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CA 02763649 2012-01-06
CAMÉRA PANORAMIQUE
L'invention vise une caméra panoramique ayant un système pour déterminer la
bande image à être affichée ou imprimée en fonction de l'orientation optique
de la
caméra. La caméra comprend un dispositif (p. ex. numérique) qui permet, lors
de la
prise de vue avec une caméra vidéo ou photo dotée d'une optique à très grand
angle, de détecter automatiquement l'intention de l'utilisateur quand à
l'orientation
de l'image finale à être affichée sur un écran ou imprimée sur tout autre
support (p.
ex. l'impression papier).
Il existe sur le marché des systèmes de prise de vue photographique ou vidéo
qui
peuvent identifier la position de la photo en mode portrait ou paysage d'un
appareil
grâce à des accéléromètres, ou gyroscopes, ou détecteur de champ magnétique
terrestre. Ceci est utile dans le cadre de l'utilisation numérique de la photo
ou vidéo
puisqu'à la différence d'une simple impression papier, un écran a lui-même une
orientation et l'utilisateur ne souhaite pas voir sa prise de vue retourner de
côté ou à
l'envers. Cette orientation est basée sur un axe seulement.
Dans le cadre de photos ou vidéos panoramiques capturée ou visualisée en temps
réel à partir d'appareils de prise de vue dotés d'une optique à très grand
angle (p.
ex. fish-eye ou panomorphe), des dispositifs à un axe ne suffisent pas car
l'image
n'est pas plus large ou plus haute en terme de couverture angulaire (même si
dans
le cadre des optiques panomorphes on augmente généralement la résolution
angulaire de l'image sur un axe).
Bien que certains dispositifs puissent déduire automatiquement la position de
l'horizon dans une image panoramique, ils ne permettent de connaitre le sens
de
projection dans le cadre d'une projection sur papier pour l'impression ou sur
un
écran dans un sens vertical ou horizontal et de déterminer un ratio hauteur
largeur
pour son affichage, puisque l'image capturée n'est pas celle d'une portion de
plan
au rapports définis par le rapport hauteur largeur du capteur du dispositif,
mais celle
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d'une portion de sphère qui s'inscrit à l'intérieur ou en partie sur le
capteur de
l'imageur.
De plus, ce n'est pas dans la plupart des cas la totalité de l'environnement
capturé,
qui est souvent inintelligible à cause des distorsions géométriques, mais
seulement
une partie de celui-ci qui constitue l'image à être affichée ou imprimée et
pour
laquelle les distorsions devront être corrigées et les perspectives ajustées.
C'est pourquoi l'invention concerne un système pour obtenir une indication de
l'orientation de l'optique de la caméra panoramique lors de la prise d'une
image
panoramique et pour générer de l'information afin de produire une image à être
affichée ou imprimée où l'image affichée/imprimée correspond à une bande de
l'image panoramique sélectionnée en fonction de l'orientation de l'optique de
la
caméra lors de la prise de l'image panoramique. La caméra panoramique peut
comprendre un gyroscope à trois axes ou tout autre dispositif permettant de
déterminer l'orientation de son optique.
L'invention concerne une caméra ayant un dispositif basé sur un positionnement
spatial sur aux moins deux axes et un procédé d'interprétation automatique de
l'orientation de l'image panoramique selon aux moins deux possibilités,
décomposées elle-même en sous-catégories:
1. Vision frontale, priorité à l'horizontal, où, lorsque l'orientation de
l'optique de
la caméra panoramique est dans une première orientation relativement à un
axe horizontal, la bande de l'image panoramique à laquelle correspond
l'image affichée/imprimée est une bande horizontale;
2. Vision frontale, priorité à la verticale, où, lorsque l'orientation de
l'optique de
la caméra panoramique est dans une seconde orientation relativement à l'axe
horizontal, la bande de l'image panoramique à laquelle correspond l'image
affichée/imprimée est une bande verticale; et
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3. Vision circulaire/périphérique, en direction du haut ou du bas, où,
lorsque
l'orientation de l'optique de la caméra panoramique est dans une orientation
verticale, la bande de l'image panoramique à laquelle correspond l'image
affichée/imprimée est une bande circulaire ou périphérique.
Une image panoramique non traitée, issue d'une optique à très grand angle
comme
le fish-eye ou une optique panomorphe, est une projection distordue de
l'environnement (fig. 1) visualisé en direct ou capturé en photo ou en vidéo.
Habituellement les angles a et [3. répartis de part et d'autres de tout plan
comprenant
l'axe optique (1.a) passant du centre de l'image projetée au centre optique de
l'appareil de prise de vue (1.b) sont égaux. Ces angles représentent
respectivement
la moitié du champ de vue (angle total d'ouverture angulaire de l'optique du
dispositif de vision). De plus, quelques soient les plans dans lesquels on
mesure a
et [3, ils ont approximativement la même valeur entre tous les plans
(dépendant de la
qualité et de l'uniformité du dispositif optique).
fig.1
ta_
_
Q
-
1.b
II n'est donc pas possible de déterminer quel est l'orientation de la portion
de sphère
environnementale en se basant uniquement sur l'image résultante de la prise de
vue. Même si dans certains cas, très spécifiques, on pourrait imaginer un
dispositif
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numérique intelligent de reconnaissance de formes qui permettrait de
déterminer la
position du ciel et/ou de certaines lignes verticales ou horizontales et ainsi
en
déduire l'orientation de la portion de sphère environnementale. Cette dernière
méthode ne pouvant s'appliquer également à tous les types d'environnements et
étant très couteuse en terme de ressource de calcul, elle n'est économiquement
pas
viable en comparaison avec des systèmes de positionnements numériques tels
que: accéléromètres, ou gyroscopes, ou détecteur de champ magnétique
terrestre.
Ces derniers sont maintenant très répandus dans les téléphones intelligents et
les
nouveaux appareils photographiques numériques.
L'invention peut donc comprendre (i) l'utilisation d'un dispositif composé
d'un
détecteur numérique de positionnement spatiale ou d'un dispositif
d'orientation du
système optique produisant l'information électronique sur sa position
relativement à
un axe, afin d'intégrer dans l'image ou dans ses méta-data (informations
rajoutées généralement dans l'entête du fichier image) l'information sur la
position
de l'appareil de prise de vue panoramique (deux orientations de l'optique
selon
l'horizon (horizontale et verticale) et deux orientation de l'optique selon la
verticale
(vers le haut et vers le bas); (ii) un procédé d'interprétation des
informations
spatiales pour déterminer l'intention de l'utilisateur au moment de la prise
de vue ou
à l'installation du système de prise de vue; (iii) une méthodologie
d'affichage de
l'image projetée sur écran ou de l'image imprimée sur papier en fonction de
l'interprétation réalisée.
Détection de l'orientation à partir d'un capteur électronique de
positionnement
spatiale ou un système articulé de positionnement de l'optique :
Vision frontale
La caméra panoramique dispose d'un élément physique distinctif qui permet de
reconnaitre intuitivement son orientation entre une préférence à obtenir un
résultat
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vertical ou horizontal pour la projection, lorsque son axe optique 1.a est
orienté de
façon approximativement perpendiculaire à l'axe de la verticale.
Une possibilité idéale est d'utiliser un écran de visualisation à même la
caméra dont
le rapport hauteur largeur est différent. Ceci pouvant être enrichi
d'indications
numériques à même l'écran qui peuvent être des pictogrammes ou indications
texte.
La forme de la caméra peut aussi servir de source d'information intuitive pour
l'utilisateur sur le sens voulu pour la projection panoramique si son rapport
hauteur
largeur est distinctif.
Un exemple d'une caméra ayant cette forme est illustrée ci-après :
=.
s
\
_
=
,
,
20
5
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.....
,=-
,
.)=
Ainsi la simple rotation de la caméra sur ses différents axes permettra de
fournir via
le capteur électronique de positionnement spatial intégré à la caméra sa
position
relative auxdits axes.
La caméra peut également comprendre un dispositif qui fait en sorte que le
centre
de l'image à être affichée ou imprimée est automatiquement déterminé en
fonction
de la position et de l'orientation de la caméra.
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Une autre possibilité peut être de proposer un dispositif mécanique articulé
attaché
à la caméra, dont la position relative à l'axe de la verticale et/ou
horizontale est
arbitrairement connue, qui permet l'inclinaison ou la rotation du système
optique
relativement à l'axe vertical ou horizontal et qui transmet l'information de
façon
électronique à la caméra sur sa position.
Dans tous les cas l'information de position pourra être intégrée au fichier
image ou
déposée dans un fichier connexe associable au fichier image.
Si la caméra panoramique ou son dispositif optique est orienté de façon à
indiquer
une préférence pour l'axe horizontal de projection (Fig. 2) alors le rapport
hauteur/largeur représenté par a' et ry sera plus grand pour a'.
fig.2
Par conséquent la projection pour l'impression ou l'affichage comportera par
défaut
une largeur (ou un nombre de pixels) plus grande que sa hauteur.
Dans le cas de l'impression on pourra opter pour un affichage horizontal
maximal
pouvant aller jusqu'au maximum de l'angle de vue possible par l'appareil de
prise de
vue et pour la partie verticale pour un une dimension plus restreinte
permettant une
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correction de perspective harmonieuse (le choix étant un choix subjectif du
fabricant
du dispositif ou un choix défini par l'utilisateur):
fig. 2A
41111111111W __________________________________________________________
de mi> eill * 011Pqmfflillik
ve, ,õ1, 11,411.õ_,*
Tx
, +=
Données concernant l'orientation de l'optique de la
caméra lors de la prise de l'image panoramique
Si la caméra panoramique ou son dispositif optique est orienté de façon à
indiquer
une préférence pour l'axe vertical de projection (Fig. 3) alors le rapport
hauteur/largeur représenté par a" et 8" sera plus grand pour 8":
,
,
,
fig.3.='''
1
1 I 11107,:._______ ,
_
Par conséquent la projection pour l'impression ou l'affichage comportera par
défaut
une hauteur (ou un nombre de pixels) plus grande que sa largeur.
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Dans le cas de l'impression on pourra opter pour un affichage vertical maximal
pouvant aller jusqu'au maximum de l'angle de vue possible par l'appareil de
prise de
vue et pour la partie horizontale pour un une dimension plus restreinte
permettant
une correction de perspective harmonieuse (le choix étant un choix subjectif
du
fabricant du dispositif ou un choix défini par l'utilisateur) :
fig. 3A
40.111õ à
JIM .
*
Ir41
+
Le haut et le bas de l'image étant identifiés par le capteur de positionnement
spatial
ou l'information sur la position du dispositif optique lorsque celui-ci est
articulé.
Dans le cadre d'une visualisation interactive ou l'utilisateur peut zoomer et
naviguer
sur différents axes à travers une fenêtre de visualisation. L'information
recueillit par
le dispositif permettra de choisir automatiquement les angles et axes de
projections
de l'image panoramique et de les communiquer au logiciel de visualisation.
Vision circulaire/périphérique
La position de la caméra panoramique en vision circulaire est intuitive
puisque son
axe optique est approximativement en direction du bas ou du haut que l'optique
soit
fixe ou articulée.
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,
Ainsi la simple rotation de la caméra sur ses différents axes permettra de
fournir via
le capteur électronique de positionnement spatial intégré à la caméra sa
position
relative auxdits axes.
Une autre possibilité peut être de proposer un dispositif mécanique articulé
attaché
à la caméra, dont la position relative à l'axe de la verticale et/ou
horizontale est
arbitrairement connue, qui permet l'inclinaison ou la rotation du système
optique
relativement à l'axe vertical ou horizontal et qui transmet l'information de
façon
électronique à la caméra sur sa position.
Dans tous les cas l'information de position pourra être intégrée au fichier
image ou
déposée dans un fichier connexe associable au fichier image.
Si la caméra panoramique ou son dispositif optique est orienté vers le haut
(Fig. 4)
alors le rapport hauteur/largeur représenté par a" et 13" sera plus grand pour
a":
fig.4 ,
,
,
,
,
,
. a,..
.._,
.._,
Par conséquent la projection pour l'impression ou l'affichage comportera par
défaut
une largeur (ou un nombre de pixels) plus grande que sa hauteur.
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Dans le cas de l'impression on pourra opter pour un affichage horizontal
maximal
dépendant du support ou de la taille de la fenêtre d'affichage, pouvant aller
jusqu'à
la projection des 360 degrés du pourtour et pour la partie verticale pour un
une
dimension plus restreinte permettant une correction de perspective harmonieuse
(le
choix étant un choix subjectif du fabricant du dispositif ou un choix défini
par
l'utilisateur) :
fig. 4A
___________ 4111111
/77-7\ Me _________________________________________________________________
e
Si la caméra panoramique ou son dispositif optique est orienté vers le bas à
l'opposé de la disposition précédente alors le rapport hauteur/largeur
représenté par
a et 6 sera plus également plus grand pour a, seul le haut et le bas de
l'image
seront inversés lors du rendu de la projection.
Le haut et le bas de l'image étant identifiés par le capteur de positionnement
spatial
ou l'information sur la position du dispositif optique lorsque celui-ci est
articulé.
Dans le cadre d'une visualisation interactive ou l'utilisateur peut zoomer et
naviguer
sur différents axes à travers une fenêtre de visualisation. L'information
recueillit par
le dispositif permettra de choisir automatiquement les angles et axes de
projections
de l'image panoramique et de les communiquer au logiciel de visualisation.
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