专利名称：廉价、快速、准确的立体相片影像组自动定位系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种立体相片制作中使用的影像组自动定位系统，使能在一组有相关图案的影像组中，自动寻找出一组对应于影像组中每一帧影像的软片盒位置的系统。
背景技术：
立体相片制作中的一个过程是要使一组放在一软片盒中的软片所记录的影像经过镜头，逐帧影像地投射到感光材料上进行曝光。每帧影像都要预先选定一点为连结点，而在投射时，每帧影像的连结点都要被投射到感光材料上相同的位置。
要达到将各影像的连结点投射到相同的位置，公知的方法是在正式曝光前，预先试验将各帧影像逐一地投射在复写版上，找出连结点，然后以人手调节软片盒的位置，使连结点重叠在一起并以肉眼确定，然后将位置记录下来，得到一组对应于各影像的软片盒位置。在正式曝光时，依据先前的记录，再将软片盒摆放在正被投射影像的对应位置，使全组影像能在各连结点重叠在一起的情况下，准确地投射到感光材料上。
由于在寻找和确定连结点位置时，一般都使用曝光时用的同一部放大机，将软片的影像放大至相片所要求的放大倍数。这便意味着寻找连结点的工序会占去放大机真正有用的曝光时间。在大倍数放大时，由于重量的关系，放大机的动作缓慢，而投射出来的影像亮度也很微弱，不易辨识。再加上选择连结点和确定位置时，由于人的主观因素，会经常出现人为错误。所以这个过程是昂贵、费时、困难、多人为错误的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以独立于放大机以外的一种相片影像连结点自动定位系统。在一组有类似图案的影像组的其中一帧中选择了一个连结点后，本系统便能自动客观地在其余各影像中找出类似图案，并以这些图案的中心作为连结点，从而计算出对应这些连结点的软片盒位置，而免去把影像投射于复写板上的程序，使整个过程可以廉价、快速、准确地完成。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1示出软片在软片盒中的摆放位置。
图2是数码化后各软片影像在画素阵列P中的坐标。
图3是K0，0，MA及SP0，0的关系图。
图4是TAm，n，SPm，n，KAm，n和Km，n的关系图。
图5是本发明的结构图。
图6是r[i][j]的参数示意图。
100，软片盒；101，软片盒原点；110，Fm，n-第m行n列软片；124，m*FX-m行的名义X方向位置；125，n*FY-n列的名义Y方向位置；131， n-Fm，n与其名义位置的X方向位置偏差值；132，ΔFYn-n列软片与名义位置的Y方向偏差；200，P-将全组软片数码化后得到的2维画素阵列；201，P的原点；210，SPm，n将Fm，n数码化后得到的附属画素阵列；212，SPm，n的左上角，坐标是(m*FX+Σi=0mΔFXi,n)CX,]]>(m*FY+ΔFyn)CY；215，SPW-SPm，n的宽度；216，SPH-SPm，n的高度；
220，PR-P右下角的X坐标，-(m-1)*(FX+ΔFXmax)*CX+SPW；221，PB-P右下角的Y坐标，-((n-1)*FY+ΔFYmax)*CY+SPH；300，SP0，0-将F0，0数码化后得到的附属画素列；310，K0，0-SP0，0的连结点；320，MA-模型画素列；321，I-MA的宽度；322，J-MA的高度；330，J/2；331，I/2；340，可以选择K0，0的范围；341，不可以选择K0，0的范围；410，TAm，n-SPm，n中的目标画素列；411，TAm，n的左上角坐标是(TALm，n，TATm，n)；412，TAW-TAm，n的宽度；413，TAH-TAm，n的高度；420，Km，n-SPm，n的连结点；430，KAm，n-在TAm，n中找到与MA有最大相关系数的附属画素阵列；501，电子计算机；502，影像提取卡；503，大倍数CCD摄影机；504，光源；505，摄影机光轴；510，步进马达；511，螺丝；530，控制软件和比较函数；
540，软片。
具体实施例方式
本发明是这样实现的参考图1，用以下方式摆放软片在软片盒中一个软片盒中有M行*N列软片。第m行n列软片Fm，n(110)的左上角在软片盒中的位置是m*FX+Σi=0mΔFXi,n,n*FY+ΔFYn]]>其中FX＝名义X方向行距，FY＝名义Y方向列距，ΔFXm，n＝Fm，n引起的X方向位置偏差值，ΔFYn＝n列软片与其名义位置的Y方向位置偏差值，ΔFXmax＝Fm，n引起的X方向最大位置偏差值，ΔFYmax＝n列软片与其名义位置的Y方向最大位置偏差值，而-ΔFXmax＜ΔFXm，n＜ΔFXmax-ΔFYmax＜ΔFXn＜ΔFYmaxΔFX0，n＞0ΔFYm，0＞0参考图2，将软片的影像通过影像数码化系统记录在一个2维画素阵列P(200)中。软片面积与画素阵列的关系是1单位长、1单位宽的软片被数码化后得到一CX行、CY列的画素阵列。因此，软片盒上一个任意点i，j的位置在P上的座标是i*CX，j*CY而Fm，n(110)的影像被数码化成P(200)的附属画素阵列SPm，n(210)后，SPm，n(210)的左上角在P(200)中的座标是(m*FX+Σi=0mΔFXi,n)CX,(m*FY+ΔFYn)CY]]>参考图3，在F0，0数码化后得到的SP0，0(300)画素阵列中，由操作员任意选出一点K0，0(310)作为连结点，并由电子计算机以这一点为中心，定义出一个大小为I(321)行*J(322)列的2维画素列MA(320)作为模型画素列。K0，0(310)应离开SP0，0(300)的左右两边最少I/2(331)行和离开上下两边最少J/2(330)列。
在余下的每一帧软片Fm，n(110)数码化后所得到的各SPm，n(210)画素阵列中，由电子计算机对每一个SPm，n(210)定义出一个目标画素阵列TAm，n(410)作为寻找类似MA(320)的范围。并以在TAm，n(410)中找到的最类似MA(320)的2维阵列KAm，n(430)的中心点Km，n(420)为SPm，n(210)的连结点。TAm，n的范围是这样定义的TALm，n-TAm，n左上角的X轴座标，TATm，n-TAm，n左上角的Y轴座标，TAW-TAm，n的宽度，TAH-TAm，n的高度，而KXm，n-Km，n的X轴座标，KYm，n-Km，n的Y轴座标，ΔK-图案K轴方向可能偏离距离/2，ΔL-图案Y轴方向可能偏离距离/2，PR-画素阵列P右下角的X座标，PB-画素阵列P右下角的Y座标。若(m≠0)，则TALm，n＝KXm-1，n+FX*CX-ΔK-ΔFXmax*CX-I/2，否则TAL0，n＝KX0，0-ΔK-ΔFXmax*CX-I/2。若TALm，n＜0，则TALm，n＝0，若TALm，n＞(PR-TAW)，则TALm，n＝PR-TAW。若(m≠0)，则TATm，n＝KY0，n-ΔL-J/2，否则TAT0，n＝KY0，0+m*FY*CY-ΔL-ΔFYmax*CY-J/2。若TATm，n＜0，则TALm，n＝0，若TATm，n＞(PR-TAH)，则TALm，n＝PB-TAH。TAW＝2*ΔK+2*FXmax*CX+J，TAH＝2*ΔL+2*FYmax*CY+J。
用根据比较的要求定义出的一个比较函数g()来比较模型画素阵列、MA(320)和目标画素阵列TAm，n(410)，在TAm，n(410)中长出一个与MA(320)有最大相关系数的2维阵列KAm，n(430)，并以KAm，n(430)的中心点Km，n(420)作为Pm，n(210)的连结点。这时Fm，n(110)的连结点是KXm，n/CX，KYm，n/CY。
当计算出每一帧软片的连结点后，便可以得到一组对应于每一帧影像的软片盒位置。
本发明相对已有技术的优点和积极效果
以下是本发明的一个实施例。
参考图1，将M行N列的软片以下列方法摆放在软片盒中。第m行n列软片的左上角在软片盒中的位置是m*FX+Σi=0mΔFXi,n,n*FY+ΔFYn.]]>依据软片面积与画素列的关系求出CX和CY的数值并输入电子计算机。参考图5。CCD摄影机503、影像提取卡502、光源504和电子计算机501组成一个影像数码化系统。由于在寻找连结点时只须比较模型画素阵列MA(320)和各目标画素列TAm，n(410)，所以这个系统只提取MA(320)和TA(410)的影像，而略去其他影像以节省计算时间。本系统又使用大倍数的CCD摄影机503从而能得到高精确度的画素阵列。步进马达510、螺丝511和电子计算机501组成一个软片盒位置控制系统，使软片盒垂直于摄影机的光轴505，并且软片盒上任何一点都能受到电子计算机的控制而停放在摄影机的光轴上。
在比较模型画素阵列MA(320)和目标画素阵列TAm，n(410)后，比较函数会产生一个2维阵列r。r中每一项r[i][j]表示TAm，n(410)中左上角坐标为i，j的一个附属阵列与MA(320)未正常化前的相关系数。其中数值最大的一项代表最类似MA(320)的附属阵列KAm，n(430)。r[i][j]是这样定义的(参考图6)r[i][j]=Σjj=-J/2jj=<J/2Σii=-1/2ii<I/2(MA[ii+I/2][JJ+J/2]-MA‾)(TAm,n[i+ii][j+jj]-TAm,n‾)]]>而MA是模型画素阵列MA(320)的平均数，TAm，n是目标画素阵列TAm，n(410)的平均数。
使使用者在F0，0中所指定的连结点，通过电子计算机501和马达510送到光轴505上，通过数码化系统提取MA(320)的画素阵列。
在寻找每一帧软片Fm，n(110)的连结点时，电子计算机计算出TAm，n(410)的中心点坐标，转换至软片盒位置，再将软片盒的这一点送到光轴505上，通过数码化系统提取TAm，n(410)的画素阵列。再根据比较函数在TAm，n(410)中找出与MA(320)最类似的附属阵列KAm，n(430)。将KAm，n(430)的中心坐标换回软片盒位置，成为Fm，n(110)的连接点坐标。
由电子计算机重覆以上程序，找出这组软片的连结点位置。
权利要求
1.一种立体相片影像组自动定位系统，其特征是利用一组摆放在指定位置的软片的其中一帧影像中数码化后得到的模型画素阵列，根据相关函数，来比较在其余各帧影像中数码化后得到的目标画素阵列，以目标画素阵列中与模型画素阵列最相关的一组附属画素阵列的中心座标，并根据软片面积与画素阵列的关系，计算出对应各软片连结点的软片盒位置阵列。
2.根据权利要求1所述的自动定位系统，其特征是利用步进马达和螺丝来控制软片盒位置，使数码化系统能提取软片盒上一个指定范围的影像。
3.根据权利要求1所述的自动定位系统，其特征是利用大倍数摄影机将软片影像放大，使能得到高精确度的画素列。
4.根据权利要求1所述的自动定位系统，其特征是只提取计算需要的软片影像而不需要将软片影像全部提取。
全文摘要
一种立体相片制作中使用的影像组自动定位系统，能使一组以指定方式摆放在一个软片盒中的有相关图案的软片影像组，通过电子计算机、影像数码化系统、软片盒控制器，利用其中一帧影像中数码化后得到的模型画素阵列，根据相关函数，与其余各帧影像中数码化后得到的目标画素阵列比较，从而寻找出一组对应于影像组中每一帧影像的软片盒位置。
文档编号G06K9/46GK1441381SQ0210663
公开日2003年9月10日 申请日期2002年2月28日 优先权日2002年2月28日
发明者劳国华, 朱彼得, 吴廷孝 申请人:美国科技有限公司