CN208724107U - 一种立体场景拍摄装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种立体场景拍摄装置。该立体场景拍摄装置由1台相机和计算机***构成。在某一时间片隙内，所述相机时分复用地通过焦距调节，设置不同的对焦平面，进行多幅图像的信息采集。所述计算机***利用不同对焦平面上采集到的多幅图像上的清晰像确定场景内物体的深度信息。所述计算机***对每一幅对焦平面位置不同的图像进行像素区域选择，图像较清晰的清晰像像素区域属于该对焦平面，图像较模糊的模糊像像素区域不属于该对焦平面。依照像素区域的对焦平面判定结果，所述计算机***构建立体空间的深度模型，将不同的像素区域放置于不同的对焦平面，从而构建立体空间的深度模型。
Description
技术领域
本实用新型涉及图像拍摄技术，更具体地说，本实用新型涉及基于3D立体场景拍摄技术。
背景技术
3D显示技术是可以实现立体场景真实再现的一种显示技术，其可以为人眼分别提供不同的视差图像，从而使人产生立体视觉。为提高立体场景的真实度，当人眼所处位置不同时，显示器应提供的视差图像相应变化。因此，显示器需要多幅不同位置处的视差图像，才能满足显示需要。
传统立体场景拍摄装置在不同的位置分别放置相机，并对立体场景进行信息采集，随着视点数目的增加，其所需的相机数目也大大增加，其***的整体成本同步提高。因此，立体场景的拍摄需要一种相机数目较少解决方案。
发明内容
本实用新型提出了一种立体场景拍摄装置。附图1为该拍摄装置的结构原理图。该拍摄装置由1台相机和计算机***构成。在某一时间片隙内，所述相机时分复用地通过焦距调节，设置不同的对焦平面，进行多幅图像的信息采集。按照光学基本成像原理，当相机焦距一定时，仅有处于其对焦平面上的物体能清晰成像，则所述计算机***利用不同对焦平面上采集到的多幅图像上的清晰像确定场景内物体的深度信息。所述计算机***对每一幅对焦平面位置不同的图像进行像素区域选择，图像较清晰的清晰像像素区域属于该对焦平面，图像较模糊的模糊像像素区域不属于该对焦平面。依照像素区域的对焦平面判定结果，所述计算机***构建立体空间的深度模型，将不同的像素区域放置于不同的对焦平面，从而构建立体空间的深度模型。依靠立体场景的深度模型，所述计算机***设置虚拟相机阵列，模拟得出相机发生位移时各个位置上的视差图像，并用于立体场景的显示。
由于遮挡等作用，单一相机可能无法采集到立体场景的所有信息，故设置额外相机，并放置于不同空间位置，以消除由于遮挡等作用造成的信息损失。
所述额外相机能够由计算机***上的控制***控制，与原相机进行同步变焦拍摄，同一时刻，相机的焦距、光圈等参数保持一致。
为提升对焦平面上物体的识别能力，所述相机的镜头宜采用小景深镜头，超出景深范围的物体将不能成清晰像。
本实用新型中，所述立体场景拍摄装置可以使用单台相机采集空间立体信息，并实现多视点视差图像的获取。由于只采用较少的相机数目就能完成该功能，因此相对于传统的基于相机阵列的立体场景拍摄装置，该装置具有较低的硬件成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型在对立体场景设置不同对焦平面进行信息采集的示意图
图3为相机分别在不同对焦平面上采集到的图像
图4为额外相机用于采集遮挡信息的示意图
图5 为立体空间深度模型
图标：010-立体场景拍摄装置；100-计算机***； 210-相机；220-额外相机；020-立体信息采集过程；310-场景中的深度靠前的物体；320-场景中深度居中的物体；330-场景中深度靠后的物体；400-对焦平面；030-采集到的图像； 510-对焦平面深度靠前时拍摄到的图像； 520-对焦平面深度居中时拍摄到的图像； 530-对焦平面深度靠后时拍摄到的图像； 610-清晰像像素区域； 620-模糊像像素区域； 730-额外相机在对焦平面深度靠后时拍摄到的图像； 800-遮挡细节信息；040-立体空间深度模型；900-虚拟相机阵列。
应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
图1为本实施例提供的立体拍摄装置010的结构原理图。请参照图1，本实施例提供一种立体拍摄装置010，其包括相机210和计算机***100。相机210和计算机***100连接，相机210采集到的图像可发送至计算机***100进行处理。
下面对本实施例提供立体拍摄装置010进行进一步说明。
图2为本实施例提供的立体拍摄装置010在对立体场景设置不同对焦平面进行信息采集的示意图。请结合参照图1、图2和图3，在本实施例中，立体空间场景在空间深度上前后分布有场景中的深度靠前的物体310、场景中深度居中的物体320及场景中深度靠后的物体330。在某一时间片隙内，相机210时分复用地通过焦距调节，设置不同的对焦平面400，对焦平面的位置从平面1的位置依次变化到平面n的位置，进行多幅图像的信息采集。
按照光学基本成像原理，当相机焦距一定时，仅有处于其对焦平面上的物体能清晰成像。图3为相机210的对焦平面400在不同平面位置上采集到的图像，计算机***100可利用不同对焦平面上采集到的多幅图像上的清晰像确定场景内物体的深度信息。对焦平面深度靠前时拍摄到的图像510中，场景中深度靠前的物体310能够成清晰像，形成清晰像像素区域610，其余场景中深度居中的物体320及场景中深度靠后的物体330只能成模糊像，形成模糊像像素区域620，则计算机***100对本图像进行像素区域选择，图像较清晰的像素区域属于该对焦平面，图像较模糊的像素区域不属于该对焦平面，即可判定物体310处于立体空间中深度靠前的位置；对焦平面深度居中时拍摄到的图像520中，场景中深度居中的物体320能够成清晰像，形成清晰像像素区域610，其余场景中深度靠前的物体310及场景中深度靠后的物体330只能成模糊，形成模糊像像素区域像620，则计算机***100对本图像进行像素区域选择，图像较清晰的像素区域属于该对焦平面，图像较模糊的像素区域不属于该对焦平面，即可判定物体320处于立体空间中深度居中的位置；同理，对焦平面深度靠后时拍摄到的图像530中，场景中深度靠后的物体330能够成清晰像，形成清晰像像素区域610，其余场景中深度靠前的物体310及场景中深度居中的物体320只能成模糊像，形成模糊像像素区域620，则计算机***100对本图像进行像素区域选择，图像较清晰的像素区域属于该对焦平面，图像较模糊的像素区域不属于该对焦平面，即可判定物体330处于立体空间中深度靠后的位置。
图5为立体空间深度模型040。依照像素区域的对焦平面判定结果，计算机***100构建立体空间深度模型040，将不同的像素区域放置于不同的对焦平面，从而构建立体空间的深度模型。该深度模型用以表达空间立体场景中物体310、物体320和物体330位置信息。依靠立体场景深度模型040，所述计算机***设置相机阵列900，对立体场景深度模型进行信息采集，以获得不同位置位置上的视差图像，并用于立体场景的显示。
本实施例中，立体场景拍摄装置010可以使用单台相机210采集空间立体信息，并实现多视点视差图像的获取。由于只采用单台相机就能完成该功能，因此相对于传统的基于相机阵列的立体场景拍摄装置，该装置具有较低的硬件成本。
实施例2
图1为本实施例提供的立体拍摄装置010的结构原理图。请参照图1，本实施例提供一种立体拍摄装置010，其包括相机210、额外相机220和计算机***100。相机210、额外相机220和计算机***100连接，相机210和额外相机220采集到的图像可发送至计算机***100进行处理。
下面对本实施例提供立体拍摄装置010进行进一步说明。
图2为本实施例提供的立体拍摄装置010在对立体场景设置不同对焦平面进行信息采集的示意图。请结合参照图1、图2和图3，在本实施例中，立体空间场景在空间深度上前后分布有场景中的深度靠前的物体310、场景中深度居中的物体320及场景中深度靠后的物体330。在某一时间片隙内，相机210和额外相机220时分复用地通过焦距调节，设置不同的对焦平面400，对焦平面的位置从平面1的位置依次变化到平面n的位置，进行多幅图像的信息采集。
按照光学基本成像原理，当相机焦距一定时，仅有处于其对焦平面上的物体能清晰成像。图3为相机210的对焦平面400在不同平面位置上采集到的图像，计算机***100可利用不同对焦平面上采集到的多幅图像上的清晰像确定场景内物体的深度信息。对焦平面深度靠前时拍摄到的图像510中，场景中深度靠前的物体310能够成清晰像，形成清晰像像素区域610，其余场景中深度居中的物体320及场景中深度靠后的物体330只能成模糊像，形成模糊像像素区域620，则计算机***100对本图像进行像素区域选择，图像较清晰的像素区域属于该对焦平面，图像较模糊的像素区域不属于该对焦平面，即可判定物体310处于立体空间中深度靠前的位置；对焦平面深度居中时拍摄到的图像520中，场景中深度居中的物体320能够成清晰像，形成清晰像像素区域610，其余场景中深度靠前的物体310及场景中深度靠后的物体330只能成模糊像，形成模糊像像素区域620，则计算机***100对本图像进行像素区域选择，图像较清晰的像素区域属于该对焦平面，图像较模糊的像素区域不属于该对焦平面，即可判定物体320处于立体空间中深度居中的位置；同理，对焦平面深度靠后时拍摄到的图像530中，场景中深度靠后的物体330能够成清晰像，形成清晰像像素区域610，其余场景中深度靠前的物体310及场景中深度居中的物体320只能成模糊像，形成模糊像像素区域620，则计算机***100对本图像进行像素区域选择，图像较清晰的像素区域属于该对焦平面，图像较模糊的像素区域不属于该对焦平面，即可判定物体330处于立体空间中深度靠后的位置。
图4为额外相机用于采集遮挡信息的示意图。由于遮挡等作用，单一相机210无法采集到立体场景的所有信息，故放置于不同空间位置的额外相机220用于拍摄获得在对焦平面深度靠后时拍摄到的图像730，图像730中包含由于遮挡作用单一相机210无法采集到的遮挡细节信息800。计算机***100可将遮挡细节信息800与相机210采集到的图像530中的清晰像区域610进行合成，形成对物体330的完整表示。
图5为立体空间深度模型040。依照像素区域的对焦平面判定结果，计算机***100构建立体空间深度模型040，将不同的像素区域放置于不同的对焦平面，从而构建立体空间的深度模型。该深度模型用以表达空间立体场景中物体310、物体320和物体330位置信息。依靠立体场景深度模型040，所述计算机***设置相机阵列900，对立体场景深度模型进行信息采集，以获得不同位置位置上的视差图像，并用于立体场景的显示。
本实用新型中，立体场景拍摄装置010可以使用相机210和额外相机220采集空间立体信息，并实现多视点视差图像的获取。由于只采用两台相机就能完成该功能，因此相对于传统的基于相机阵列的立体场景拍摄装置，该装置具有较低的硬件成本。
Claims (7)
1.一种立体场景拍摄装置，其特征在于：该拍摄装置由1台相机和计算机***构成，在某一时间段内，所述相机通过焦距调节，依次设置不同的对焦平面，进行多幅图像的信息采集，所采集到的信息通过所述计算机***进行处理，从而构建立体场景的深度模型，并生成多视点视差图像。
2.如权利要求1所述的一种立体场景拍摄装置，其特征在于：设置额外相机，并放置于不同空间位置，用以采集更多空间信息，以消除由于遮挡等作用造成的信息损失。
3.如权利要求2所述的一种立体场景拍摄装置，其特征在于：所述额外相机能够由计算机***上的控制***控制，与原相机进行同步变焦拍摄，同一时刻，相机的焦距、光圈等参数保持一致。
4.如权利要求1所述的一种立体场景拍摄装置，其特征在于：所述相机的镜头采用小景深镜头。
5.如权利要求1所述的一种立体场景拍摄装置，其特征在于：所述计算机***对每一幅对焦平面位置不同的图像进行像素区域选择，图像较清晰的清晰像像素区域属于该对焦平面，图像较模糊的模糊像像素区域不属于该对焦平面。
6.如权利要求1所述的一种立体场景拍摄装置，其特征在于：依照像素区域的对焦平面判定结果，所述计算机***构建立体空间的深度模型，将不同的像素区域放置于不同的对焦平面，从而构建立体空间的深度模型。
7.如权利要求1所述的一种立体场景拍摄装置，其特征在于：所述计算机***设置虚拟相机阵列对所构建的立体空间深度模型进行信息采集，模拟得出相机发生位移时各个位置上的视差图像。
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109104602A (zh) * | 2018-09-26 | 2018-12-28 | 成都工业学院 | 一种立体场景拍摄装置 |
| CN111568221A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-08-25 | 佛山市云米电器科技有限公司 | 饮水机控制方法、饮水机及计算机可读存储介质 |
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2018
- 2018-09-26 CN CN201821568327.9U patent/CN208724107U/zh active Active
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| CN111568221A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-08-25 | 佛山市云米电器科技有限公司 | 饮水机控制方法、饮水机及计算机可读存储介质 |
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