CN106572307A - 一种全景图像的生成方法、***及拍摄装置 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于拍摄领域，提供了一种全景图像的生成方法、***及拍摄装置。所述方法包括：预先建立球形全景数学模型；通过拍摄装置的两个镜头采集两幅图像；根据镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系，将两幅图像映射到球形全景数学模型中；对球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域做融合，从而将两幅图像拼接成覆盖了水平和竖直方向所有视角方位的球面全景图像。本发明适用于两个镜头不是采用前后同轴心设置的拍摄装置。本发明可以一次性采集完整全景图像，可以录制全景视频，能够更完整、更高效地获取全景图像，且极大简化了用户操作流程，降低全景拍摄成本；最大限度地扩大了拍摄装置的信息采集能力，使其具备完整的保存场景现场的能力。
Description
技术领域
本发明属于拍摄领域，尤其涉及一种全景图像的生成方法、***及拍摄装置。
背景技术
全景相机需要采用两个镜头，并结合相应的全景图像生成方法以达到全景拍摄之目的；然而，现有技术的全景相机包括的两个镜头是采用前后同轴心设置，这种同轴心设置形式可以达成全景拍摄的目的，但同轴心设置镜头在同等镜头尺寸情况下，会使全景相机的厚度尺寸加大，无法达到外形小巧便携之便利性。现有技术没有提出两个镜头不是采用前后同轴心设置的拍摄装置，也没有提出适用于这类拍摄装置的全景图像生成方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全景图像的生成方法、***及拍摄装置，旨在解决现有技术没有提出适用于两个镜头不是采用前后同轴心设置的拍摄装置的全景图像生成方法的问题。
第一方面，本发明提供了一种全景图像的生成方法，所述方法包括：
预先建立球形全景数学模型，所述球形全景数学模型以拍摄装置的呈前后背对背方式设置的两个视场角大于180度的镜头的空间位置的中心对称点为球心，以所述两个镜头所能够采集到的视场角分别得到的球冠组合成球面；
通过拍摄装置的两个镜头采集两幅图像；
根据镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系，将两幅图像映射到球形全景数学模型中；
对球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域做融合，从而将两幅图像拼接成覆盖了水平和竖直方向所有视角方位的球面全景图像。
第二方面，本发明提供了一种全景图像的生成***，所述***包括：
模型建立模块，用于建立球形全景数学模型，所述球形全景数学模型以拍摄装置的呈前后背对背方式设置的两个视场角大于180度的镜头的空间位置的中心对称点为球心，以所述两个镜头所能够采集到的视场角分别得到的球冠组合成球面；
采集模块，用于通过拍摄装置的两个镜头采集两幅图像；
映射模块，用于根据镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系，将两幅图像映射到球形全景数学模型中；
融合模块，用于对球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域做融合，从而将两幅图像拼接成覆盖了水平和竖直方向所有视角方位的球面全景图像。
第三方面，本发明提供了一种拍摄装置，所述拍摄装置包括上述的全景图像的生成***。
在本发明中，由于以拍摄装置的呈前后背对背方式设置的两个视场角大于180度的镜头的空间位置的中心对称点为球心，以所述两个镜头所能够采集到的视场角分别得到的球冠组合成球面，建立球形全景数学模型，根据镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系，将两幅图像映射到球形全景数学模型中。因此本发明的全景图像生成方法适用于两个镜头不是采用前后同轴心设置的拍摄装置。本发明可以一次性采集完整全景图像，可以录制全景视频，能够更完整、更高效地获取全景图像，且极大简化了用户操作流程，降低全景拍摄成本；另外，由于以球形全景数学模型为基础，因此最大限度地扩大了拍摄装置的信息采集能力，使其具备完整的保存场景现场的能力。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的全景图像的生成方法的流程图。
图2是采用本发明实施例一提供的全景图像的生成方法的拍摄装置的两个镜头的位置关系示意图。
图3是本发明实施例二提供的全景图像的生成***的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一：
请参阅图2，采用本发明实施例一提供的全景图像的生成方法的拍摄装置包括呈前后背对背方式设置的两个镜头，镜头包括镜头前部和镜筒，两个镜头的镜筒呈错位并部分重叠设置，两个镜头的光轴线偏移大于一个镜筒直径的距离。
因此拍摄装置的两个镜头可以在镜头高度方向有部分重叠，从而可以减小拍摄装置的厚度。拍摄装置可以是全景相机，镜头是视场角大于180度的广角镜头或鱼眼镜头(即超广角镜头)。
请参阅图1，本发明实施例一提供的全景图像的生成方法包括以下步骤：
S101、预先建立球形全景数学模型，所述球形全景数学模型以拍摄装置的两个镜头的空间位置的中心对称点为球心，以所述两个镜头所能够采集到的视场角分别得到的球冠组合成球面。
S102、通过拍摄装置的两个镜头采集两幅图像；
S103、根据镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系，将两幅图像映射到球形全景数学模型中；
在本发明实施例一中，
其中，r为镜头的镜头成像高度，为镜头的视场角。
镜头成像高度是指在图像传感器上距离成像中心位置的竖直距离，该对应关系可以通过测试镜头的光学结构得出。
在本发明实施例一中，S103具体可以包括以下步骤：
将两幅图像中每个位置的像素点根据镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系，转化为球形全景数学模型中对应的视场角位置；
结合每个位置的像素点在图像中相对于圆心的角度ω，在任意半径的球形全景数学模型上唯一确定像素点在原始图像中的位置；
在球形全景数学模型上将每个视场角位置填充对应位置的像素数据。
S104、对球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域做融合，从而将两幅图像拼接成覆盖了水平和竖直方向所有视角方位的球面全景图像。
在本发明实施例一中，S104具体可以为：
在球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域，取灰度值最大的点的像素值作为融合后的像素值，从而将两幅图像拼接成覆盖了水平和竖直方向所有视角方位的球面全景图像。
实施例二：
请参阅图3，本发明实施例二提供的全景图像的生成***包括：
模型建立模块11，用于建立球形全景数学模型，所述球形全景数学模型以拍摄装置的呈前后背对背方式设置的两个视场角大于180度的镜头的空间位置的中心对称点为球心，以所述两个镜头所能够采集到的视场角分别得到的球冠组合成球面；
采集模块12，用于通过拍摄装置的两个镜头采集两幅图像；
映射模块13，用于根据镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关
系，将两幅图像映射到球形全景数学模型中；所述镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系具体为：
其中，r为镜头的镜头成像高度，为镜头的视场角。
融合模块14，用于对球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域做融合，从而将两幅图像拼接成覆盖了水平和竖直方向所有视角方位的球面全景图像。
在本发明实施例二中，所述镜头包括镜头前部和镜筒，两个镜头的镜筒呈错位并部分重叠设置，两个镜头的光轴线偏移大于一个镜筒直径的距离，所述镜头是广角镜头或鱼眼镜头。
在本发明实施例二中，所述映射模块具体包括：
转化模块，用于将两幅图像中每个位置的像素点根据镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系，转化为球形全景数学模型中对应的视场角位置；
位置确定模块，用于结合每个位置的像素点在图像中相对于圆心的角度ω，在任意半径的球形全景数学模型上唯一确定像素点在原始图像中的位置；
填充模块，用于在球形全景数学模型上将每个视场角位置填充对应位置的像素数据。
在本发明实施例二中，所述融合模块具体用于在球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域，取灰度值最大的点的像素值作为融合后的像素值。
本发明实施例还提供了包括本发明实施例二提供的全景图像的生成***的拍摄装置。
在本发明实施例中，由于以拍摄装置的呈前后背对背方式设置的两个视场角大于180度的镜头的空间位置的中心对称点为球心，以所述两个镜头所能够采集到的视场角分别得到的球冠组合成球面，建立球形全景数学模型，根据镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系，将两幅图像映射到球形全景数学模型中。因此本发明的全景图像生成方法适用于两个镜头不是采用前后同轴心设置的拍摄装置。本发明可以一次性采集完整全景图像，可以录制全景视频，能够更完整、更高效地获取全景图像，且极大简化了用户操作流程，降低全景拍摄成本；另外，由于以球形全景数学模型为基础，因此最大限度地扩大了拍摄装置的信息采集能力，使其具备完整的保存场景现场的能力。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种全景图像的生成方法，其特征在于，所述方法包括：
预先建立球形全景数学模型，所述球形全景数学模型以拍摄装置的呈前后背对背方式设置的两个视场角大于180度的镜头的空间位置的中心对称点为球心，以所述两个镜头所能够采集到的视场角分别得到的球冠组合成球面；
通过拍摄装置的两个镜头采集两幅图像；
根据镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系，将两幅图像映射到球形全景数学模型中；
对球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域做融合，从而将两幅图像拼接成覆盖了水平和竖直方向所有视角方位的球面全景图像。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镜头包括镜头前部和镜筒，两个镜头的镜筒呈错位并部分重叠设置，两个镜头的光轴线偏移大于一个镜筒直径的距离。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镜头是广角镜头或鱼眼镜头。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系具体为：
其中，r为镜头的镜头成像高度，为镜头的视场角。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系，将两幅图像映射到球形全景数学模型中具体包括：
将两幅图像中每个位置的像素点根据镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系，转化为球形全景数学模型中对应的视场角位置；
结合每个位置的像素点在图像中相对于圆心的角度ω，在任意半径的球形全景数学模型上唯一确定像素点在原始图像中的位置；
在球形全景数学模型上将每个视场角位置填充对应位置的像素数据。
6.如权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述对球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域做融合具体为：
在球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域，取灰度值最大的点的像素值作为融合后的像素值。
7.一种全景图像的生成***，其特征在于，所述***包括：
模型建立模块，用于建立球形全景数学模型，所述球形全景数学模型以拍摄装置的呈前后背对背方式设置的两个视场角大于180度的镜头的空间位置的中心对称点为球心，以所述两个镜头所能够采集到的视场角分别得到的球冠组合成球面；
采集模块，用于通过拍摄装置的两个镜头采集两幅图像；
映射模块，用于根据镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系，将两幅图像映射到球形全景数学模型中；
融合模块，用于对球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域做融合，从而将两幅图像拼接成覆盖了水平和竖直方向所有视角方位的球面全景图像。
8.如权利要求7所述的***，其特征在于，所述映射模块具体包括：
转化模块，用于将两幅图像中每个位置的像素点根据镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系，转化为球形全景数学模型中对应的视场角位置；
位置确定模块，用于结合每个位置的像素点在图像中相对于圆心的角度ω，在任意半径的球形全景数学模型上唯一确定像素点在原始图像中的位置；
填充模块，用于在球形全景数学模型上将每个视场角位置填充对应位置的像素数据。
9.如权利要求7所述的***，其特征在于，所述融合模块具体用于在球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域，取灰度值最大的点的像素值作为融合后的像素值。
10.一种拍摄装置，其特征在于，所述拍摄装置包括权利要求7至9任一项所述的全景图像的生成***。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170419 |