求12至14所述的穩定設備，其中，校準差異對所述投射的圖像部分上的影響可被補償設備補償，而所述補償與頻率無關。
16.權利要求12至15所述的穩定設備，其中，賦予了特定功能的所述校準差異範圍被預設為比使用者移動造成的擾動值範圍要大。
17.權利要求12至16所述的穩定設備，其中，所述參數包括位置、校準和移動中的一個或多個。
18.權利要求12至17所述的穩定設備，其中，所述控制器執行用於貫穿所述補償設備全部範圍的多個差異範圍中的每一個的任務。
19.一種用於穩定手持圖像捕獲系統生成的圖像的方法，包括確定所述圖像捕獲系統的實際校準和目標校準間的校準差異；顯示與一個或多個校準值或數值範圍有關的校準差異；及響應使用者對所述圖像捕獲系統的定位，補償所述圖像捕獲系統的所述實際校準以將所述校準差異控制為所述的一個或多個校準值，或控制到所述數值範圍中。
20.一種電腦程式，其包含用於在計算機或計算機系統上執行權利要求11或19的方法的代碼。
21.一種電腦程式產品，包括存儲在計算機可讀媒介上的程序代碼，以在計算機或計算機系統上執行權利要求11或19的方法。
22.一種包括存儲裝置的計算機系統，其中存儲了一種包含程序代碼的電腦程式，該程序可在計算機或計算機系統上執行權利要求11或19的方法。
全文摘要
穩定設備，用於電影攝像機、雙眼望遠鏡或類似的手持圖像捕獲設備，所述穩定設備特別用於使圖像穩定和/或使穩定的圖像部分移動，包括用於確定所述圖像捕獲設備的實際校準和目標校準間的校準差異的設備；及用於補償所確定的校準差異對投影圖像部分的影響的補償設備，通信設備特別是顯示器傳遞所述校準差異相對於多個可預定的校準差異值或數值範圍的信息，通過傳遞所述信息，使用者可以通過調整圖像捕獲設備的方向以控制校準差異到預定值或使之進入預定的數值範圍，由此尤其是用於影響目標圖像校準或用於其他控制目的的功能被賦予預定的數值範圍。
文檔編號H04N5/232GK1886982SQ200480035409
公開日2006年12月27日 申請日期2004年12月3日 優先權日2003年12月3日
發明者格爾德·施蒂克爾 申請人:格爾德·施蒂克爾