CN100517061C

CN100517061C - 全景影像的产生装置及方法

Info

Publication number: CN100517061C
Application number: CNB2006100022449A
Authority: CN
Inventors: 姜林易达
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2026-01-24
Also published as: CN101008779A

Abstract

本发明涉及一种全景影像的产生装置及方法，可自动产生全景影像，以简化使用者操作，提高使用便利。产生装置包括有：一相机，可旋转至多个方位，拍摄对应的局部影像，并据以产生全景影像；以及一旋转装置，可依据一控制讯号，旋转该相机。产生方法包括：产生两相邻局部影像；从局部影像的相邻两边各取一影像区块；对该两影像区块执行边缘侦测；依据经过边缘侦测的两影像区块，决定其重迭区域；以及依据该重迭区域，接合局部影像而产生全景影像。

Description

全景影像的产生装置及方法

技术领域

本发明涉及一种数字影像处理，尤指一种全景影像的产生装置及方法。

背景技术

一般习用数字相机若要产生全景(panorama)影像，使用者必须藉手动方式(徒手或经由脚架)，移动数字相机来拍摄多张影像，再将所拍摄的影像输入计算机，利用影像处理软件来进行接图，以产生全景影像。此种做法对于一般使用者而言，有相当的难度。一方面，拍摄时需要更专业的拍摄技巧，否则会造成后续接图时难度提高或效果不佳；另一方面，又需要操作复杂的影像软件，以进行接图。因此，习用数字相机未能提供使用者简易便利的方式，来制作全景影像。

发明内容

因此，本发明的目的之一，在于提出一种全景影像的产生装置及方法，可自动产生全景影像，以简化使用者的操作，提高使用上的便利。

在本发明的一实施例中，提供了一种全景影像的产生装置，其包括有：一相机，用以旋转至多个方位，拍摄对应的多个局部影像，并依据该多个局部影像产生一全景影像；以及一旋转装置，连接至该相机，用以依据一控制讯号，旋转该相机。

在本发明的另一实施例中，提供了一种全景影像的产生方法，其包括有：产生两个相邻的局部影像；从该两局部影像的相邻两边各取一影像区块；对该两影像区块执行边缘侦测(edge detection)；依据经过边缘侦测的两影像区块，决定该两影像区块的一重迭区域；以及依据该重迭区域，接合该两局部影像，产生全景影像。

附图说明

图1是本发明的全景影像产生装置的一较佳实施例的示意图。

图2是为解说相机视角的示意图。

图3是依据本发明绘示数字相机如何进行旋转的一实施例的示意图。

图4是本发明的全景影像产生方法的一较佳实施例的流程图。

图5A至图5E是以一实例说明如何进行图4的流程。

附图标号说明：10-全景影像产生装置；11-数位相机；12-旋转装置；13-脚架；14-控制讯号；21-相机；22-伸缩镜头；23、24-视角；41～47-全景影像产生方法的一较佳实施例的流程。

具体实施方式

图1是本发明的全景影像产生装置的一较佳实施例的示意图。如图1所示，全景影像产生装置10包含数字相机11、旋转装置12及脚架13。旋转装置12连接于数字相机11下方，可依据一控制讯号14，将数字相机11旋转至多个方位，以拍摄对应的多个局部影像。数字相机11会接合该多个局部影像，以产生全景影像。脚架13则连接至旋转装置12，以发挥固定的作用，减少拍摄时的晃动，并可调整拍摄高度，增加取景时的弹性。在一实施例中，数字相机11包含记忆装置(图未显示)，以储存该多个局部影像及所产生的全景影像。该记忆装置可为内建的内存(处理速度较快，如DRAM、SRAM等)或外插的记忆卡(处理速度较慢，如CF、SD等规格)。在另一实施例中，旋转装置12内含马达(图未显示)，以旋转数字相机11。该马达可为步进马达、伺服马达、直流马达等。

数字相机11所拍摄的局部影像的宽度，是依据数字相机11的视角而决定。相机的视角，是指相机拍摄时所能涵盖范围的角度，如图2所示。视角愈宽，影像宽度就愈大，反之亦然。图2中，相机21具有伸缩镜头22，当镜头位置在近端(Wide)时(如左图)，视角23较宽；镜头位置在远程(Tele)时(如右图)，视角24较窄。数字相机11在拍摄该多个局部影像时，是逐步旋转至该多个对应方位以进行拍摄，而每次旋转的旋转角度则依据数字相机11的视角决定。在一实施例中，该旋转角度小于数字相机11的视角，以使相邻的局部影像产生部分重迭，利于后续进行影像接合。在此实施例中，若所要产生的全景影像的视角为A_total，数字相机11的视角为A₁，且任两相邻局部影像的相邻两边各取一小角度r₁留作重迭区域，则数字相机11每次所需的旋转角度为A₁-r₁，所需拍摄的局部影像个数则为(A_total-r₁)/(A₁-r₁)的值取整数部分再加一(若刚好整除则不需加一)。另外，若所要产生的全景影像的视角为最大值360度(亦即A_total＝360度)，则所需拍摄的局部影像个数为360/(A₁-r₁)的值取整数部分再加一(若刚好整除则不需加一)。图3是绘示数字相机11如何进行旋转的一实施例，其是假设所要产生的全景影像的视角为360度，且360/(A₁-r₁)等于5。图3中，是以P₁为旋转起点，依序旋转至P₂、P₃、P₄、P₅，每次旋转(A₁-r₁)度，总共拍摄五个局部影像。

图1的实施例中，数字相机11的整个运作过程(包含方位的旋转、局部影像的拍摄及接合)，是经由自动控制方式进行。具体而言，全景影像产生装置10更包含一控制单元(图未显示)，用以启动数字相机11，数字相机11于启动后即自动进行前述整个运作过程，直至产生全景影像。在一实施例中，控制单元为连接于数字相机11的一启动键(例如快门键)。在另一实施例中，控制单元是一遥控器，可让使用者在离数字相机11的一定距离外来进行启动，在操作上更具弹性(例如，要将使用者本身照入全景影像时)。

在图1的实施例中，数字相机11于启动后，会提供控制讯号14至旋转装置12，用以控制数字相机11的旋转。数字相机11可利用各种有线(如透过USB接口)或无线(如蓝芽(Blue tooth)、红外线传输(IrDA)、RF、WiFi等)的方式，来提供控制讯号14至旋转装置12。在另一实施例中，控制讯号14是由使用者藉无线方式所提供(如透过遥控器)。

在一实施例中，旋转装置12在每次旋转至定位后，会回传一确认讯号至数字相机11，通知数字相机11已转至定位，以便进行该定位的局部影像的拍摄。

在图1的实施例中，数字相机11在取得局部影像之时，便藉由韧体程序(firmware program)执行边缘侦测，以决定任两相邻局部影像的一重迭区域，并依据每两相邻局部影像的重迭区域，来接合所有局部影像，以产生全景影像。此部份后文会再详述。

图4是本发明的全景影像产生方法的一较佳实施例的流程图。此实施例是应用于前述的全景影像产生装置10。如图4所示，此流程包含下列步骤：

步骤41：产生两个相邻的局部影像；

步骤42：从该两局部影像的相邻两边各取一影像区块；

步骤43：对该两影像区块执行边缘侦测；

步骤44：分别扫描经过边缘侦测的两影像区块，以产生两个对应的二维矩阵；

步骤45：依据该两个二维矩阵，决定该两影像区块的一重迭区域；

步骤46：调整该两局部影像的亮度为一致；以及

步骤47：依据该重迭区域，接合该两局部影像，产生全景影像。

步骤41中，该两相邻的局部影像是藉由旋转数字相机11至两个方位拍摄而成。步骤42中，该影像区块的宽度是依据步骤41的两方位与数字相机11的视角而决定。在一实施例中，设定数字相机11的视角为A₁，该两方位所形成的夹角(即数位相机11的旋转角度)为B₁，则该两相邻局部影像的相邻两边各取一小角度A₁-B₁留作重迭区域。此时，该影像区块的宽度占该局部影像宽度的比例，需大于重迭区域的对应视角占该局部影像的对应视角(后者即数字相机11的视角)的比例，即(A₁-B₁)/A₁，如此该影像区块才能涵盖该重迭区域。

步骤46中，先计算该两影像区块中，重迭区域的影像平均亮度的比值，再依据此比值，将该两局部影像的亮度调为一致，亦即将较暗者(或较亮者)提高(或降低)亮度，以与较亮者(或较暗者)一致。

图5A至图5E是以一实例说明如何进行图4的流程。图5A是步骤41所产生的两个相邻的局部影像，而步骤42从其相邻两边所截取的影像区块，则如图5B所示。接着，步骤43对图5B的影像区块执行边缘侦测，得到如图5C所示的影像(其是原影像的轮廓)。在步骤44中，对图5C的影像分别进行扫描，得到如图5D的两个10×15的二维矩阵。矩阵中的每个值，是代表图5C影像的对应位置的像素值。在步骤45中，比对图5D的两个矩阵，以找出重迭区域。若以坐标(x，y)来表示，以每个矩阵的左上角为(0，0)(亦即，左矩阵在(0，0)的值为23，右矩阵为25)，则比对后可发现，左矩阵的(2，1)至(9，14)的区块是与右矩阵的(0，0)至(7，13)的区块重迭，此即为重迭区域。值得注意的是，即使两影像的重迭区域的像素值有时会有些许差异，但就重迭区域的水平或垂直扫描线而言，每一扫描线的像素值变化趋势是类似的。

找出重迭区域后，再经由步骤46调整图5A的两局部影像的亮度到一致，步骤47就可依据重迭区域在两局部影像中的位置，接合两局部影像，而产生如图5E所示的全景影像。

本发明的全景影像产生方法的另一较佳实施例，是应用至两个以上的局部影像的情形。此时，该多个局部影像的个数是依据全景影像的视角与相机的视角而定，如前文所述。在此较佳实施例中，是将图4的步骤41至45应用于任两相邻的局部影像，以决定其重迭区域。接着，以其中一局部影像的亮度为准，将所有局部影像的亮度调为一致。最后，再依据每两相邻局部影像的重迭区域，接合所有局部影像，以产生全景影像。在一实施例中，全景影像的视角是由使用者预先设定。

藉由本节所述的实施例，使用者即可利用本发明的全景影像产生装置及方法，经由简易便利的操作(例如，只需按下启动键)，而自动产生全景影像。

以上所述是利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明权利要求保护的范围。大凡熟知本领域的普通一般技术人员皆能明了，适当而作些微的改变及调整，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和权利要求保护的范围。

Claims

1.一种全景影像的产生装置，其特征在于，包含：

一相机，用以旋转至多个方位，拍摄对应的多个局部影像，并依据该多个局部影像产生一全景影像；以及

一旋转装置，内含马达，连接至该相机，依据一控制讯号，旋转该相机；

该相机执行边缘侦测，以决定任两相邻局部影像的一重迭区域，并依据每两相邻局部影像的该重迭区域，接合该多个局部影像，以产生该全景影像。

2.如权利要求1所述的全景影像的产生装置，其特征在于，每一局部影像是对应该相机的一视角，而该相机每次旋转的一旋转角度是依据该视角决定。

3.如权利要求2所述的全景影像的产生装置，其特征在于，该旋转角度小于该视角。

4.如权利要求1所述的全景影像的产生装置，其特征在于，该控制讯号是由该相机所提供。

5.如权利要求1所述的全景影像的产生装置，其特征在于，更包含：

一脚架，连接至该旋转装置。

6.如权利要求1所述的产生装置，其特征在于，更包含：

一遥控器，用以提供该控制讯号。

7.一种全景影像的产生方法，其特征在于，包含：

产生两个相邻的局部影像；

从该两局部影像的相邻两边各取一影像区块；

对该两影像区块执行一边缘侦测；

依据经过该边缘侦测的两影像区块，决定该两影像区块的一重迭区域；以及

依据该重迭区域，接合该两局部影像，产生一全景影像。

8如权利要求7所述的产生方法，其特征在于，该两局部影像是藉由以自动控制方式旋转一相机至两个方位拍摄而成。

9.如权利要求8所述的产生方法，其特征在于，该影像区块的宽度是依据该两方位与该相机的一视角决定。

10.如权利要求7所述的产生方法，其特征在于，该决定重迭区域的步骤包含：

分别扫描经过该边缘侦测的两影像区块，以产生两个对应的二维矩阵；以及

依据该两个二维矩阵，决定该两影像区块的该重迭区域。

11.如权利要求7所述的产生方法，其特征在于，更包含：

调整该两局部影像的亮度为一致。

12.一种产生一全景影像的方法，其特征在于，包含：

分别旋转一相机至多个方位，拍摄对应的多个局部影像，其中，该多个局部影像的个数是依据该全景影像的视角与该相机的视角而定；

从任两相邻局部影像的相邻两边各取一影像区块；

对该两影像区块执行一边缘侦测；

依据每两相邻局部影像的该重迭区域，接合该多个局部影像，以产生该全景影像。

13.如权利要求12所述的产生方法，其特征在于，该全景影像的视角是由一使用者预先设定。