专利名称：：补偿图像中的形状的浮散的制作方法
技术领域：
：本发明的实施例涉及图像处理的领域，更具体地，涉及补偿图像中的形状的浮散(blooming)。
背景技术：
：数字照相机中的传感器上的像素接收光，光被转换为电荷。每个像素具有其能够存储的电荷量的限制。当超过该限制时，电荷可能从一个像素溢出到另一像素，引起被称为浮散的效应。浮散典型地在明亮物体处于图像平面中的较暗的物体附近(例如，物体在阳光充足时被置于窗户前面)时发生。浮散量取决于物体的曝光和亮度差。浮散影响物体如何在图像中呈现为形状。例如，当暗的物体位于亮的背景前面时，暗的物体将在图像中呈现为比其实际尺寸小。相反地，当较亮的物体位于较暗的背景前面时，较亮的物体将在图像中呈现为比其实际尺寸大。通过参照下面的用于说明本发明的实施例的描述和附图，可以最佳地理解本发明。在附图中图IA图示了根据本发明的一个实施例的未因浮散而失真的图像中的示例性形状；图1B-1D图示了根据本发明的一个实施例的因浮散而失真的图像中的示例性形状；图2图示了根据本发明的一个实施例的因浮散而失真的图像中的形状和示例性浮散补偿；图3是图示根据本发明的一个实施例的示例性浮散补偿机制的流程图；图4图示了根据本发明的一个实施例的因浮散而失真的图像中的形状和示例性浮散补偿；图5是图示根据本发明的一个实施例的另一示例性浮散补偿机制的流程图；图6图示了根据本发明的一个实施例的示例性浮散补偿表格；图7图示了根据本发明的一个实施例的因浮散而失真的图像中的形状和示例性浮散补偿；图8是图示根据本发明的一个实施例的另一示例性浮散补偿机制的流程图；图9图示了根据本发明的一个实施例的其中使用限制对应于形状的物体的视角的材料覆盖对应于形状的物体的图像平面中的形状；图10是图示根据本发明的一个实施例的示例性浮散补偿机制的流程图；图11图示了根据本发明的一个实施例的生成图像时的示例性环境；图12图示了根据本发明的一个实施例的具有被跟踪球体的示例性游戏控制器；图13图示了根据本发明的一个实施例的安置在用户上的多个运动捕获球；图14图示了可以根据本发明的一个实施例来使用的硬件和用户接口；以及图15图示了根据本发明的一个实施例的可用于处理指令的附加硬件。具体实施例方式在下面的描述中，阐述了许多具体细节。然而，应当理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其他情形中，公知的电路、结构和技术未被详细示出以便于不致使对该描述的理解变得模糊。本领域的普通技术人员通过所包括的描述将能够在不进行过度的实验的情况下实现适当的功能。说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“实例实施例”等指示所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例不一定包括该特定的特征、结构或特性。此外，这些措词不一定指的是同一实施例。此外，当结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，认为结合其他实施例实现该特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识范围内的，不论其是否被明确描述。在下面的描述和权利要求中，可以使用术语“耦合”和“连接”以及它们的派生词。应当理解，这些术语并非旨在作为彼此的同义词。“耦合”用于指示两个或更多个元件(其可以或可以不彼此直接物理或电气接触)彼此协作或者交互。“连接”用于指示建立彼此耦合的两个或更多个元件之间的通信。可以使用在一个或多个计算设备(例如，通用计算机、诸如SonyPlayStation3娱乐系统的游戏系统、运动捕获计算设备等)上存储并执行的代码和数据来实现图中示出的技术。这些计算设备使用诸如机器可读存储介质(例如，磁盘；光盘；随机存取存储器；只读存储器；闪速存储器器件；相变存储器)和机器可读通信介质(例如，电、光、声或者其他形式的传播信号-诸如载波、红外信号、数字信号等)的机器可读介质存储并且传递(内部地和在网络上与其他计算设备传递)代码和数据。此外，这些计算设备典型地包括一个或多个处理器的集合，该一个或多个处理器耦合到一个或多个其他部件，诸如存储设备、一个或多个用户输入/输出设备(例如，键盘、触摸屏和/或显示器)和网络连接。该处理器集合和其他部件的耦合典型地通过一个或多个总线和桥接器(也被称为总线控制器)实现。存储设备和承载网络流量的信号分别表示一个或多个机器可读存储介质和机器可读通信介质。因此，给定电子设备的存储设备典型地存储用于在该电子设备的一个或多个处理器的集合上执行的代码和/或数据。当然，本发明的实施例的一个或多个部分可以使用软件、固件和/或硬件的不同组合来实现。描述了用于补偿浮散的方法和装置。在本发明的一个实施例中，在图像中的感兴趣的形状外部取得许多个亮度样本，对这些样本的亮度取平均，并且基于形状的亮度和亮度样本的平均值之间的差来调整形状的尺寸。在本发明的另一实施例中，诸如被跟踪球体的被跟踪物体覆盖有限制被跟踪物体的视角的材料，使得被跟踪物体的图像将包括围绕对应于被跟踪物体的形状的晕圈。计算晕圈的宽度并且基于该宽度调整形状的尺寸。图IA图示了根据本发明的一个实施例的包括未因浮散而失真的示例性形状的图像。根据本发明的一个实施例，图像110由数字照相机(例如，SonyPlayStationEye照相机、网络摄像机、运动捕获照相机等)生成。图像110包括被区域115围绕的形状150。形状150是椭圆形(如图IA中图示的，形状150是圆形)。尽管形状150被图示为椭圆形，但是应当理解在本发明的实施例中可以使用其他形状。在本发明的一个实施例中，形状150对应于诸如球体的三维物体并且区域125对应于该三维物体后面的事物(背景)。图像110由许多像素构成，每个像素具有亮度值和一个或多个颜色值。因此，形状150和区域115均由许多个像素构成，每个像素具有亮度值和一个或多个颜色值。图像110中的像素的数目典型地取决于拍摄图像的数字照相机的类型和/或设置。像素的亮度值的范围典型地是从0(没有亮度)到255(全亮度)。例如，如果背景是相对亮的(例如，阳光充足时打开的窗户)，则区域115的像素的亮度值可能是高的(例如，255)。作为另一示例，如果背景是相对暗的(例如，没有窗户并且没有灯的房间)，则区域115的像素的亮度值可能是低的。在图IA中，形状150未受浮散的影响。换言之，背景的亮度不会使形状150的尺寸或形状失真。图IB图示了根据本发明的一个实施例的因浮散而失真的形状150的示例。图像120包括被区域125围绕的形状150。与参照图IA的描述相似，形状150对应于三维物体(例如，球体)，并且区域125对应于该物体后面的事物(背景)。背景相对地比对应于形状150的物体亮。因此，由于亮度差异，浮散影响形状150的尺寸。具体地，浮散使物体的真实尺寸在图像120中呈现为小于其实际尺寸的形状。因此，相对于物体亮度的背景亮度使形状150呈现为小于其应有的尺寸。应呈现在图像120中的形状的尺寸(即，如果不存在浮散)由围绕形状150的虚线1表示。应当理解，背景和物体的亮度值的小差异对形状150不具有浮散影响或具有极小的浮散影响。图IC图示了根据本发明的一个实施例的因浮散而失真的形状150的另一示例。图像130包括被区域135围绕的形状150。与参照图IA和IB的描述相似，形状150对应于三维物体(例如，球体)，并且区域135对应于该物体后面的事物(背景)。在图IC中，背景相对地比对应于形状150的物体暗。换言之，对应于形状150的物体比周围的背景亮。由于该亮度差异，浮散影响图像130中的形状150的尺寸。具体地，浮散使物体的真实尺寸在图像130中呈现为大于其实际尺寸的形状。因此，相对于物体亮度的背景亮度使形状150呈现为大于其应有的尺寸。应呈现在图像130中的形状的尺寸(即，如果不存在浮散)由形状150中的虚线1表示。图ID图示了根据本发明的一个实施例的因浮散而失真的形状150的另一示例。图像140包括形状150。形状140的一半由区域145围绕并且形状140的另一半由区域148围绕。形状150对应于三维物体(例如，球体)，并且区域145和区域148共同对应于该物体的背景。对应于区域145的背景比物体和对应于区域148的背景亮。对应于形状150的物体比对应于区域148的背景亮。因此，一部分背景比物体亮，而另一部分背景比物体暗。背景的每个部分之间的亮度差异引起了浮散，其影响图像140中的形状150的尺寸。应呈现在图像140中的形状的尺寸(即，如果不存在浮散)由虚线1表示。由于对应于区域145的背景比物体的一部分亮，因此形状150的相应部分的尺寸呈现为小于其应有的尺寸。相似地，由于对应于区域148的背景比物体的一部分暗，因此形状150的相应部分的尺寸呈现为大于其应有的尺寸。因此，形状150的尺寸因浮散而在一个部分中减少并且在另一部分中增加。图2图示了根据本发明的一个实施例的因浮散而失真的图像中的形状和示例性浮散补偿机制。将通过参照图3的示例性操作来描述图2。图3是图示根据本发明的一个实施例的示例性浮散补偿机制的流程图。应当理解，参照图2讨论的本发明的实施例可以执行不同于参照图3讨论的那些操作的操作，并且图3可以由除了参照图2讨论的实施例以外的本发明的实施例执行。图2包括图像210。根据本发明的一个实施例，图像210由数字照相机生成。例如，在本发明的一个实施例中，当生成图像210时使用诸如图11中图示的环境。图11图示了用户116在诸如SonyPlayStation3娱乐系统的计算设备1150上玩视频游戏。当然，应当理解，计算设备1150不限于Pla於tation，其他计算设备可以在本发明的实施例中使用(例如，通用计算机、其他类型的游戏系统、运动捕获系统等)。根据本发明的一个实施例，用户通过游戏控制器1170控制屏幕上的人物和/或光标的移动。游戏控制器1170与被跟踪球体1110耦合。图12图示了根据本发明的一个实施例的具有被跟踪球体1110的游戏控制器1170。球体1110的跟踪允许计算系统1150跟踪游戏控制器1170的移动并且使该移动与对应于计算设备1150的动作(例如，控制光标、控制视频游戏中的人物等)相关。例如，照相机1140(例如，SonyPlayStationEye照相机、web照相机、其他数字照相机等)拍摄包括被跟踪球体1110的图像并且将图像数据传递到计算设备1150用于处理。根据本发明的另一实施例，被跟踪球体可以是运动捕获系统的一部分。例如，图13图示了安置在用户1310上的多个运动捕获球1320。运动捕获球1320是由用户1310佩戴的标志，使得成像设备能够基于运动捕获球1320之间的位置或角度来捕获和识别用户的运动。在本发明的一个实施例中，运动捕获球1320附着到运动捕获套装。数字照相机生成运动捕获球的图像并且将该信息传送到计算设备。图像210由照相机1140拍摄并且被传递到计算设备1150用于处理。图像210包括被区域230围绕的形状250。根据本发明的一个实施例，三维物体(例如，球体1110)对应于形状250。尽管形状250被图示为椭圆，但是应当理解，形状250可以采用其他几何形状的形式。此外，尽管形状250已采用圆形的形式(圆形是椭圆形的特殊情况)，但是应当理解，形状250可以是非圆形的椭圆形。对应于形状250的物体(例如，球体1110)比对应于区域230的背景暗。如图11中所示，照相机的视场中的照明条件(自然的和人工的)影响背景的亮度。例如，自然光1130和人工光1120均影响背景的亮度(并且随后影响浮散量)。因此，背景和物体之间的亮度差异量可能引起浮散，其使形状250呈现为小于其在未发生浮散时将呈现的尺寸。应当理解，形状250的不正确的尺寸可能不利地影响确定对应于形状250的物体(例如，球体1110)相对照相机(例如，照相机1140)的位置的计算。例如，如果形状250在图像中小于其应有的尺寸，则对应于形状250的物体可能被计算为处于比其相距照相机的实际距离更远的距离。相反地，如果形状250在图像中大于其应有的尺寸，则对应于形状250的物体可能被计算为处于比其相距照相机的实际距离更近的距离。根据本发明的一个实施例，为了补偿该浮散，执行图3的示例性操作。在图2中，对应于区域230的背景比形状250亮并且浮散使形状250呈现为比其应呈现的尺寸小(应呈现在图像210中的形状的尺寸由虚线240表示)。参照图3，在框310处，接收图像数据。例如，计算系统接收对应于数字照相机拍摄的图像的图像数据。该图像数据包括图像中的每个像素的亮度值和一个或多个颜色值。参照图11，照相机1140生成图像(例如，使用控制器1170的用户的图像)并且将该信息传递到计算设备1150。根据本发明的一个实施例，计算设备1150将接收到的图像数据存储在内部存储器中。如上文提到的，当生成图像时，球体1110的图像(特别是投影到图像上时的球体1110的尺寸)可能因照明条件而失真(例如，自然光1130和人工光1120可以使图像失真)。参照图2，接收图像210。流程从框310移动到框315。在框315处，定位图像中的感兴趣的形状。例如，参照图2，定位图像210中的形状250。分析图像210的像素以确定图像210中的形状250的位置(x、y坐标)。尽管在本发明的一个实施例中，通过分析图像数据来确定感兴趣的形状的位置以定位预定的形状，但是在本发明的替换实施例中，以不同的方式定位感兴趣的形状(例如，基于由对应于感兴趣的形状的物体发射的光的颜色，基于对应于感兴趣的形状的物体的亮度，光的颜色、亮度和/或物体的形状的组合，等等)。如果感兴趣的形状被预先确定为是椭圆形，则在分析图像210之后并且确定对应于形状250的像素之后，确定形状250的质心(例如，通过像素的加权平均，等等)。作为定位图像中的感兴趣的形状的一部分，感兴趣的形状的质心。流程从框315移动到框320。在框320处，对感兴趣的形状(例如，形状250)外部的许多像素进行采样(例如，访问)。根据本发明的一个实施例，访问采样像素以确定它们各自的亮度级。例如，访问图像数据以确定这些采样数据的亮度值。根据本发明的一个实施例，亮度样本分布在感兴趣的形状的每个边缘周围。当然，应当理解，亮度样本可以以其他方式分布(例如，随机分布、先前的样本的亮度的函数，等等)。尽管在本发明的一个实施例中，亮度样本的数目是图像中的感兴趣的形状的尺寸的函数，但是在本发明的替换实施例中，亮度样本的数目以不同的方式被确定(例如，预先确定，感兴趣的形状的类型的函数，感兴趣的形状的亮度的函数，或者感兴趣的形状的尺寸、形状和亮度的任何组合)。流程从框320移动到框330。在框330处，确定每个样本的亮度(例如，通过访问这些像素的亮度值)。应当理解，图像中的感兴趣的形状周围的亮度样本可能均具有不同的亮度值(就是说，每个样本的亮度值是独立的)。流程从框330移动到框340，其中计算这些亮度样本的亮度平均值。流程从框340移动到框350。在框350处，确定感兴趣的形状的亮度是否已知。如果感兴趣的形状的亮度未知，则流程移动到框360，其中确定亮度。然而，如果感兴趣的形状的亮度已知，则流程移动到框370。根据一个实施例，感兴趣的形状的亮度是已知的并且预期遍及图像基本上均勻(反射、差的图像质量等可能影响均勻性)。例如，参照图11，球体1110在计算设备1150已知的特定亮度下发射光。然而，在本发明的其他实施例中，物体的亮度(并且因此对应物体的形状的亮度)是未知的并且必须被确定。根据本发明的一个实施例，可以通过对图像上的形状的许多个像素进行采样并且对来自那些像素的亮度值取平均来确定形状的亮度。在框370处，计算形状的亮度和采样像素的亮度平均值之间的差。根据本发明的一个实施例，负的亮度差指示感兴趣的形状比背景的平均亮度亮，正的亮度差指示感兴趣的形状比背景的平均亮度暗，并且没有亮度差指示感兴趣的形状和背景的平均亮度相同。当然，应当理解，正的亮度差可以指示感兴趣的形状比背景的平均亮度亮，等等。流程从框370移动到框380。在框380处，执行基于亮度差的浮散补偿。例如，如果形状比背景暗，则可以扩大形状的尺寸，而如果形状比背景亮，则可以缩小形状的尺寸。根据本发明的一个实施例，补偿量基于分析经验数据。例如，图6图示了示例性浮散补偿表格610，其包括关于亮度差的列620，和关于调整量的列630。根据本发明的一个实施例，浮散补偿表格610中的值是通过经验分析确定的。例如，使用产生感兴趣的形状的物体(例如，球体1110)的不同的亮度值，以及不同的亮度背景，在照相机和物体之间的距离已知的情况下，可以进行测量以确定对于每种情形出现的浮散量(如果有的话)。通过该处理，可以输入浮散补偿表格610中的值。当然，应当理解，代替浮散补偿表格，可以使用其他方法来补偿浮散。例如，代替浮散补偿表格，可以应用浮散补偿函数，其生成补偿量。通常，浮散的影响随着被跟踪物体移动更接近和更远离具有不同亮度的物体而不同(非线性的)。因此，根据本发明的一个实施例，浮散补偿函数是非线性函数，其可以近似映射为二次函数。根据本发明的一个实施例，如果感兴趣的形状是椭圆形，则调整列630中的值指示将椭圆形的半长轴调整多少。例如，参照图2，形状250是椭圆形(具体地，其是圆形)并且包括半径Rl(圆形的半径也是其半长轴)。如上文所述，背景230比形状250亮，使形状250呈现为小于其应有的尺寸。对应于形状250和亮度样本220的平均值的亮度差的调整列630中的值指示形状250的半径将增加到半径R2。因此，尽管形状250受浮散的影响(即，形状250的尺寸和外观因浮散而失真)，仍调整对应于形状250的数据以补偿浮散。取决于图像中的物体的正确尺寸的应用(例如，诸如图11中示例性图示的游戏运动控制系统的跟踪系统、运动捕获系统等等)可以使用上述示例性操作来补偿浮散。参照图2和3描述的用于补偿浮散的示例性操作可以通过将图像分为两个或更多个区域来增强，每个区域具有它们自身的亮度样本和亮度平均值。根据本发明的一个实施例，在补偿浮散时将图像分为多个区域具有如下优点其中对应于形状的物体的一个区域比(多个)其他区域亮。图4图示了因浮散而失真的图像中的形状以及与参照图2和3描述的相似的示例性浮散补偿，其中添加了如下特征，形状被分为多个区域，每个区域具有其自身的亮度样本和亮度平均值。将参照图5的示例性操作来描述图4。图5是图示根据本发明的一个实施例的浮散补偿机制的流程图。应当理解，参照图4讨论的本发明的实施例可以执行不同于参照图5讨论的那些操作的操作，并且图5可以由不同于参照图4讨论的那些的本发明的实施例来执行。图4包括由数字照相机以与生成图像210的方式相似的方式生成的图像410。图像410包括形状450。应当理解，物体(例如，球体1110)对应于形状450。形状450被分为多个区域(区域A、区域B、区域C和区域D)。尽管形状450被图示为大部分位于图像410的中心，但是应当理解，形状450可以不在图像410的中心。参照图5，在框510处，接收图像数据。例如，在本发明的一个实施例中，计算系统接收对应于数字照相机拍摄的图像的图像数据。参照图11，照相机1140生成图像(例如，使用控制器1170的用户的图像)并且将该信息传递到计算设备1150。如上文提到的，控制器1170的图像并且特别是球体1110的尺寸可能受到照明条件(例如，自然光1130和人工光1120)的影响。参照图4，接收图像410。流程从框510移动到框520。在框520处，定位图像中的感兴趣的形状。例如，参照图4，定位图像410中的形状450。在本发明的一个实施例中，使用与框315中的用于定位形状250相似的机制来定位形状450。流程从框520移动到框530。在框530处，感兴趣的形状被分为许多个区域。参照图4，形状450被分为四个区域区域A、区域B、区域C和区域D。尽管形状450被分为四个区域，但是应当理解，在本发明的一些实施例中，形状可以被分为数目N个区域，其中N大于1。根据本发明的一个实施例，确定感兴趣的形状的质心并且从该质心划分区域。换言之，每个区域的原点是感兴趣的形状的质心。然而，应当理解，在这里描述的本发明的实施例中可以执行将形状分为许多个区域的替换方法。流程从框530移动到框M0。针对每个区域执行框M0-595的操作。在框540处，以与参照图3中的框320所描述的相似的方式对区域中的感兴趣的形状外部的许多个像素进行采样。流程从框540移动到框550。在框550处，确定每个样本的亮度(例如，通过访问这些像素的亮度值)。应当理解，每个区域中的感兴趣的形状周围的亮度样本可以均具有不同的亮度值(就是说，每个样本的亮度值是独立的)。流程从框550移动到框560，其中计算那些亮度样本的亮度平均值。流程从框560移动到框570。在框570处，确定感兴趣的形状的亮度是否已知。如果感兴趣的形状的亮度未知，则流程移动到框580，其中确定亮度。然而，如果感兴趣的形状的亮度已知，则流程移动到框590。根据一个实施例，感兴趣的形状的亮度是已知的并且预期遍及图像基本上均勻。然而，应当理解，反射、差的图像质量等可能影响感兴趣的形状的亮度的均勻性。参照图11，球体1110典型地在计算设备1150已知的特定亮度下发射光。然而，在本发明的其他实施例中，物体的亮度(并且因此对应于物体的形状的亮度)是未知的并且必须被确定。根据本发明的一个实施例，可以通过对图像上的形状的许多个像素进行采样并且对来自那些像素的亮度值取平均来确定形状的亮度。在框590处，计算区域中的形状的亮度和采样像素的亮度平均值之间的差。流程从框590移动到框595，其中执行基于区域的亮度差的浮散补偿。与参照框380所描述的相似，根据本发明的一个实施例，补偿量基于分析经验数据(例如，使用浮散补偿表格610)。图7图示了根据本发明的一个实施例的因浮散而失真的图像平面中的物体和示例性浮散补偿。将参照图8的示例性操作来描述图7。图8是图示根据本发明的一个实施例的浮散补偿机制的流程图。应当理解，参照图7讨论的本发明的实施例可以执行不同于参照图8讨论的那些操作的操作，并且图8可以由不同于参照图7讨论的那些的本发明的实施例来执行。图7包括由数字照相机以与生成图像210的方式相似的方式生成的图像710。图像710包括形状750。应当理解，物体(例如，球体1110)对应于形状750。如图7中所示，图像710的生成期间的照明条件引起了浮散，其影响形状750的尺寸和外观。虚线740表示不存在浮散效应的情况下的形状750的尺寸和外观。如图7中所示，浮散使形状750的一部分呈现为小于其应有的尺寸，并且使形状750的一部分呈现为大于其应有的尺寸。根据本发明的一个实施例，基于沿形状750的边缘780取得的亮度样本来调整多个半径(例如，Rl至R8)。参照图7和8，在框810处，接收图像数据(例如，参照图11，照相机1140生成图像并且将图像数据传递到计算设备1150)。流程从框810移动到框820，其中定位图像710中的感兴趣的形状750。在本发明的一个实施例中，使用与框315中的用于定位形状250相似的机制来定位形状750。流程从框820移动到框830。在框830处，确定图像中的形状的边缘(例如，如实线780表示的形状750的边缘)。根据本发明的一个实施例，通过分析图像中的像素以确定处在形状的边缘的那些像素来确定形状的边缘。例如，从形状750的质心(例如，初始质心730)开始，针对形状750的多个半径(例如，半径Rl至R8)分析多个像素。分析沿每个半径的像素直至定位非形状像素为止。例如，如果形状的颜色已知，则分析沿每个半径的像素直至到达不同的颜色为止。应当理解，可以分析任何数目的半径以确定形状的边缘。例如，在图7中，已计算八个不同的半径(例如，从质心起每隔45度)。流程从框830移动到框840，其中沿其中一个半径在形状的边缘外部取得亮度样本。例如，参照图7，沿半径Rl在边缘780外部取得外部边缘亮度样本765A。流程从框840移动到框850，其中确定该样本的亮度。流程从框850移动到框860，其中确定形状的边缘内部的沿同一半径的相邻像素的亮度。根据本发明的一个实施例，形状850的像素的亮度值基本上恒定和已知(例如，对应于形状850的亮度值存储在计算设备1150中)。然而，如果形状850的亮度值未知，则对与形状的边缘外部的样本相邻的形状的边缘内部的像素进行采样以确定其亮度值。例如，参照图7，沿半径Rl在边缘780内部取得内部边缘亮度样本770A。流程从框860移动到框870。在框870处，确定沿半径的形状(例如，形状内的像素)的亮度和采样的像素的亮度之间的差。例如，参照图7，确定内部边缘亮度样本770A的亮度和外部边缘亮度样本765A的亮度之间的差。流程从框870移动到框880。在框880处，基于外部边缘样本和内部边缘样本的亮度差来调整半径(例如，半径Rl)。与参照框380所描述的相似，根据本发明的一个实施例，补偿量(即，调整多少半径)基于经验数据分析(例如，使用浮散补偿表格610，使用浮散补偿函数，等等)。例如，参照图7，调整对应于外部边缘亮度样本765A和内部边缘亮度样本770A的半径Rl以补偿浮散。根据本发明的一个实施例，对于每个半径(例如，半径R2至R8)重复框840-880的操作。例如，对于N个半径可以取得高达N个外部边缘亮度样本和N个内部边缘亮度样本。对于每对样本(内部和外部边缘样本)，将基于样本亮度差来调整对应于那些样本的半径。当然，应当理解，如果该对样本的亮度相同或者非常小，则可以不调整半径。根据本发明的一个实施例，在对每个半径执行了所有亮度校正之后，基于更新的半径值来更新形状的质心。通过更新的质心，重复上文在图8中描述的过程(例如，操作830至840)。这可以被重复，直至先前计算的质心和当前计算的质心接近(例如，在一个像素内)为止，和/或直至执行了许多次迭代(例如，五次迭代)为止。通常，重复该过程将改善浮散误差补偿的精度。根据本发明的一个实施例，可以通过使用限制物体的视角的材料覆盖物体来有效地消除浮散。例如，图9图示了图像910中的形状950。对应于形状950的物体覆盖有限制物体的视角的材料(例如，与用在膝上型显示屏幕防窥膜(privacyfilter)中的材料相似的材料)。例如，参照图11，球体1110可以覆盖有限制物体的视角的材料。当拍摄被限制物体的视角的材料覆盖的物体的图像时，图像中的形状将被黑色晕圈围绕。例如，形状950被晕圈930围绕。如果物体是球体(例如，球体1110)，则围绕图像中的相应形状的晕圈将是基本上均勻的(即，晕圈的粗度将在形状周围基本上相同)。与背景的亮度无关，晕圈将在给定的距离上保持相同的粗度。因此，晕圈的粗度将是物体和拍摄图像的照相机之间的距离的因子。根据本发明的一个实施例，形状的尺寸基于晕圈的粗度而增加。在本发明的一个实施例中，晕圈的宽度是基于照相机和被跟踪物体之间的距离的线性函数。由于晕圈的宽度将是线性函数并且该宽度不会因物体或者围绕被跟踪物体的背景的亮度而改变，因此有效地消除了浮散。例如，只要被跟踪物体的尺寸相对于离照相机的距离而改变，并且不会因围绕被跟踪物体的物体的亮度而改变，则由于晕圈引起的图像中的球的尺寸将不会影响物体的跟踪。例如，参照图11，通过使用限制被跟踪球体1110的视角的材料覆盖被跟踪球体1110(这将使晕圈围绕数字照相机1140生成的图像中的被跟踪球体1110)，计算设备1150可以在不计算影响图像的浮散量的情况下计算被跟踪球体1110相对于数字照相机1140的距离。该距离值以及水平和竖直值用于确定被跟踪球体1110相对于数字照相机1140的位置，这将控制与计算设备1150关联的动作。根据本发明的另一实施例，基于晕圈的宽度调整对应于被跟踪物体的形状的尺寸。图10是图示根据本发明的一个实施例的用于计算对应于被限制物体的视角的材料覆盖的物体的图像中的感兴趣的形状的尺寸的示例性方法的流程图。参照图9和10，在框1010处，接收图像数据910。根据本发明的一个实施例，与参照图310所描述的相似，由数字照相机生成图像1010。流程从框1010移动到框1020，其中定位图像910中的感兴趣的形状950。在本发明的一个实施例中，使用与框315中描述的机制相似的机制定位感兴趣的形状。流程从框1020移动至框1030。在框1030处，确定晕圈的宽度。如先前描述的，晕圈的宽度典型地是不均勻的。根据本发明的一个实施例，分析图像的像素以确定晕圈的宽度。流程从框1030移动到框1040，其中基于晕圈的宽度来增加形状的尺寸。图14图示了可以根据本发明的一个实施例来使用的硬件和用户接口。图14示意性地图示了SonyPlayStation3娱乐设备的整体系统架构，可以与根据本发明的一个实施例补偿浮散以及实施三维控制器定位系统兼容的操纵台。系统单元1400配备有可连接到系统单元1400的各种外围设备。系统单元1400包括Cell处理器1似8；Rambus动态随机存取存储器UDRAM)单元1似6；具有专用视频随机存取存储器(VRAM)单元1432的RealitySynthesizer(现实合成器)图形单元1430；以及I/O桥接器14；34。系统单元1400还包括用于从光盘1440a进行读取的BluRayDiskBD-R0M光盘读取器1440和可移除吸入式硬盘驱动器(HDD)1436，它们可通过I/O桥接器1434访问。可选地，系统单元1400还包括用于读取紧凑型闪速存储器卡、MemoryMick存储器卡等的存储器卡读取器1438，其相似地可通过I/O桥接器1434访问。I/O桥接器14；34还连接到多个通用串行总线(USB)2.0端口1424；吉比特以太网端口1422；IEEE802.11b/g无线网络(Wi-Fi)端口1420；和能够支持高达七个Bluetooth连接的Bluetooth无线链路端口1418。在操作中，1/0桥接器1434处理所有无线、USB和以太网数据，包括来自一个或多个游戏控制器1402-1403的数据。例如，当用户正在玩游戏时，I/O桥接器1434经由Bluetooth链路从游戏控制器1402-1403接收数据并且将其引导至Cell处理器14，Cell处理器14据此更新游戏的当前状态。除了游戏控制器1402-1403之外，无线、USB和以太网端口还提供用于其他外围设备的连接性，诸如遥控器1404；键盘1406；鼠标1408；诸如SonyPlayStationPortable娱乐设备的便携式娱乐设备1410；诸如EyeToy摄像机1412的摄像机；麦克风耳机1414；和麦克风1415。这些外围设备因此可以在原则上无线地连接到系统单元1400；例如便携式娱乐设备1410可以经由Wi-Fi自组织连接(ad-hocconnection)通信，而麦克风耳机1414可以经由Bluetooth链路通信。提供这些接口意味着PlayMation3设备还潜在地与其他外围设备兼容，诸如数字视频记录器(DVR)、机顶盒、数字照相机、便携式媒体播放器、IP语音电话、移动电话、打印机和扫描仪。此外，遗留存储器卡读取器1416可以经由USB端口14M连接到系统单元，实现由Pla於tation或PlayMation2设备使用的类型的存储器卡1448的读取。游戏控制器1402-1403可操作用于经由Bluetooth链路无线地与系统单元1400通信，或者连接到USB端口，由此还提供为游戏控制器1402-1403的电池充电的电力。游戏控制器1402-1403还可以包括存储器、处理器、存储器卡读取器、诸如闪速存储器的永久性存储器、诸如LED或红外灯的光发射器、用于超声通信的麦克风和扬声器、声腔、数字照相机、内部时钟、诸如面对游戏控制台的球体部分的可识别形状、以及使用诸如Bluetooth、Wi-Fi等协议的无线通信。游戏控制器1402是被设计成用双手使用的控制器，而游戏控制器1403是具有球附件的单手控制器。除了一个或多个模拟操作杆和传统的控制按钮之外，游戏控制器容许三维位置确定。因此除了传统的按钮或操纵杆命令之外或者作为其替换，游戏控制器的用户的手势和移动可以被翻译为针对游戏的输入。可选地，诸如Pla於tation便携式设备的其他无线使能外围设备可以被用作控制器。在Pla於tation便携式设备的情况下，可以在设备的屏幕上提供另外的游戏或控制信息(例如，控制指令或者生命数)。还可以使用其他替换或补充的控制设备，诸如跳舞毯(未示出)、光线枪(未示出)、方向盘和踏板(未示出)或者定制的控制器，诸如用于快速反应问答游戏的单个或几个大按钮(也未示出)。遥控器1404还可操作用于经由Bluetooth链路无线地与系统单元1400通信。遥控器1404包括适合于BluRayTMDiskBD-ROM读取器1440的操作和光盘内容的导航的控制。除了传统的预先记录和可记录⑶以及所谓的SuperAudio⑶(超级音频⑶)之外，BluRayTMDiskBD-ROM读取器1440可操作用于读取与PlayMation和PlayMation2设备兼容的⑶-ROM。除了传统的预先记录和可记录DVD之外，读取器1440还可操作用于读取与PlayMation2和PlayStation3设备兼容的DVD-ROM。读取器1440进一步可操作用于读取与PlayMation3设备兼容的BD-R0M，以及传统的预先记录和可记录Blu-Ray光盘。系统单元1400可操作用于通过音频和视频连接器向具有显示器1444和一个或多个扬声器1446的诸如监视器或电视机的显示和声音输出设备1442提供音频和视频，该音频和视频由PlayMation3设备经由现实合成器图形单元1430生成或解码。音频连接器1450可以包括传统的模拟和数字输出，而视频连接器1452可以以各种形式包括分量视频、S视频、复合视频以及一个或多个高清晰度多媒体接口(HDMI)输出。因此，视频输出可以具有诸如PAL或NTSC的格式，或者具有720p、IOSOi或IOSOp的高清晰度。音频处理(生成、解码等)由Cell处理器1似8执行。PlayMation3设备的操作系统支持Dolby5.1环绕声、Dolby影院环绕(DTS)和来自Blu-Ray光盘的7.1环绕声的解码。在本发明的一个实施例中，摄像机1412包括单个电荷耦合器件(CXD)、LED指示器和基于硬件的实时数据压缩和编码装置，从而压缩视频数据可以以用于由系统单元1400解码的适当的格式(诸如基于图像内部的MPEG(运动图片专家组)标准)被传送。照相机LED指示器被布置为响应于来自系统单元1400的适当的控制数据而点亮，例如以表示不利的照明条件。摄像机1412的实施例可以以各种形式经由USB、BlueTooth或Wi-Fi通信端口连接到系统单元1400。摄像机的实施例可以包括一个或多个关联的麦克风并且还能够传送音频数据。在摄像机的实施例中，CCD可以具有适合于高清晰度视频捕捉的分辨率。在使用中，由摄像机捕捉的图像可以例如并入游戏中或被解释为游戏控制输入。在另一实施例中，照相机是适合于检测红外光的红外照相机。通常，为了经由系统单元1400的通信端口中的一个使用诸如摄像机或遥控器的外围设备进行成功的数据通信，应提供诸如设备驱动器的适当的软件。设备驱动器技术是公知的并且这里将不做详细描述，只是说明本领域的技术人员将了解所描述的本实施例中可能需要设备驱动器或相似的软件接口。图15图示了根据本发明的一个实施例的可用于处理指令的附加硬件。根据本发明的一个实施例，图15图示了系统单元1400。图14的Cell处理器1似8具有包括如下四个基本部件的架构外部输入和输出结构，其包括存储器控制器1560和双总线接口控制器1570A、B；被称为主处理元件的主处理器1550；被称为协作处理元件(SPE)的八个协处理器1510A-H;以及被称为元件互连总线1580的连接以上部件的圆形数据总线。对比PlayStation2设备的EmotionEngine(情感引擎)的6.2GFLOPs,Cell处理器的总浮点性能是218GFLOPS。控制处理元件(PowerProcessingElement，PPE)1550基于双向同时多线程Power1470相容PowerPC核心(PPU)1555，其以3.2GHz的内部时钟运行。其包括512kB2级(L2)高速缓存和32kB1级(Li)高速缓存。PPE1550能够在每个时钟周期进行八次单个位置运算，在3.2GHz下转换为25.6GFLOPs0PPE1550的主要任务是用作协作处理元件1510A-H的控制器，而协作处理元件1510A-H处理大部分的计算工作量。在操作中PPE1550维持作业队列，调度协作处理元件1510A-H的作业并且监控它们的进程。因此每个协作处理元件1510A-H运行的核心的任务是取来作业、执行该作业并且与PPE1550同步。每个协作处理元件(SPE)1510A-H包括相应的协作处理单元(SPU)1520A-H,以及相应的存储器流程控制器(MFC)1M0A-H，其又包括相应的动态存储器存取控制器(DMAC)1M2A-H、相应的存储器管理单元(MMU)1M4A-H和总线接口(未示出)。每个SPU1520A-H是RISC处理器，其时钟为3.2GHz并且包括256kB本地RAM1530A-H,原则上可扩展到4GB。每个SPE给出了理论上的单精度性能的25.6GFLOPS0SPU可以在单个时钟周期中对4个单精度浮点数、4个32位数、8个16位整数或者16个8位整数进行运算。在同一时钟周期中，其还可以执行存储器操作。SPU1520A-H不直接存取系统存储器)(DRAM1似6;由SPU1520A-H形成的64位地址被传递到MFC1540A-H,其指示其DMA控制器1M2A-H经由元件互连总线1580和存储器控制器1560存取存储器。元件互连总线(EIB)1580是Cell处理器14内部的逻辑圆形通信总线，其连接以上处理器元件，即PPE1550、存储器控制器1560、双总线接口1570A、B和8个SPE1510A-H,总共12个参与者。参与者可以同时以每个时钟周期8个字节的速率读取和写入总线。如前面提到的，每个SPE1510A-H包括用于调度较长的读取或写入序列的DMAC1M2A-H。EIB包括四个通道，各有两个通道处于顺时针和逆时针方向。因此对于十二个参与者，任何两个参与者之间的最长的步进式数据流在适当的方向上是六步。因此在通过参与者之间的仲裁的完全利用的情况下，12个时隙的理论峰值瞬时EIB带宽是每时钟96B。这等于3.2GHz时钟速率下的307.2GB/s(吉字节每秒)的理论峰值带宽。存储器控制器1560包括由RambusIncorporated公司开发的)(DRAM接口1562。具有RambusXDRAM1426的存储器控制器接口具有25.6GB/s的理论峰值带宽。双总线接口1570A、B包括RambusFlexIO系统接口1572A、B。接口被组织为12个通道，每个通道宽8位，五个路径入站并且七个路径出站。这提供了经由控制器170A的Cell处理器和I/O桥接器700与经由控制器170B的现实模拟器图形单元200之间的62.4GB/s的理论峰值带宽(36.4GB/s出站，26GB/s入站)。由Cell处理器14发送到现实模拟器图形单元1430的数据将典型地包括显示列表，其是绘制顶点、将纹理应用到多边形、指定照明条件等的命令序列。尽管图中的流程图示出了由本发明的某些实施例执行的特定顺序的操作，但是应当理解，该顺序是示例性的(例如，替换实施例可以以不同的顺序执行这些操作，组合某些操作，使某些操作重叠，等等)。尽管在若干个实施例方面描述了本发明，但是本领域的技术人员将认识到，本发明不限于所描述的实施例，本发明可以使用所附权利要求的精神和范围内的修改和变更进行实施。因此说明书应被视为说明性的而非限制性的。权利要求1.一种用于补偿数字摄像机生成的图像中的形状的浮散的方法，包括对所述形状外部的多个像素进行采样；确定每个采样像素的亮度；对那些采样像素的亮度取平均；以及基于所述形状的亮度和所述采样像素的平均亮度之间的差来补偿所述形状的浮散。2.如权利要求1所述的方法，其中所述形状的亮度通过下述来确定对所述图像中的所述形状中的一个或多个像素进行采样；确定所述形状中的采样的一个或多个像素中的每一个的亮度；以及对那些采样的像素取平均以确定所述形状的亮度。3.如权利要求1所述的方法，其中所述形状的亮度是已知的。4.如权利要求1所述的方法，其中对应于所述形状的物体是球体，并且所述形状是椭圆形。5.如权利要求4所述的方法，进一步包括确定所述椭圆形的半长轴，其中补偿浮散包括应用经验数据映射以基于所述形状的亮度和所述采样像素的平均亮度之间的差来调整所述半长轴。6.一种补偿数字照相机生成的图像中的形状的浮散的方法，包括确定所述形状的边缘；沿多个半径对所述形状的所述边缘外部的多个像素进行采样；确定每个采样像素的亮度；以及对于每个采样像素，基于所述形状的亮度和所述采样像素的亮度之间的差来调整相应的半径。7.如权利要求6所述的方法，其中所述形状的亮度通过下述来确定对所述图像中的所述形状中的一个或多个像素进行采样；确定所述形状中的采样的一个或多个像素中的每一个的亮度；以及对那些采样的像素取平均以确定所述形状的亮度。8.如权利要求6所述的方法，其中所述形状的亮度是已知的。9.如权利要求6所述的方法，其中对应于所述形状的物体是球体，并且所述形状是椭圆形。10.如权利要求6所述的方法，其中相应的半径的调整基于经验映射数据。11.如权利要求8所述的方法，其中确定所述形状的所述边缘包括确定所述图像中的所述形状的位置和尺寸。12.一种用于补偿投影为数字照相机生成的图像上的形状的物体的浮散的计算设备，所述计算设备包括处理器，用于执行指令；以及存储器，与所述处理器耦合，所述存储器具有指令，所述指令在被执行时使所述处理器执行操作，所述操作包括对所述形状外部的多个像素进行采样，确定每个采样像素的亮度，对那些采样像素的亮度取平均，以及基于所述形状的亮度和所述采样像素的平均亮度之间的差来补偿所述形状的浮散。13.如权利要求12所述的计算设备，其中所述形状的亮度通过下述来确定对所述图像中的所述形状中的一个或多个像素进行采样；确定所述形状中的采样的一个或多个像素中的每一个的亮度；以及对那些采样的像素取平均以确定所述形状的亮度。14.如权利要求12所述的计算设备，其中所述形状的亮度是已知的。15.如权利要求12所述的计算设备，其中对应于所述形状的物体是球体，并且所述形状是椭圆形。16.如权利要求15所述的计算设备，进一步包括，所述存储器进一步存储指令，所述指令在被执行时使所述处理器执行确定所述椭圆形的半长轴，其中补偿浮散包括应用经验数据映射以基于所述形状的亮度和所述采样像素的平均亮度之间的差来调整所述半长轴。17.一种用于补偿投影为图像上的形状的物体的浮散的计算设备，所述计算设备包括处理器，用于执行指令；以及存储器，与所述处理器耦合，所述存储器具有指令，所述指令在被执行时使所述处理器执行操作，所述操作包括确定所述形状的边缘，沿多个半径对所述形状的所述边缘外部的多个像素进行采样，确定每个采样像素的亮度，以及对于每个采样像素，基于所述形状的亮度和所述采样像素的亮度之间的差来调整相应的半径。18.如权利要求17所述的计算设备，其中所述形状的亮度通过下述来确定对所述图像中的所述形状中的一个或多个像素进行采样；确定所述形状中的采样的一个或多个像素中的每一个的亮度；以及对那些采样的像素取平均以确定所述形状的亮度。19.如权利要求17所述的计算设备，其中所述形状的亮度是已知的。20.如权利要求17所述的计算设备，其中对应于所述形状的物体是球体，并且所述形状是椭圆形。21.如权利要求17所述的计算设备，其中相应的半径的调整基于经验映射数据。22.如权利要求19所述的计算设备，其中确定所述形状的所述边缘包括确定所述图像中的所述形状的位置和尺寸，其中所述形状的所述边缘包括直接围绕所述形状的像素。23.一种提供指令的机器可读存储介质，所述指令在被处理器执行的情况下将使所述处理器执行用于补偿数字照相机生成的图像中的形状的浮散的操作，所述操作包括对所述形状外部的多个像素进行采样；确定每个采样像素的亮度；对那些采样像素的亮度取平均；以及基于所述形状的亮度和所述采样像素的平均亮度之间的差来补偿所述形状的浮散。24.如权利要求23所述的机器可读存储介质，其中所述形状的亮度通过下述来确定对所述图像中的所述形状中的一个或多个像素进行采样；确定所述形状中的采样的一个或多个像素中的每一个的亮度；以及对那些采样的像素取平均以确定所述形状的亮度。25.如权利要求23所述的机器可读存储介质，其中所述形状的亮度是已知的。26.如权利要求23所述的机器可读存储介质，其中对应于所述形状的物体是球体，并且所述形状是椭圆形。27.如权利要求沈所述的机器可读存储介质，进一步包括确定所述椭圆形的半长轴，其中补偿浮散包括应用经验数据映射以基于所述形状的亮度和所述采样像素的平均亮度之间的差来调整所述半长轴。28.一种提供指令的机器可读存储介质，所述指令在被处理器执行的情况下将使所述处理器执行用于补偿数字照相机生成的图像中的形状的浮散的操作，所述操作包括确定所述形状的边缘；沿多个半径对所述形状的所述边缘外部的多个像素进行采样；确定每个采样像素的亮度；以及对于每个采样像素，基于所述形状的亮度和所述采样像素的亮度之间的差来调整相应的半径。29.如权利要求观所述的机器可读存储介质，其中所述形状的亮度通过下述来确定对所述图像中的所述形状中的一个或多个像素进行采样；确定所述形状中的采样的一个或多个像素中的每一个的亮度；以及对那些采样的像素取平均以确定所述形状的亮度。30.如权利要求观所述的机器可读存储介质，其中所述形状的亮度是已知的。31.如权利要求观所述的机器可读存储介质，其中对应于所述形状的物体是球体，并且所述形状是椭圆形。32.如权利要求观所述的机器可读存储介质，其中相应的半径的调整基于经验映射数据。33.如权利要求30所述的机器可读存储介质，其中确定所述形状的所述边缘包括确定所述图像中的所述形状的位置和尺寸。34.一种防止浮散使数字照相机生成的图像中的形状的尺寸失真的方法，所述方法包括从所述数字照相机接收包括所述形状的图像，所述形状对应于跟踪系统中的三维物体，所述三维物体被覆盖有限制所述三维物体的视角的材料，其中所述材料使晕圈围绕所述图像中的所述形状；计算所述图像中的所述形状的尺寸；以及使用所述形状的计算尺寸来确定所述三维物体相对于所述数字照相机的位置。35.如权利要求34所述的方法，其中所述三维物体是球体，并且所述形状是椭圆形。36.如权利要求34所述的方法，其中计算所述形状的尺寸包括计算所述形状在所述图像内的χ和y坐标。37.如权利要求34所述的方法，其中围绕所述形状的所述晕圈具有相同的尺寸，与生成所述图像时处于所述物体后面的事物无关。38.一种跟踪系统，包括被跟踪物体，其被覆盖有限制三维物体的视角的材料；成像设备，在所述被跟踪物体移动时生成包括所述被跟踪物体的多个图像，所述成像设备将所述多个图像传送到计算设备，其中所述被跟踪物体在所述多个图像上被投影为形状，并且其中所述材料使晕圈围绕所述多个图像中的所述形状；以及所述计算设备包括处理器，其执行指令，以及存储器，与所述处理器耦合，所述存储器具有指令，所述指令在被执行时使所述处理器执行操作，所述操作包括接收所述多个图像；对于每个接收的图像，确定所述图像中的所述形状的尺寸，并且使用所述形状的尺寸来确定所述被跟踪物体相对于所述成像设备的位置。39.如权利要求38所述的跟踪系统，其中确定所述形状的尺寸包括计算所述形状在所述图像内的χ和y坐标。40.如权利要求38所述的跟踪系统，其中围绕所述形状的所述晕圈具有相同的尺寸，与围绕所述晕圈的像素的亮度量无关。41.如权利要求38所述的跟踪系统，其中所述被跟踪物体是球体并且每个所述形状是椭圆形。42.如权利要求38所述的跟踪系统，其中所述被跟踪物体与游戏控制器耦合并且所述被跟踪物体相对于所述成像设备的位置控制与视频游戏相关联的动作。43.如权利要求38所述的跟踪系统，其中所述被跟踪物体是运动捕获系统中的多个被跟踪物体中的一个。全文摘要取得形状外部的许多个亮度样本以补偿数字照相机生成的图像中的形状的浮散。确定每个样本的亮度并且对其取平均，并且基于形状的亮度和亮度样本的平均值之间的差来调整形状的尺寸。文档编号G06K9/40GK102257512SQ200980150533公开日2011年11月23日申请日期2009年7月10日优先权日2008年12月17日发明者米黑洛夫A.,拉森E.,L.马克斯R.申请人:索尼电脑娱乐公司