CN111432074B - 一种辅助手机用户进行图片信息采集的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于图片信息采集的技术领域，涉及一种辅助手机用户进行图片信息采集的方法；其工艺步骤包括：步骤一：使用手机传感器获取角度数据；步骤二：通过参考获取到的角度数据对图片的拍照角度即拍照倾斜度、当前手机摄像头朝向的指南针地磁角度进行计算，记录上述拍照时的角度数据，继而对角度数据进行计算；步骤三：将标记的拍照位置实时的用图形方式给与用户以数据反馈；所述方法通过将手机传感器获取的实物相对于手机的角度数据进行映射计算，引导用户对拍照角度进行调整，实现精准的对图片信息采集，并将每次采集的拍照角度进行标记，有效防止了同一角度的重复拍摄，又能够提醒用户被遗漏的拍照角度。

Description

一种辅助手机用户进行图片信息采集的方法
技术领域：
本发明属于图片信息采集的技术领域，涉及一种使用手机传感器数据引导用户进行图片信息采集的方法，特别是一种辅助手机用户进行图片信息采集的方法。
背景技术：
目前，图片信息采集的方式众多，比如通过相机拍摄、摄像机录像、监控设备录像、扫描设备进行扫描或者手机拍照等，使用方便和快捷的主要是通过手机拍照；对于需要细致观察分析的物体，有时需要角度或者全方位进行拍照，但是由于角度多、拍照数量大，难以保证目标物体各个位置的图像都被采集到，某一拍照角度的遗漏都可能对后期图像处理造成难以估量的麻烦，尤其是物体所在位置与图像分析工作点相隔较远的情况或者是物体存在短暂、物体所在位置不方便多次进入等情况，物体角度漏拍将极大增加图像信息分析的代价。
在现有技术中，公开号为CN201310034597.7的中国专利，公开了一种基于移动终端进行目标定位的方法，包括以下步骤：S1，基于摄影测距原理计算得到目标物体与移动终端之间的距离；S2，获取所述移动终端的位置信息以及所述目标物体相对于所述移动终端的方位信息；S3，结合S1得到的所述目标物体与移动终端之间的距离、S2得到的所述移动终端的位置信息以及所述目标物体相对于所述移动终端的方位信息定位所述目标物体的位置信息。公开号为 CN201610658483.3的中国专利，公开了一种拍照处理方法，包括：获取拍照所生成的包含有目标图像的第一拍照图像，并从所述第一拍照图像中提取所述目标图像；获取拍照所生成的不包含有所述目标图像的第二拍照图像，并在所述第二拍照图像上标记出与所述目标图像的图像轮廓相同的填充区域，以供在进行图像合成处理时，将提取的所述目标图像填充到所述填充区域。。
总而言之，采用手机拍照对物体进行图像采集的方式越来越普及，当物体外形较复杂，需要多角度或者全方位进行拍摄时，拍摄者很可能遗漏某一角度，导致信息采集不全面，在公开的现有技术中，也不存在引导或者辅助拍照者对物体进行全面信息采集的方法或者措施。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有手机拍照图像采集存在的缺点，针对当前手机拍照的图像采集拍摄量大、容易遗漏物体某一区域的不足，设计提供一种辅助手机用户进行图片信息采集的方法。
为实现上述目的，本发明涉及的一种辅助手机用户进行图片信息采集的方法，其工艺步骤如下：
步骤一：使用手机传感器获取角度数据，其中角度数据包括指南针地磁角度数据以及手机倾斜度数据；
步骤二：在采集图像过程中，通过参考获取到的角度数据对图片的拍照角度即拍照倾斜度、当前手机摄像头朝向的指南针地磁角度进行计算，记录上述拍照时的角度数据，继而对角度数据进行计算；
步骤三：将标记的拍照位置实时的用图形方式给与用户以数据反馈。
本发明所述步骤一：使用手机传感器获取角度数据，其中角度数据包括指南针地磁角度数据以及手机倾斜度数据；其具体过程为：
(1)通过手机方向传感器获取手机摄像头朝向的指南针地磁角度数据，得到0-360角度范围内的水平方向角度数值，用来标记当前拍照的水平方向角度；
(2)使用手机传感器获取手机倾斜角度(摄像头一侧的手机机身相对于水平面的夹角)，得到0-90度范围内的垂直方向角度数值，来标记当前拍照设备的俯仰角；
(3)以手机为圆心将手机所在水平方向的360度圆周平均细分为N份，每一份作为拍照的预期角度；
(4)以手机为圆心将手机所在垂直方向平均分为M份，每一份作为拍照的预期俯仰角。
本发明所述步骤二：在采集图像过程中，通过参考获取到的角度数据对图片的拍照角度即拍照倾斜度、当前手机摄像头朝向的指南针地磁角度进行计算，记录上述拍照时的角度数据，继而对角度数据进行计算；具体为：
(1)使用角度数据结合手机界面交互对用户进行引导；
(2)拍照并且记录用户在每个角度进行拍照的角度数据，并且做为后续数据处理的依据；
本发明所述使用角度数据结合手机界面交互对用户进行引导，其具体过程为，
(1)拍照时，手机屏幕的中心位置设置圆圈一，作为对准的准星，用于对准被拍照物体；
(2)以手机屏幕的中心点为原点，以通过原点并平行于手机屏短边框的直线为X轴，以通过原点并垂直于X轴的直线为Y轴，建立直角坐标系；
(3)将屏幕垂直方向的Y轴平分为M份，每一份90/M度，每一度与手机拍照0-90度俯仰角(手机倾斜角度)相对应；
(4)将屏幕水平方向的X轴依照指南针地磁角度数据将0-360度平分为N 份，每一份360/N度，每一度与指南针地磁角度的方向角0-360度对应；
(5)用圆圈二表示待拍照实物相对于手机实际位置的指南针地磁角度、俯仰角映射到手机屏幕中的位置，根据手机屏幕中圆圈二与圆圈一的相对位置提示用户左右移动手机，若用户当前手机落在当前水平角度的左侧，则将圆圈二绘制在Y轴左侧，提示用户水平向左转动手机；圆圈二反之绘制在Y轴右侧，提示用户水平向右转动手机；映射到手机中的角度与预期角度差距越大则距离Y 轴越远，因此圆圈二距离Y轴距离表示偏离预期角度的角度值；待拍照实物相对于手机实际位置的指南针地磁角度映射到屏幕中位置的计算公式为：
设定L为下一个预期的指南针地磁角度，x为手机传感器指南针地磁角度,W 为手机屏幕画幅宽度,则圆圈二绘制坐标值d的计算公式为:
Dist(x,L)＝min[|x-L|,|x-L+360|,|L-x+360|]
Figure RE-GDA0002526221310000031
a：当L<180时：
当L<x<L+180时d＝|d|，否则d＝-|d|；
b：当L>180时：
当L-180<x<L时d＝-|d|，否则d＝|d|；
当d<0时，圆圈二绘制位置为Y轴左侧；
当d>0时，圆圈二绘制位置为Y轴右侧；
当d＝0时，圆圈二绘制位置与Y轴重合；
(6)进行步骤(5)操作的同时提示用户上下翻转手机，若用户当前手机拍照俯仰角大于预期角度，则将圆圈二绘制在X轴上侧，此时提示用户在垂直面内向上转动手机；反之将圆圈二绘制在X轴以下，此时提示用户在垂直面内向下转动手机；角度差距越大则距离X轴越远，因此圆圈二距离X轴距离表示偏离预期角度的角度值,待拍照实物相对于手机实际位置的俯仰角映射到手机屏幕中位置的计算公式：
设定L(0<L<90)为俯角角度，坐标值为d，画面高度为H,y为手机拍照俯角
Dist(y,L)＝min[|y-L|,|y-L+360|,|L-y+360|]
Figure RE-GDA0002526221310000041
当L<x<90时d＝-|d|，否则d＝|d|；
(7)当圆圈一与圆圈二重合(或者50％以上重合)时即达到期望的拍照角度，提示用户可进行拍照，或者自动进行拍照操作。
本发明与现有技术相比，所设计的辅助手机用户进行图片信息采集的方法步骤完善合理，通过将手机传感器获取的实物相对于手机的角度数据进行映射计算，引导用户对拍照角度进行调整，从而实现精准的对图片信息采集，并将每次采集的拍照角度进行标记，即有效防止了同一角度的重复拍摄，又能够提醒用户被遗漏的拍照角度，保证实物图像信息采集的全面性和高效性，对于目前通过手机拍照进行实物模拟和分析的相关领域具有明显的实用价值。
附图说明：
图1为本发明涉及的拍照时手机屏幕建立的直角坐标系的示意图。
图2为本发明涉及的拍照过程中圆圈二相对于圆圈一的相对位置示意图。
具体实施方式：
下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：
本实施例涉及的一种辅助手机用户进行图片信息采集的方法，其具体工艺步骤如下：
1、使用手机传感器获取角度数据，其中角度数据包括指南针地磁角度数据以及手机倾斜度数据；具体为：
(1)通过手机方向传感器获取手机摄像头朝向的指南针地磁角度数据，得到0-360角度范围内的水平方向角度数值，用来标记当前拍照的水平方向角度；
(2)使用手机传感器获取手机倾斜角度(手机摄像头一侧的手机机身相对于水平面的夹角)，得到0-90度范围内的垂直方向角度数值，来标记当前拍照设备的俯仰角；
(3)以手机为圆心将手机所在水平方向的360度圆周平均细分为N份，每一份作为拍照的预期角度；
(4)以手机为圆心将手机所在垂直方向(即手机摄像头一侧的手机机身相对于水平面的夹角范围)0-90度平均分为M份，每一份作为拍照的预期俯仰角；
2、在采集图像过程中，通过参考获取到的角度数据对图片的拍照角度即拍照倾斜度、当前手机摄像头朝向的指南针地磁角度进行计算，记录上述拍照时的角度数据，继而对角度数据进行计算；具体为：
(1)使用数据结合手机界面交互对用户进行引导；
(2)拍照并且记录用户在每个角度进行拍照的角度数据，并且做为后续数据处理的依据；
3、将标记的拍照位置实时的用图形方式给与用户以数据反馈。
本实施涉及的使用角度数据结合手机界面交互对用户进行引导，其具体过程为，
(1)拍照时，手机屏幕的中心位置设置圆圈一，作为对准的准星，用于对准被拍照物体；
(2)以手机屏幕的中心点为原点，以通过原点并平行于手机屏短边框的直线为X轴，以通过原点并垂直于X轴的直线为Y轴，建立直角坐标系，如图1 所示；
(3)将图1中屏幕垂直方向的Y轴平分为M份，每一份90/M度，每一度与手机拍照0-90度俯仰角(手机倾斜角度)相对应；
(4)将图1中屏幕水平方向的X轴依照指南针地磁角度数据将0-360度平分为N份，每一份360/N度，每一度与指南针地磁角度的方向角0-360度对应；
(5)用圆圈二表示待拍照实物相对于手机的实际位置角度映射到手机屏幕中的位置，如图2所示，根据手机屏幕中圆圈二与圆圈一的相对位置提示用户左右移动手机，若用户当前手机落在当前水平角度的左侧，则将圆圈二绘制在Y 轴左侧，提示用户水平向左转动手机；圆圈二反之绘制在Y轴右侧，提示用户水平向右转动手机；映射到手机中的角度与预期角度差距越大则距离Y轴越远，因此圆圈二距离Y轴距离表示偏离预期角度的角度值，待拍照实物的相对于手机的指南针地磁角度映射到屏幕计算公式为：
设定L为下一个预期的地磁角度，x为手机传感器指南针地磁角度,W为手机屏幕画幅宽度,则圆圈二绘制坐标值d的计算公式为:
Dist(x,L)＝min[|x-L|,|x-L+360|,|L-x+360|
Figure RE-GDA0002526221310000061
a：当L<180时：
当L<x<L+180时d＝|d|，否则d＝-|d|；
b：当L>180时：
当L-180<x<L时d＝-|d|，否则d＝|d|；
当d<0时，圆圈二绘制位置为Y轴左侧
当d>0时，圆圈二绘制位置为Y轴右侧
当d＝0时，圆圈二绘制位置与Y轴重合
(6)进行步骤(5)操作的同时提示用户上下翻转手机，如图2所示，若用户当前手机拍照俯仰角大于预期角度，则将圆圈二绘制在X轴上侧，此时提示用户在垂直面内向上转动手机；反之将圆圈二绘制在X轴以下，此时提示用户在垂直面内向下转动手机；角度差距越大则距离X轴越远，因此圆圈二距离X 轴距离表示偏离预期角度的角度值,待拍照实物相对于手机的俯仰角映射到手机屏幕的计算公式：
设定L(0<L<90)为俯角角度，坐标值为d，画面高度为H,y为手机拍照俯角
Dist(y,L)＝min[|y-L|,|y-L+360|,|L-y+360|]
Figure RE-GDA0002526221310000062
当L<x<90时d＝-|d|，否则d＝|d|；
(8)当圆圈一与圆圈二重合(或者50％以上重合)时即达到期望的拍照角度，提示用户可进行拍照，或者自动进行拍照操作。
实施例2：
实施例1涉及的一种辅助手机用户进行图片信息采集的方法，能够应用于 3D建模领域，在进行3D建模时，利用实施例1所述方法对被建模对象进行全方位、各个角度的拍照，各个角度的图像采集全面，并将角度数据用于参与建模，有利于3D建模的快速完成，使建立的模型更加贴近实物，建模效果更优；所述辅助手机用户进行图片信息采集的方法亦能够用于全景照片的拍摄，利用实施例1所述方法对对环境进行全方位、各个角度的图像采集，并且角度数据一同用于全景图像建模，建模后的全景层次清晰，全面可靠，避免了建模模型存在遗漏之处。
实施例1涉及的一种辅助手机用户进行图片信息采集的方法能够增加采集数据的完整性，并且能够保留拍照的地磁角、倾斜度以备后续使用，且在一些 3D建模计算等情境中保证了空间的连续性；比如在图像间特征点匹配处理过程中，图像间特征点匹配需要预先指定图像对，一般情况下两张图像是否匹配是未知的，通常做法是暴力匹配，即每张图像和其他所有图像进行特征点匹配，当某个图像对匹配成功的特征点足够多时则认为该图像对是匹配的，由于特征点匹配存在大量误匹配，导致大量图像对误匹配；实施例1所述方法能够计算得到每张图像的视角方向,然后根据视角方向夹角大小筛选初始图像对，初步对图像对筛选可以减少图像间的匹配次数，减少计算量并提高匹配精度。

Claims (3)

1.一种辅助手机用户进行图片信息采集的方法，其特征在于：工艺步骤如下：
步骤一：使用手机传感器获取角度数据，其中角度数据包括指南针地磁角度数据以及手机倾斜度数据；其具体过程为：
(1)通过手机方向传感器获取手机摄像头朝向的指南针地磁角度数据，得到0-360角度范围内的水平方向角度数值，用来标记当前拍照的水平方向角度；
(2)使用手机传感器获取手机倾斜角度，得到0-90度范围内的垂直方向角度数值，来标记当前拍照设备的俯仰角；
(3)以手机为圆心将手机所在水平方向的360度圆周平均细分为N份，每一份作为拍照的预期角度；
(4)以手机为圆心将手机所在垂直方向平均分为M份，每一份作为拍照的预期俯仰角；
步骤二：在采集图像过程中，通过参考获取到的角度数据对图片的拍照角度即拍照倾斜度、当前手机摄像头朝向的指南针地磁角度进行计算，记录上述拍照时的角度数据，继而对角度数据进行计算；具体过程为：
(1)使用角度数据结合手机界面交互对用户进行引导；对用户进行引导的具体过程为，
(a1)拍照时，手机屏幕的中心位置设置圆圈一，作为对准的准星，用于对准被拍照物体；
(a2)以手机屏幕的中心点为原点，以通过原点并平行于手机屏短边框的直线为X轴，以通过原点并垂直于X轴的直线为Y轴，建立直角坐标系；
(a3)将屏幕垂直方向的Y轴平分为M份，每一份90/M度，每一度与手机拍照0-90度俯仰角相对应；
(a4)将屏幕水平方向的X轴依照指南针地磁角度数据将0-360度平分为N份，每一份360/N度，每一度与指南针地磁角度的方向角0-360度对应；
(a5)用圆圈二表示待拍照实物相对于手机实际位置的指南针地磁角度、俯仰角映射到手机屏幕中的位置，根据手机屏幕中圆圈二与圆圈一的相对位置提示用户左右移动手机，若用户当前手机落在当前水平角度的左侧，则将圆圈二绘制在Y轴左侧，提示用户水平向左转动手机；圆圈二反之绘制在Y轴右侧，提示用户水平向右转动手机；映射到手机中的角度与预期角度差距越大则距离Y 轴越远，因此圆圈二距离Y轴距离表示偏离预期角度的角度值；
(a6)进行步骤(a5)操作的同时提示用户上下翻转手机，若用户当前手机拍照俯仰角大于预期角度，则将圆圈二绘制在X轴上侧，此时提示用户在垂直面内向上转动手机；反之将圆圈二绘制在X轴以下，此时提示用户在垂直面内向下转动手机；角度差距越大则距离X轴越远，因此圆圈二距离X轴距离表示偏离预期角度的角度值；
(a7)当圆圈一与圆圈二重合或者50％以上重合时即达到期望的拍照角度，提示用户可进行拍照，或者自动进行拍照操作；
(2)拍照并且记录用户在每个角度进行拍照的角度数据，并且做为后续数据处理的依据；
步骤三：将标记的拍照位置实时的用图形方式给与用户以数据反馈。
2.根据权利要求1所述的辅助手机用户进行图片信息采集的方法，其特征在于：所述待拍照实物相对于手机实际位置的指南针地磁角度映射到屏幕中的位置的计算公式为：
设定L为下一个预期的指南针地磁角度，x为手机传感器指南针地磁角度,W为手机屏幕画幅宽度,则圆圈二绘制坐标值d的计算公式为:
Dist(x,L)＝min[|x-L|,|x-L+360|,|L-x+360|]
Figure FDA0002948610130000021
a：当L<180时：
当L<x<L+180时d＝|d|，否则d＝-|d|；
b：当L>180时：
当L-180<x<L时d＝-|d|，否则d＝|d|；
当d<0时，圆圈二绘制位置为Y轴左侧；
当d>0时，圆圈二绘制位置为Y轴右侧；
当d＝0时，圆圈二绘制位置与Y轴重合。
3.根据权利要求2所述的辅助手机用户进行图片信息采集的方法，其特征在于：所述待拍照实物相对于手机实际位置的俯仰角映射到手机屏幕中的位置的计算公式为：
设定L(0<L<90)为俯角角度，坐标值为d，画面高度为H,y为手机拍照俯角
Dist(y,L)＝min[|y-L|,|y-L+360|,|L-y+360|]
Figure FDA0002948610130000031
当L<x<90时d＝-|d|，否则d＝|d|。
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