专利名称：计算被拍摄物体的距离及其实际尺寸的方法
技术领域：
本发明涉及一种计算被拍摄物体的距离及其实际尺寸的方法，特别涉及一 种利用对焦步数与物距之间的关系表及针孔成像躲的原理计算被拍摄物体的 距离及其实际尺寸的方法。
背景技术：
照相利用的是针孔成像原理，并使用感光介质保存图像。现实景物依据针 孔成像原理穿过照相机的镜头后投射到感光介质上，感光介质例如底片、感光
耦合组件(Charge Coupled Device; CCD)或者互补型金属氧化物半导体 (Complementary Metal-Oxide Semiconductor; CMOS)等，能够在拍摄后将现 实景物的光线记录下来，并可通过化学或数字流程转换为可辨识为现实景物的 图像。
不过，现实景物被照相机拍摄后所产生的图像并没有办法由该图像中得知 实际尺寸，所以，若遇到需要标示尺寸作为参考依据的景物，通常会在拍摄时 再被拍摄的图像中放入一个可以作为长度参考依据的物体，例如尺或常用的硬 币等，然而，如果仅仅是要简单的表示出景物的尺寸，上述使用可做为参考依 据的物体是可以解决的，但是，如果是要表示出被拍摄的景物的详细尺寸，那 么上述的方式可能就会遇上困难。举例来说，为衣服拍摄照片时，如果只在衣 服旁边摆上尺或硬币，对照片的观看者而言是无法正确的得知衣服的尺寸的， 所以为了要表示出衣服的尺寸，最直接的作法便是先测量衣服的长度，并把测 量后的长度标示出来。由于衣服有许多部位，所以每个观看者想要得知的部位 的尺寸往往也不尽相同，因此当观看者想知道的部位拍照者没有标示时，观看 者还是得要询问拍照者想知道的部位的尺寸，于是拍照者得再找出被拍摄的衣 服，并测量观看者想知道的部位的尺寸后再告诉观看者，这样的状况对于拍照 者以及观看者都是一种麻烦，因此，如何能提供一种能够由照片中直接得知被 拍摄的景物的实际尺寸的功能，成为许多人希望解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种计算被拍摄物体的距离及其实际尺寸的 方法，就是在图像检索装置中建立一个对焦步数与对应物距的表格，图像检索 装置可以利用该表格算出物距，由于像距以及像素为图像检索装置的内建参数 值，所以在物距计算出来之后就可以使用"物距/物高=像距/像高"的计算式计算 出物高，如此便可以达到让观看者得知被拍摄物体的实际尺寸的功效，由此解 决先前技术所提到的无法由照片得知被拍摄的景物的实际尺寸的问题。
为实现上述目的，本发明所公开的计算被拍摄物体的距离的方法，包括有 下列步骤建立包含各对焦步数及对应的各物距的表格、对焦物体以输出对焦 步数、当输出的对焦步数存在于表格中时，读取对应的物距、当输出对焦步数 不存在于该表格中时，由表格中读取与输出的对焦步数相邻的两对焦步数及对 应的两物距以计算物体与图像检索装置之间的物距。
而本发明所公开的一种计算被拍摄物体的实际尺寸的方法，包括有下列步 骤读取由图像检索装置拍摄物体而存储的图像文件、读取拍摄物体时的物距、 像距及像素尺寸、在图像文件中选择测定目标、计算测定目标的像素数，并与 像素尺寸相乘得到像高、依据"物距/物高=像距/像高"的计算式计算出的物高即 为该测定冃标的实际尺寸。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的 限定。
图1是现有技术中已知的针孔成像原理示意图2是本发明所提供的计算被拍摄物体的距离的方法流程图3A是本发明的实施例所提供的对焦步数与物距的对应表；
图3B是本发明的实施例所提供的对焦步数、焦段数与物距的对应表；
图4是本发明所提供的方法流程图5A是现有技术中已知的EXIF数据字段表示意图。
图5B是本发明的实施例所提供的存储像素大小于EXIF数据字段表示意图。
图6A是本发明的实施例所提供的点选衣服上缘示意图。
第6B是本发明的实施例所提供的点选衣服下缘示意图。
其中，附图标记
110物体
120镜头
121光学中心点
130感光介质
140第一三角形
150第二三角形
300a表格
300b表格
310物距
320对焦步数
330焦段数
600EXIF数据字段
610像素大小字段
700显示画面
710衣服
711衣服上缘
712衣服下缘
720鉴 皿
具体实施例方式
图1为针孔成像原理的示意图，如图所示，被拍摄的物体110与图像检索 装置的镜头120的光学中心点121所形成的第一三角形140以及物体110在感 光介质130上的像与镜头120的光学中心点121所形成的第二三角形150为相 似三角形，因此该第一三角形140的底边与高的比值会等于该第二三角形150 的底边与高的比值，而该第一三角形140的底边与高分别为物高与物距，该第 二三角形150的底边与高分别为像高与像距，因此"物高/物距=像高/像距"。
为了要使在感光介质130上的像能够被辨识为物体110，因此需要调整图
像检索装置的镜头120到感光介质130的距离，也就是焦距，使得感光介质 130上的像是清晰的，这样的动作称为对焦。随着科技的进步，现在的图像截 取装置已经具有自动对焦的功能。
当图像检索装置自动对焦的时候，图像检索装置中的感光介质(例如感光 耦合组件或互补性金属氧化物半导体)上的传感器会不断接收光线，并将光线 的亮度信息转换成振幅。因为正确的焦距所产生的图像是锐利(清晰)的，所 以振幅上下差距最大，而焦距不正确时，图像也会模糊，振幅也就不明显，于 是图像检索装置便会调整镜头中的镜片的位置，直到振幅最大时停止，此时的 焦距即为最适合的焦距。
由于在自动对焦时，图像检索装置会前后移动镜头中的自动对焦镜片，因 此自动对焦步数便是指自动对焦镜片移动的距离，其中一步(1 pulse)等于 0.0125mm。
以下以一个实施例来说明本发明的操作系统与方法，本实施例的图像检索 装置以数字相机为例，但不以此为限；本实施例的被拍摄的物体以衣服为例， 但并不以衣服为限。同时请参照图2本发明所提供的计算被拍摄目标的距离的 方法流程图。当第一使用者使用本发明以希望其它人能够由此拍摄的图像中直 接得知被拍摄的衣服的实际尺寸时，首先必须要使用一台包含有如图3A所示 的表格300a的数字相机(步骤210)，表格300a中包含各个对焦步数的对焦 步数栏320与其相对应的物距的物距栏310。
接着第一使用者使用数字相机拍摄衣服，在第一使用者半按快门时，数字 相机会对拍摄目标(也就是衣服)进行自动对焦，当数字相机移动自动对焦镜 片到80步的位置时，完成自动对焦，则80即为对焦步数(步骤220)。在自 动对焦完成后，数字相机会读取自动对焦镜片移动前与移动后的对焦步数，并 到表格300a中査询对焦步数对应的物距(步骤231)，由图3A可知对应对焦 步数为80的物距为700 (mm)(步骤232)，如此便可以得知被拍摄的衣服 与数字相机间的距离。若数字相机移动自动对焦镜片到87步的位置，数字相 机会判断表格300a中没有记录对焦步数为87时对应的物距(步骤231)，于 是数字相机会读出相邻的对焦步数91、物距400 (mm)以及对焦步数86、物 距500 (mm)的两组数据，用内插法91-87/91-86=400-真实物距/400-500得出 真实物距为480(mm)(步骤233)。经过上述步骤可以得知被拍摄目标—衣服与数字相机之间的距离，以下参 照图4来说明计算图片中的物体的实际大小的方法。当数字相机拍摄衣服后， 可以将计算出来的距离、拍摄时的像距及图形文件的像素的大小一起存储到拍
摄产生的图形文件中，例如存储在JPEG文件中的EXIF信息字段里，如图5A 所示为EXIF的部分信息的示意图，EXIF信息栏以0xFF (1 byte) + Marker Number (1 byte) + Data size (2 bytes) + Data (n bytes)的形式存在于JPEG文件的 文件头(file header)中，因此可以轻易的在EXIF数据字段里加入EXIF没有 的像素大小字段610，来记录像素大小，如图5B所示，使得在第二使用者取 得图形文件后，使用执行有本发明所提供的图像检视程序读取图文件(步骤 510)，图像检视程序便会将图文件显示在画面700中给第二使用者观看，如 图6A所示，若第二使用者想要得知图形文件中的衣服710的实际尺寸，可以 在图形文件中选择要测量的目标(步骤530)，例如，使用者先点选衣服上缘 711，再点选衣服下缘712，如图6B中的虚线720所示为要测量的目标(衣服 上缘至衣服下缘)的长度。在使用者选择目标的同时，图像检视程序会由图文 件中读出物距、像距以及像素尺寸(步骤520)，并由第二使用者点选衣服上 缘711时的相对于图形文件的坐标(1000, 500)与使用者点选衣服下缘712 时的相对于图形文件的坐标(1000, 1500)计算距离为1500-500=1000 (像素)， 再乘上像素的大小成为像高(步骤540)，也就是说，若本实施例中，像距为 6.26 (mm)，像高为1000*1,85 (um) =1.85 (mm)，且物距为480 (mm)， 使用"物距/物高=像距/像高"的计算式，便可以计算出物高为141.853(mm)(步 骤550)，此处计算出的物高即为测量的目标，也就是衣服上缘711到衣服下 缘712的长度。
除了上述的计算方法之外，由于并非所有的图形文件都可以存储物距、像 距及像素大小等额外的信息，因此，第二使用者可以在图像检视程序中输入图 文件在被拍摄时的物距、像距以及拍摄相机的像素大小，使得图像检视程序可 以读取物距、像距及像素大小(步骤520)，进而使第二使用者在选择目标(步 骤530)之后能够以"物距潜距=物高/像高"的计算式算出物高(步骤540、步 骤550)提供给使用者参考。如此，本发明就可以解决现有技术中问题，直接 在图形文件中得知被拍摄物体的实际尺寸。
此外，上述的执行有本发明的图像检视程序还可以具备自动检测边界的能力，在图像检视程序读入图文件后，可以自动检测图文件中的物体的各个边界， 由于拍摄衣服时，衣服与背景必定会有色差，因此图像检视程序可以利用色差 找出衣服的边界，并先行计算各边界间的实际尺寸，当第二使用者选择目标时， 即可显示出实际尺寸。
而且，由于现在的数字相机己由定焦镜头转变为变焦镜头，因此，实际上
数字相机中存储的表格300b应该还会包含变焦段数330，如图3B所示，数字 相机有第一段(Zl)、第二段(Z2)及第三段(Z3)三段的变焦段数，焦距 分别为6.26、 7.85、 11.63 (mm)，其中空白的部份表示被拍摄的物体在对应 的物距时，无法聚焦，也就是无法拍出清晰的图像，因此若使用第二段的变焦 时，数字相机移动到第105步的位置完成自动对焦，则表示物距为400(mm)。 当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情 况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变型，但 这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1、一种计算被拍摄物体的距离的方法，用于一图像检索装置上，其特征在于，该方法包含下列步骤建立包含至少一对焦步数及各该对焦步数对应的各物距的一表格；对焦该物体以输出该对焦步数；当该对焦步数存在于该表格中时，读取该对焦步数对应的一物距；以及当该对焦步数不存在于该表格中时，从该表格中读取与该对焦步数相邻的两对焦步数以及该两相邻的对焦步数对应的两物距以计算该物距。
2、 如权利要求1所述的计算被拍摄物体的距离的方法，其特征在于，该 计算该物距的步骤是用内插法计算。
3、 一种计算被拍摄物体的实际尺寸的方法，其特征在于，该方法包含下 列步骤读取由一图像检索装置拍摄该物体而存储的图形文件； 读取拍摄该物体时的一物距、 一像距以及一像素尺寸； 在该图形文件中选择一测定目标；计算该测定目标相间的像素数，并与该像素尺寸相乘得到一像高；以及 依据"物距/物高=像距/像高"的计算式计算出的一物高，即为该测定目标的实际尺寸。
4、 如权利要求3所述的计算被拍摄物体的实际尺寸的方法，其特征在于， 该读取该物距的步骤是从该图形文件中读取该物距。
5、 如权利要求3所述的计算被拍摄物体的实际尺寸的方法，其特征在于， 该读取该物距的步骤是读取被输入的该物距。
6、 如权利要求3所述的计算被拍摄物体的实际尺寸的方法，其特征在于， 该读取该像距的步骤是从该图形文件中读取该像距。
7、 如权利要求3所述的计算被拍摄物体的实际尺寸的方法，其特征在于， 该读取该像距的步骤是读取被输入的该像距。
8、 如权利要求3所述的计算被拍摄物体的实际尺寸的方法，其特征在于， 该读出该像素尺寸的步骤是从该图形文件中读取该像素尺寸。
9、 如权利要求3所述的计算被拍摄物体的实际尺寸的方法，其特征在于， 该读出该像素尺寸的步骤是读取被输入的该像素尺寸。
10、如权利要求3所述的计算被拍摄物体的实际尺寸的方法，其特征在于， 该选择该目标的步骤是在该图形文件中选取第一测量位置与第二测量位置。
11 、如权利要求3所述的计算被拍摄物体的实际尺寸的方法，其特征在于， 该选择该目标的步骤是自动检测该目标的边界位置。
全文摘要
本发明提供了一种计算被拍摄物体的距离及其实际尺寸的方法，应用于一图像检索装置上，首先需要建立具有对焦步数及物距(图像检索装置与被拍摄物体之间的距离)的对应关系的表格，接着经过对焦后直接查表就可以得知实际物距。在物距、像距已知的条件下，因为被拍摄的物体的像高可经过图像检索装置的像素对应的大小加以计算得知，因此可轻易的利用“物距/物高＝像距/像高”的计算公式计算出物高(被拍摄物体的实际尺寸)。
文档编号G03B13/36GK101183206SQ20061013873
公开日2008年5月21日 申请日期2006年11月13日 优先权日2006年11月13日
发明者许秀娥 申请人:华晶科技股份有限公司