CN103780830B - 连动式摄影***及其多摄影机的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种连动式摄影***及其多摄影机的控制方法。其中连动式摄影***可执行多摄影机的控制方法，且多摄影机的控制方法可以包括下列步骤。利用第一摄影机得到第一影像。利用第二摄影机得到第二影像，其中第一影像的拍摄视野至少部分涵盖第二影像的拍摄视野。依据第一影像以及第二影像建立控制对应表。接收指定指令，其中指定指令指定第一影像中的兴趣区域。依据兴趣区域控制对应表调整第二摄影机的拍摄视野，使第二摄影机拍摄兴趣区域并输出第三影像。如此一来，可简易地使第二摄影机与第一摄影机连动。
Description
技术领域
本发明涉及一种连动式摄影***及其多摄影机的控制方法，特别是一种能使多个摄影机快速连动的连动式摄影***及其多摄影机的控制方法。
背景技术
随着监控设备的普及化，越来越多人会装设监控设备来保障自身的财产与人身安全。为能无死角的监控，因此有厂商提出可全景（panorama）拍摄的摄影机。而全景摄影机的实现方式可以由多组镜头所接合而成，也可以利用以单一个鱼眼镜头（fisheye lens）而实现。全景拍摄的优点在于可以全方位且无死角的方式观看所拍摄的数码影像。
虽然全景摄影机具有广角度拍摄的优点，但由于全景摄影机无法进行光学变焦的处理。所以观看者无法从全景影像中的任一观看目标进行影像的缩放处理。虽然全景摄影机可以通过数码变焦的方式，对观看目标进行影像的缩放。但这样的处理方式仅是利用像素的插补处理，所以经过数码变焦后的影像解析度会大幅下降，使得数码影像会有成像品质不佳的问题。若是在离全景摄影机较远的地方发生事故时，观看者较难从全景影像中观看到清晰的观看目标。
相较于全景摄影机而言，回转变焦摄影机（pan-tilt-zoom，PTZ）可以进行光学变焦的处理。因此回转变焦摄影机可以拉近（zoom in）拍摄视野，使得远处的观看目标可以被放大。但回转变焦摄影机的拍摄视野则小于全景摄影机的拍摄视野。因此有人尝试利用一台全景摄影机搭配另一台回转变焦摄影机以拍摄相同场景的细节。
但是由于不同位置的摄影机的视角不可能完全一致，若以环境中某一全景摄影机的观点驱动环境中另一回转变焦摄影机时，视野会出现误差。且现有的搭配方式需要即时运算每个像素在两个摄影机所撷取的影像中对应的位置，因此需要耗费极大的运算资源以及运算时间。即使以采样的方式取代对每个像素运算，仍需要有不短的反应时间。特别是当回转变焦摄影机同时需要进行在不同轴上的转动以及变焦时，更是需要繁杂的计算才能得到控制回转变焦摄影机所需的参数。
发明内容
有鉴于以上的问题，本发明的目的在于提出一种连动式摄影***及其多摄影机的控制方法。连动式摄影***包括一第一摄影机、一第二摄影机、一校准单元以及一控制单元；且连动式摄影***可执行多摄影机的控制方法。
多摄影机的控制方法可以包括下列步骤。利用一第一摄影机得到一第一影像。利用一第二摄影机得到一第二影像，其中第一影像的拍摄视野至少部分涵盖第二影像的拍摄视野。依据第一影像以及第二影像建立一控制对应表。接收一指定指令，其中指定指令指定第一影像中的一兴趣区域（region of interest，ROI）。依据兴趣区域以及控制对应表调整第二摄影机的拍摄视野，使第二摄影机拍摄兴趣区域并输出一第三影像。
而于连动式摄影***之中，第一摄影机用以得到第一影像，第二摄影机用以得到第二影像，其中第一影像的拍摄视野至少部分涵盖第二影像的拍摄视野。校准单元用以依据第一影像以及第二影像建立控制对应表。控制单元用以接收指定指令，其中指定指令指定第一影像中的兴趣区域；以及依据兴趣区域以及控制对应表调整第二摄影机的拍摄视野，使第二摄影机拍摄兴趣区域并输出第三影像。
综上所述，连动式摄影***及其多摄影机的控制方法可以利用第一影像以及第二影像建立控制对应表，并以查表的方式直接得到兴趣区域所对应的参数并据以得到第三影像。因此连动式摄影***及其多摄影机的控制方法能够快速地使多个摄影机连动，而减少使用者需等待的反应时间。
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。
附图说明
图1为本发明一实施例之连动式摄影***的方框示意图；
图2A为本发明一实施例的第一摄影机与第二摄影机的架设示意图；
图2B为本发明另一实施例的第一摄影机与第二摄影机的架设示意图；
图3为本发明一实施例的多摄影机的控制方法的流程图；
图4为本发明一实施例的步骤S200的流程图；
图5为本发明一实施例的第四影像的示意图；
图6为本发明一实施例的步骤S300的流程图；
图7为本发明一实施例的定位点的示意图；
图8为本发明一实施例的步骤S340的流程图；
图9为本发明一实施例的圆角座标的示意图；
图10为本发明一实施例的内插法的示意图；
图11为本发明一实施例的步骤S500的流程图；
图12A为本发明一实施例的步骤S510的流程图；
图12B为本发明另一实施例的步骤S510的流程图；
图13为本发明一实施例的边映点的示意图；
图14为本发明一实施例的第二参考圆的示意图。
其中，附图标记
22 第一摄影机
24 第二摄影机
26 校准单元
28 控制单元
30 第四影像
31 参考轴
32 第五影像
33 参考轴
34 部分的全景接图
35 参考轴
40 第一影像
41 第一中心点
42 第二中映点
43 定位点
44、44a、44b、44c、44d 座标点
45 第一参考圆
50 第二影像
51 第一中映点
52 第二中心点
53 定位点
55 第二参考圆
56 缩放夹角
60 兴趣区域
61 第三中心点
62、62a、62b 边界点
71 第三中映点
72、72a、72b 边映点
具体实施方式
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求范围及附图，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例是进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。
本发明提供一种连动式摄影***及其多摄影机的控制方法，其中连动式摄影***可执行多摄影机的控制方法。首先请参考图1，其为本发明一实施例的连动式摄影***的方框示意图。连动式摄影***包括一第一摄影机22、一第二摄影机24、一校准单元26以及一控制单元28。其中第一摄影机22、第二摄影机24以及校准单元26分别连接到控制单元28。第一摄影机22以及第二摄影机24可分别对其拍摄视野（field of view）撷取影像，且控制单元28可利用第一摄影机22得到一第一影像，并利用第二摄影机24得到一第二影像。
第一摄影机22以及第二摄影机24可以例如是一组镜头加上电荷耦合元件（Charge-coupled Device，CCD）、一组镜头加上互补式金属氧化物半导体（ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor，CMOS）或是一网络摄影机（Internet Protocol camera，IPcamera）。更进一步地说，第一摄影机22的种类可以是鱼眼（fisheye）摄影机、全景摄影机或广角摄影机，以下是以鱼眼摄影机为例，因此第一影像是为全景影像（或称为鱼眼影像）。一般而言，全景影像可以涵盖360度的拍摄视野。第二摄影机24则可以是回转变焦摄影机（Pan-Tilt-Zoom camera，PTZ camera）或是数码回转变焦的摄影机。
第一摄影机22的拍摄视野至少部份涵盖第二摄影机24所拍摄的部分视野。为此第一摄影机22与第二摄影机24的可以相邻架设，也可以将第一摄影机22与第二摄影机24以相隔一定距离的方式架设。以在同一房间中为例，第一摄影机22可与第二摄影机24并列的设置于相邻位置，如图2A所示。此外，也可以将第一摄影机22与第二摄影机24设置于房间中的不同位置，如图2B所示。
校准单元26以及控制单元28可以通过个人计算机、网络影像记录器（networkvideo recorder，DVR）、嵌入式***（embedded system）或具有计算能力的电子装置所实现。除了上述元件之外，连动式摄影***亦可依实际需求包括储存单元以暂存或储存撷取的影像，且储存单元可连接到控制单元28。储存单元例如可以是随机存取记忆体（Randomaccess memory，RAM）、快取记忆体（flash memory）或是硬碟。
控制单元28并可以连接到一显示器，以显示第一摄影机22或第二摄影机24撷取的影像，或是显示控制单元28处理过的影像。且连动式摄影***可通过一通讯单元连上网络，并通过网络连到一伺服器或一远端显示器，以增加连动式摄影***的使用弹性。根据一实施范例，校准单元26以及控制单元28可被配置于同一台计算机或伺服器，再通过网络连接第一摄影机22以及第二摄影机24。
接下来请参照图3，其为本发明一实施例的多摄影机的控制方法的流程图。连动式摄影***可通过此一多摄影机控制方法，令第二摄影机24依据第一摄影机22以及使用者发出的一指定指令进行左右转动（pan）、上下转动（tilt）或是改变缩放（zoom）倍率，进而使第二摄影机24据以撷取一第三影像。
首先可利用第一摄影机得到第一影像（步骤S100），并利用第二摄影机得到第二影像，其中第一影像的拍摄视野至少部分涵盖第二影像的拍摄视野（步骤S200）。请一并参照图4，其为本发明一实施例的步骤S200的流程图。于步骤S200中，校准单元26或控制单元28可执行下述步骤S210以及S220以获得第二影像。
校准单元26先利用第二摄影机24对于不同的拍摄视野撷取多个第四影像（步骤S210），这些第四影像可以不是全景影像而是平面影像（planar image）。接着校准单元26再将第四影像进行全景接图（panorama stitching）以产生一个全景影像，并以此全景影像作为第二影像（步骤S220），如图5所示。
全景接图用以将第二摄影机24所拍摄的多个第四影像30进行拼接。如图5所示，多个不同视角的第四影像30分别被撷取，而这些第四影像30所涵盖的视角均为相邻的背景，且在这些第四影像30中可以有部分的影像内容是重叠的。接着将这些第四影像30进行扭曲变形处理，并得到对应的多个第五影像32。由于第一影像22系由鱼眼镜头或广角镜所拍摄的全景影像，因此需要先将第四影像30进行扭曲处理成第五影像32再进行全景接图的处理后得到的第二影像才会与第一影像类似。
一般而言，全景接图时可以根据多张经过扭曲后的第五影像32中的多组特征（feature）进行接合，特征可以是影像中的特定物件或场景。因此两个第五影像32在合并时可以以场景或物件来进行对接。经过前述的接合处理后，可以得到部分的全景接图34。同理，对于第一影像中的拍摄视野的其他区域，第二摄影机24可以进行拍摄并进行相应的处理。将所有部分的全景接图34也进行前述的接合处理后可以得到完整全景影像，接合得到的全景影像会被作为第二影像。
由于第四影像30经过扭曲变形后成为第五影像32，因此每一个第四影像30上的水平线都会转换成圆弧。例如图5中以水平方向贯穿第四影像30的一参考轴31是水平的，但经扭曲后第五影像32的参考轴33已变成圆弧形，而接合的到的部分的全景接图34中的参考轴35自然也维持与参考轴33相同的圆弧形。
得到第一影像以及第二影像之后，校准单元26依据第一影像以及第二影像建立一控制对应表（步骤S300）。其中校准单元26可以直接接收或是通过控制单元28接收第一影像或第四影像；而若是由控制单元28产生第二影像，校准单元26也可直接从控制单元28接收第二影像。
请一并参照图6以及图7，其分别为本发明一实施例的步骤S300的流程图以及定位点的示意图。
第一影像40具有一第一中心点41，第二影像50具有一第二中心点52；且第一中心点41对应第二影像50中的一第一中映点51，而第二中心点52对应第一影像40中的一第二中映点42。第一中映点51可视为将第一中心点41映射（mapping）到第二影像50中的投影点；第二中映点42则可视为将第二中心点52映射到第一影像40中的投影点。由于第一摄影机22与第二摄影机24必定配置在不同的位置，因此第一影像40与第二影像50的拍摄视野必非完全相同。而在第二影像50中，第一中映点51与第二中心点52的位置也必不相同。且随着配置间距越远，在第二影像50中第一中映点51与第二中心点52之间的距离会越大。类似地，在第一影像40中，第二中映点42与第二中心点52的位置也必不相同。
校准单元26在第一影像40与第二影像50中可分别设定位置对应的M个定位点43以及53。其中M为大于或等于3的正整数（步骤S310），例如M可以是50或100。定位点43以及53是为在第一影像40以及第二影像50中对应相同位置的参考点。如前述，由于第一摄影机40与第二摄影机50的配置位置不同，因此拍摄视野中同一个物件在第一影像40以及第二影像50中亦会落于不同位置。举例而言，相同的一幅画的右上角在第一影像40中的座标是（160，180），但相同的点在第一影像40中的座标是（270，80）。
选取参考点的方式除了可以由使用者自行选择外，也可以通过特征点抽取与辨识比对（feature point extraction and matching）技术找出第一影像40与全景影像50中对应的定位点43以及53的位置。
校准单元26从第一影像40的M个定位点43中，依所有组合顺序从第一影像40中分别选取三个定位点43为一定位点组。其中共会产生N个定位点组，N为正整数（步骤S320）。更实际地说，N为从M个定位点43中一次取3个定位点43的组合数。假设M为4，则校准单元26可从这4个定位点43中依序将第1、2、3个定位点43作为第一个定位点组；将第1、2、4个定位点43作为第二个定位点组；将第1、3、4个定位点43作为第三个定位点组；将第2、3、4个定位点43作为第四个定位点组；共会产生个定位点组。
接着，校准单元26计算与N个定位点组分别对应的N个座标转换参数组（步骤S330）。针对N个定位点组，校准单元26可逐一根据对应的定位点43以及53进行仿射转换，以计算一个座标转换参数组。其中前述M个定位点43在第一影像40的位置以及定位点53在第二影像50之中的位置被视为已知数。仿射转换是根据下式进行运算：
（式1）。
其中，（Xi，Yi）为第一影像40的定位点43的座标，（Xo，Yo）为第二影像50的定位点53的座标，（a1，a2，a3，b1，b2，b3）为这组定位点43以及53所对应的座标转换参数组，也就是式1中的转换矩阵的各元素的值。而依据N个定位点组可分别计算出对应的N个座标转换参数组。在后续的处理步骤中，控制单元28就可依据计算得到的座标转换参数组将第一影像40的任何一点映射到第二影像50。换句话说，根据座标转换参数组，能够针对直接撷取得到的第一影像40中的任何一点，计算此点位于接合得到的第二影像50中的对应位置。
接着校准单元26可在第一影像40中设定多个座标点44。根据一实施范例，可将定位点43以外的所有像素设为座标点44。根据另一实施范例，为了节省运算量以及运算时间，可以以取样的方式仅将部分的像素设为座标点44。举例而言，可以每隔8×8或16×16个像素才取一个像素作为座标点44，如图7所示。
针对第一影像40中的每一个座标点44，校准单元26可依据这N个座标转换参数组之一执行转换程序，以得到每一个座标点44对应于第二摄影机24的一拍摄位置参数（步骤S340），再将拍摄位置参数存入控制对应表（步骤S350）。换句话说，于步骤S340中校准单元26可依序选一个座标点44来执行转换程序，且可在转换程序执行完后确认是否已处理完所有的座标点44。如果还有未处理过的座标点44，就继续从未处理过的座标点44之中择一执行转换程序，直到已对所有座标点44执行转换程序。
请参照图8，其为本发明一实施例的步骤S340的流程图。依据目前针对的座标点44，会由第一影像40中选取N个定位点组之一（步骤S341）。更进一步地说，选取的定位点组可以由第一影像40中离目前针对的座标点44直线距离最近的三个定位点43所形成。校准单元26可计算每一个定位点组中3个定位点43与目前针对的座标点44之间的距离的总和，并选取对应于最小总和的定位点组。
接着依据选取的定位点组所对应的座标转换参数组，可计算目前针对的坐标点44在第二影像中的映射点（步骤S342），并得到映射点对应的拍摄位置参数（步骤S343）。如前述，座标转换参数组可以表示一个转换矩阵；校准单元26可将目前针对的坐标点44的座标乘上此转换矩阵以得到对应的映射点的座标。
根据不同实施范例，座标点44以及映射点的座标是直角座标（x，y）的形式或是圆角座标（pan，tilt）的形式。而若采圆角座标的形式，拍摄位置参数可包括第二摄影机的一倾角（tilt angle）以及一摇摄角（pan angle），且倾角与摇摄角分别对应映射点的圆角座标（pan，tilt）的值。直角座标与圆角座标是可以请参照图9，其为本发明一实施例的圆角座标的示意图。直角座标与圆角座标可以以三角函数的公式互换，例如直角座标（x，y）可以以下述公式转换成圆角座标（pan，tilt）：
（式2）；
（式3）。
简而言之，校准单元26于步骤S340中计算每一个座标点44对应的映射点，并可将这些映射点的圆角座标作为拍摄位置参数存入控制对应表。而藉由控制对应表，以后控制单元28就可以查表的方式快速地的到每个座标点44对应于第二影像50的映射点。
建立控制对应表之后，控制单元28可以不断确认是否有收到使用者下达的指定指令。若有，则控制单元28接收指定指令；其中指定指令指定第一影像中的一兴趣区域（Region of Interest，ROI）（步骤S400）。根据一实施范例，连动式摄影***可提供一图形使用者界面（Graphical User Interface，GUI）以让使用者能够以直觉的方式输入指定指令。例如兴趣区域可以是圆形，使用者可以拖曳一个固定大小的圆形以设定兴趣区域。而图形使用者界面也可让使用者自行设定兴趣区域的圆心位置以及半径的长度。但兴趣区域也可以是直角矩形、圆角矩形或椭圆形，在此并不限定。
依据兴趣区域以及控制对应表调整第二摄影机24的拍摄视野，控制单元28可使第二摄影机24拍摄兴趣区域并输出一第三影像（步骤S500）。控制单元28可以利用倾角与摇摄角控制第二摄影机24，而第二摄影机24直接在对应于倾角与摇摄角的轴向转动到被设定的角度，再将动作成此状态下的拍摄视野撷取成第三影像。
于多摄影机的控制方法中，步骤S100到S300都可算是前置的校准步骤，而步骤S400以及S500则可依据使用者的指令以及控制对应表即时控制第二摄影机24。控制单元28可以重复执行步骤S400以及S500以回应多个指定指令。
请参照图11，其为本发明一实施例的步骤S500的流程图。
控制单元28先依据兴趣区域的一第三中心点查询控制对应表，以得到对应兴趣区域的拍摄位置参数（步骤S510）；再令第二摄影机24依据查询得到的拍摄位置参数动作并撷取输出第三影像（步骤S520）。当兴趣区域是圆形时，第三中心点就会是此圆形的圆心。若第三中心点的位置正好是在其中一个座标点44，则可依据此座标点44查询控制对应表，并得到此座标点44对应的倾角与摇摄角等拍摄位置参数。
而若第三中心点的位置不是在任何一个座标点44，则可查询邻近第三中心点周遭的座标点44于控制对应表中的拍摄参数利用内插法计算出对应第三中心点的拍摄参数（包括倾角与摇摄角）。请参照图10，其为本发明一实施例的内插法的示意图。假设第三中心点61落在彼此相邻的4个座标点44a、座标点44b、座标点44c以及座标点44d之间，且两个相邻的座标点44（例如座标点44a与座标点44b）之间的距离是1个单位。并假设第三中心点61在横轴上与以座标点44a之间的距离是m，第三中心点61在纵轴上与以座标点44a之间的距离是n，其中m与n都是小于1的正数。如此一来，就可利用下述内插法的公式计算得到第三中心点61的拍摄参数（倾角与摇摄角）：
P＝[A×(1-m)+B×m]×(1-n)+[C×(1-m)+D×m]×n （式4）。
其中P是第三中心点61的拍摄参数（倾角与摇摄角），A、B、C以及D分别是座标点44a、座标点44b、座标点44c以及座标点44d的拍摄参数（倾角与摇摄角）。且P、A、B、C以及D可以用数对（pan，tilt）的格式表示。
如上述，控制单元28先查表得到座标点44a、座标点44b、座标点44c以及座标点44d个别对应的倾角与摇摄角，再利用内插法计算出第三中心点61所对应的倾角与摇摄角。如此一来，控制单元28可以依据第三中心点的位置令第二摄影机24在对应于倾角与摇摄角的轴向转动到被设定的角度，再将动作成此状态下的拍摄视野撷取成第三影像。
根据一实施范例，使用者可以改变兴趣区域的大小以令第二摄影机24进行光学变焦（zoom）或数码变焦。也就是说，可以依据兴趣区域改变第二摄影机24的缩放参数。于此实施范例中，除了倾角以及摇摄角外，拍摄位置参数另包括用以表示缩放参数的一缩放夹角。缩放参数可以是镜头撷取影像时的缩放倍率（zoom ratio）、焦距（focus）或视角（viewingangle）。其中缩放倍率是依据镜头组的焦段范围所计算得到的相对倍率；焦距或视角则是绝对值，可针对不同的镜头组进行设定和控制。
请一并参照图12A以及图13，其分别为本发明一实施例的步骤S510的流程图以及边映点的示意图。于本实施范例中，兴趣区域60是为圆形。如图13所示，兴趣区域60包括第三中心点61以及多个边界点62，其中边界点62围绕出兴趣区域60的边界（boundary）。而第三中心点61对应第二影像50的一第三中映点71，每个边界点62亦对应第二影像50的多个边映点72。
控制单元28可计算第三中心点61在第二影像50中的第三中映点71，以及边界点62在第二影像50中的多个边映点72（步骤S511）。其中第三中映点71以及边映点72的座标可通过前述方式依据控制对应表查表或查表搭配内插法快速得到。
控制单元28可依据边映点72a、第二中心点52及第三中映点71或边映点72b、第二中心点52及第三中映点71所构成的夹角，(边映点72a与边映点72b是经由比对所有边映点72，以形成最大锐角夹角的点，左右两边各取一个后得到)，取大者再乘以2以得到一缩放夹角56（步骤S512）；缩放夹角无法直接用边映点72a、第二中心点52、边映点72b所构成，原因是为边映点是由边界点查表对应而得，由对应查表产生的边映点所组成的图形并不会对称(相对于由第二中心点52及第三中映点71所构成的线而言)，所以直接用边映点72a、第二中心点52、边映点72b所构成的缩放夹角所对应的镜头视野范围会没办法完全的涵盖边映点72a及边映点72b，所以取最大夹角再乘二，这样才能够做到第三影像的中心点为第三中映点71(第三中心点61)时，第三影像的左右两侧会涵盖边映点72a(边界点62a)与边映点72b(边界点62b)。再依据第三中映点71查询控制对应表，以得到对应兴趣区域60的拍摄位置参数（步骤S513），其中拍摄位置参数包括倾角、摇摄角。需注意的是，缩放夹角56是如上述依兴趣区域60即时运算得到的，而非查询控制对应表所得。
如图5所示，第四影像60中的水平线都会被扭曲变形成圆弧线。而以相同倾角不同摇摄角撷取并扭曲的所有第五影像32经扭曲后可形成第二影像50中的环状部分影像，且环状部份影像中的参考轴33会接成一个完整的圆形，即图13以及图14所示的第二参考圆55。
兴趣区域60越大，与第二参考圆55相交的边映点72a与72b之间的距离越大，缩放夹角56也越大，并表示兴趣区域60中涵盖较大的拍摄视野。第二摄影机24可调低其缩放参数以得到较大的拍摄视野；或可调高其缩放参数以得到较窄的拍摄视野，但可针对远端物件或物件细节获得更多个细节信息。因此缩放夹角56可以用来表示撷取第三影像时的缩放参数。
接着请一并参照图12B以及图13，其分别为本发明另一实施例的步骤S510的流程图以及边映点的示意图。于本实施范例中，兴趣区域60是为圆形。
于步骤S510之中，控制单元28可先计算第二中心点52在第一影像40中的第二中映点42，以及第三中心点61在第二影像50中的第三中映点71（步骤S515）。类似地，第三中映点71以及第二中映点42的座标可通过前述方式依据控制对应表查表或查表加内插法快速得到。
控制单元28可以以第二中映点42为圆心，以第二中映点42与第三中心点61的距离为半径，计算得到第一参考圆45，其中第一参考圆45与这些边界点62的其中之二相交（步骤S516）。于图13中，边界点62a以及62b与第一参考圆45相交。
接着控制单元28计算与第一参考圆45相交的这二个边界点62a以及62b在第二影像50中的边映点72a以及边映点72b（步骤S517），并依据边映点72a以及边映点72b以及第二中心点52计算缩放夹角56（步骤S518）。其中经由步骤S517得到的边映点72a以及边映点72b，有可能会异于经由步骤S512得到的边映点72a以及边映点72b。
得到缩放夹角56后，控制单元28依据第三中映点71查询控制对应表，以得到对应兴趣区域60的拍摄位置参数（步骤S519），其中拍摄位置参数包括倾角、摇摄角。计算缩放夹角56时只会用到与第一参考圆45相交的边界点62a和边界点62b以及对应的边映点72a和边映点72b，而不须计算其他的边界点62或边映点72。因此可以快速的计算得到缩放夹角56，并保有高准确度。
如此一来，依据校准单元26先建好的控制对应表以及使用者指定的兴趣区域60，控制单元28可以即时且迅速地算出对应的倾角、摇摄角等拍摄位置参数，再据以使第二摄影机24动作，以撷取拍摄视野对应于兴趣区域60的第三影像。更进一步地说，第三影像的拍摄视野可以与兴趣区域60大致相同，但是具有更高的影像解析度以及更多的影像细节。
综上所述，连动式摄影***及其多摄影机的控制方法可以利用一个鱼眼摄影机、全景摄影机或广角摄影机产生一个全景影像（即前述第一影像），并利用一个回转变焦摄影机产生另一个拍摄视野有重叠的全景影像（即前述第二影像）。连动式摄影***及其多摄影机的控制方法依据这两个全景影像的对应关系建立控制对应表，并以查表的方式以省去后续实际依据指定指令得到拍摄位置参数时可能所需的大量运算。
连动式摄影***及其多摄影机的控制方法能以查表的方式直接得到兴趣区域所对应的倾角以及摇摄角。且藉由查表以及利用第一参考圆，也能够快速地计算出兴趣区域所对应的缩放夹角。因此本连动式摄影***及其多摄影机的控制方法能够快速地使多个摄影机连动，而减少使用者需等待的反应时间。
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形，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。
Claims (18)
1.一种多摄影机的控制方法，其特征在于，包括：
利用一第一摄影机得到一第一影像；
利用一第二摄影机得到一第二影像，其中该第一影像的拍摄视野至少部分涵盖该第二影像的拍摄视野；
依据该第一影像以及该第二影像建立一控制对应表；
接收一指定指令，其中该指定指令指定该第一影像中的一兴趣区域；以及
依据该兴趣区域以及该控制对应表调整该第二摄影机的拍摄视野，使该第二摄影机拍摄该兴趣区域并输出一第三影像，
其中，该依据该兴趣区域以及该控制对应表调整该第二摄影机的拍摄视野，使该第二摄影机拍摄该兴趣区域并输出该第三影像的步骤包括：
依据该兴趣区域的一第三中心点查询该控制对应表，以得到对应该兴趣区域的一拍摄位置参数；以及
令该第二摄影机依据查询得到的该拍摄位置参数动作并撷取输出该第三影像，
其中，该第二影像包括一第二中心点，该兴趣区域包括多个边界点，且该依据该兴趣区域的该第三中心点查询该控制对应表，以得到对应该兴趣区域的该拍摄位置参数的步骤包括：
计算该第三中心点在该第二影像中的一第三中映点，以及该些边界点在该第二影像中的多个边映点；
依据该些边映点、该第二中心点以及该第三中映点计算一缩放夹角；
以及
依据该第三中映点查询该控制对应表，以得到对应该兴趣区域的该拍摄位置参数，其中该拍摄位置参数包括一倾角、一摇摄角。
2.根据权利要求1所述的多摄影机的控制方法，其特征在于，该利用该第二摄影机得到该第二影像的步骤包括：
利用该第二摄影机对于不同的拍摄视野撷取多个第四影像；以及
将该些第四影像进行全景接图以产生一全景影像，并以该全景影像作为该第二影像。
3.根据权利要求1所述的多摄影机的控制方法，其特征在于，该第一影像包括多个座标点，且该依据该第一影像以及该第二影像建立该控制对应表的步骤包括：
在该第一影像与该第二影像中分别设定位置对应的M个定位点，M为大于或等于3的正整数；
从该第一影像的该M个定位点中，依所有组合顺序分别选取三个该些定位点为一定位点组，其中共产生N个该定位点组，N为正整数；
计算与该N个定位点组分别对应的N个座标转换参数组；
针对该第一影像中的每一该座标点，依据该N个座标转换参数组之一执行一转换程序，以得到每一该座标点对应于该第二摄影机的一拍摄位置参数；以及
将该些拍摄位置参数存入该控制对应表。
4.根据权利要求3所述的多摄影机的控制方法，其特征在于，该转换程序逐一针对该些座标点执行以下步骤：
依据目前针对的该座标点选取该N个定位点组之一；
依据选取的该定位点组所对应的该座标转换参数组计算目前针对的该座标点在该第二影像中的一映射点；以及
得到该映射点对应的该拍摄位置参数。
5.根据权利要求4所述的多摄影机的控制方法，其特征在于，选取的该定位点组是为由离目前针对的该座标点直线距离最近的三个该定位点所形成。
6.根据权利要求3所述的多摄影机的控制方法，其特征在于，该拍摄位置参数包括该第二摄影机的一倾角以及一摇摄角。
7.根据权利要求1所述的多摄影机的控制方法，其特征在于，该依据该些边映点、该第二中心点以及该第三中映点计算该缩放夹角的步骤包括：
计算每一该边映点、该第二中心点与该第三中映点所构成的多个夹角，并找出该些夹角中的一最大锐角夹角；以及
将该最大锐角夹角乘以2作为该缩放夹角。
8.根据权利要求1所述的多摄影机的控制方法，其特征在于，该兴趣区域为圆形，该第二影像包括一第二中心点，该兴趣区域包括多个边界点，且该依据该兴趣区域的该第三中心点查询该控制对应表，以得到对应该兴趣区域的该拍摄位置参数的步骤包括：
计算该第二中心点在该第一影像中的一第二中映点及该第三中心点在该第二影像中的一第三中映点；
以该第二中映点为圆心，并以该第二中映点与该第三中心点的距离为半径，计算得到一第一参考圆，其中该第一参考圆与该些边界点的其中之二相交；
计算与该第一参考圆相交的该二边界点在该第二影像中形成的两个边映点；
依据该两个边映点、该第二中心点以及该第三中映点计算一缩放夹角；以及
依据该第三中映点查询该控制对应表，以得到对应该兴趣区域的该拍摄位置参数，其中该拍摄位置参数包括一倾角、一摇摄角。
9.根据权利要求8所述的多摄影机的控制方法，其特征在于，该依据该两个边映点、该第二中心点以及该第三中映点计算一缩放夹角的步骤包括：
计算每一该边映点、该第二中心点与该第三中映点所形成的多个夹角；以及
将该些夹角中最大的一锐角夹角乘以2作为该缩放夹角。
10.一种连动式摄影***，其特征在于，包括：
一第一摄影机，用以得到一第一影像；
一第二摄影机，用以得到一第二影像，其中该第一影像的拍摄视野至少部分涵盖该第二影像的拍摄视野；
一校准单元，用以依据该第一影像以及该第二影像建立一控制对应表；以及
一控制单元，用以接收一指定指令，其特征在于，该指定指令指定该第一影像中的一兴趣区域；以及依据该兴趣区域以及该控制对应表调整该第二摄影机的拍摄视野，使该第二摄影机拍摄该兴趣区域并输出一第三影像，
其中，在依据该兴趣区域以及该控制对应表调整该第二摄影机的拍摄视野，使该第二摄影机拍摄该兴趣区域并输出该第三影像时，该控制单元依据该兴趣区域的一第三中心点查询该控制对应表，以得到对应该兴趣区域的一拍摄位置参数；以及令该第二摄影机依据查询得到的该拍摄位置参数动作并撷取输出该第三影像，
其中，该第二影像包括一第二中心点，该兴趣区域包括多个边界点，且在依据该兴趣区域的一第三中心点查询该控制对应表，以得到对应该兴趣区域的该拍摄位置参数时，该控制单元计算该第三中心点在该第二影像中的一第三中映点，以及该些边界点在该第二影像中的多个边映点；依据该些边映点、该第二中心点以及该第三中映点计算一缩放夹角；以及依据该第三中映点查询该控制对应表，以得到对应该兴趣区域的该拍摄位置参数，其中该拍摄位置参数包括一倾角、一摇摄角。
11.根据权利要求10所述的连动式摄影***，其特征在于，在利用该第二摄影机得到该第二影像时，是利用该第二摄影机对于不同的拍摄视野撷取多个第四影像，将该些第四影像进行全景接图以产生一全景影像，并以该全景影像作为该第二影像。
12.根据权利要求10所述的连动式摄影***，其特征在于，该第一影像包括多个座标点，且在依据该第一影像以及该第二影像建立该控制对应表时，该校准单元在该第一影像与该第二影像中分别设定位置对应的M个定位点，M为大于或等于3的正整数；从该第一影像的该M个定位点中，依所有组合顺序分别选取三个该些定位点为一定位点组，其中共产生N个该定位点组，N为正整数；计算与该N个定位点组分别对应的N个座标转换参数组；针对该第一影像中的每一该座标点，依据该N个座标转换参数组之一执行一转换程序，以得到每一该座标点对应于该第二摄影机的一拍摄位置参数；以及将该些拍摄位置参数存入该控制对应表。
13.根据权利要求12所述的连动式摄影***，其特征在于，于该转换程序中，逐一针对该些座标点，该控制单元依据目前针对的该座标点选取该N个定位点组之一；依据选取的该定位点组所对应的该座标转换参数组计算目前针对的该座标点在该第二影像中的一映射点；以及得到该映射点对应的该拍摄位置参数。
14.根据权利要求13所述的连动式摄影***，其特征在于，选取的该定位点组是为由离目前针对的该座标点直线距离最近的三个该定位点所形成。
15.根据权利要求12所述的连动式摄影***，其特征在于，该拍摄位置参数包括该第二摄影机的一倾角以及一摇摄角。
16.根据权利要求10所述的连动式摄影***，其特征在于，在依据该些边映点、该第二中心点以及该第三中映点计算该缩放夹角时，该控制单元计算每一该边映点、该第二中心点与该第三中映点所形成的多个夹角，并找出该些夹角中的一最大锐角夹角，并将该最大锐角夹角乘以2作为该缩放夹角。
17.根据权利要求10所述的连动式摄影***，其特征在于，该兴趣区域为圆形，该第二影像包括一第二中心点，该兴趣区域包括多个边界点，且在依据该兴趣区域的一第三中心点查询该控制对应表，以得到对应该兴趣区域的该拍摄位置参数时，该控制单元计算该第二中心点在该第一影像中的一第二中映点及该第三中心点在该第二影像中的一第三中映点，并以该第二中映点为圆心，以该第二中映点与该第三中心点的距离为半径，计算得到一第一参考圆，其中该第一参考圆与该些边界点的其中之二相交，再计算与该第一参考圆相交的该二边界点在该第二影像中形成的两个边映点，依据该两个边映点、该第二中心点及该第三中映点计算一缩放夹角，以及依据该第三中映点查询该控制对应表，以得到对应该兴趣区域的该拍摄位置参数，其中该拍摄位置参数包括一倾角及一摇摄角。
18.根据权利要求17所述的连动式摄影***，其特征在于，在依据该两个边映点、该第二中心点以及该第三中映点计算一缩放夹角时，该控制单元计算每一该边映点、该第二中心点与该第三中映点所形成的多个夹角，并将该些夹角中最大的一锐角夹角乘以2作为该缩放夹角。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |