[發明專利]3D立體攝像設備的拍攝參數自動調整系統

有效

• 申請號: 201210121855.0
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102665087A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 湯一平;葉良波;田旭園;劉康;吳立娟
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H04N13/02
• 分類號: H04N13/02;H04N5/232;G03B35/08
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

技術領域

本發明涉及一種智能立體攝像設備，尤其是全方位視覺傳感器、攝像機、計算機視覺、機電一體化設計等技術在3D立體攝像設備方面的應用。

背景技術

3D電視的普及越來越快，目前很多家庭購買了3D電視，但實際可看的3D片源很少，在這種情況下，消費者要更好的利用自己的3D電視，3D攝像機肯定是一種很好的補充。

用兩臺攝像機模擬左右兩眼，一般的話兩個攝像機之間的距離，即基線距跟人的兩眼之間的距離差不多。只要用兩臺攝像機仿真左右兩眼視線，分別拍攝兩條影片，然后將這兩條影片同時放映到銀幕上；放映時再采用必要的技術手段，使觀眾左眼只能看到左眼圖像，右眼也只能看到右眼圖像。當兩幅圖像經過電影觀眾的大腦迭合后，他們就對銀幕畫面產生了立體縱深感。立體拍攝看似很簡單的模擬，在實際操作中卻十分困難。在拍攝中，兩臺機器的一致度要求非常高，否則很難拍出很好的效果。

當今最新的3D攝像機搭載了一個手動操控撥盤，撥盤上除了2D機型所具備的調節對焦、曝光、光圈、快門、自動曝光轉換和白平衡切換之外，此次還增加了3D深度調整功能，可以根據不同的場景來調整3D的立體景深效果。

兩個鏡頭的光軸從廣角到長焦端始終對齊是一件困難的事，如果不能保證，那么3D效果將會變差，一般在3D攝像機出廠前會經過精確到微米級的調校，以便確保雙鏡頭光軸始終對齊；但是在使用過程中，為避免發生偏差，用戶需要通過手工方式實現3D自動調整，使左右眼畫面始終在合理的位置上。

在實時轉播三維立體體育賽事和音樂會等大型活動時，對3D攝像師的要求非常高，往往又要增加一個3D深度調整的推手(3D?Puller)的新工作崗位，該崗位負責對3D處理層設備的參數進行設定，掌控攝像機的3D景深和3D效果的好壞。有點類似于2D的調光I位。2D中的技術協調也有3D技術協調對應負責3D景深的設定和3D效果的指導。3D推手需要緊盯屏幕隨時快速調整。

一般來說，即使多增加一個3D深度調整的助手也很難保證兩臺機器的一致度；現有的3D拍攝技術要保證焦距、拍攝方向、拍攝角度和3D深度等的一致性是一項極其困難的事情，尤其是在動態拍攝的情況下，即費時又費力同時難以保證3D拍攝質量。另一方面，在有些情況下，比如足球賽事的3D實況轉播時往往希望即有球場內的3D全景視頻圖像又有特寫的3D視頻圖像。

發明內容

為了克服已有3D攝像機存在的焦距、拍攝方向、拍攝角度和3D深度等的一致性調整困難、無法同時拍攝3D全景視頻圖像和特寫的3D視頻圖像的不足，本發明提供一種實現3D全景視頻圖像的拍攝同時進行3D特寫視頻圖像的拍攝、實現在顯示器上全景點控的自動3D特寫視頻圖像拍攝的3D立體攝像設備的拍攝參數自動調整系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種3D立體攝像設備的拍攝參數自動調整系統，包括一組由4臺全方位攝像裝置構成的3D全景攝像裝置、一組由2臺高清攝像機構成的3D攝像裝置和對4臺全方位攝像裝置的圖像進行全景立體成像處理、根據在顯示器上顯示的3D全景圖像上用人機接口方式選擇想要拍攝對象的大小及位置信息來自動控制3D攝像裝置的對焦、光圈、調整拍攝方向、角度和3D深度動作的、并將3D全景視頻圖像和3D視頻圖像按左右通道進行合成處理的計算機；所述的3D全景攝像裝置為所述的3D攝像裝置提供各種拍攝參數的信息；所述的3D全景攝像裝置中的4臺全方位攝像裝置通過視頻卡與所述的計算機進行連接，所述的3D攝像裝置中的2臺高清攝像機通過圖像采集單元與所述的計算機連接；所述的3D攝像裝置中的解碼器通過RS232/RS485轉換器與所述的計算機連接；

所述的計算機包括：

全景圖像讀取與預處理單元，用于讀取4臺全方位攝像裝置的全景圖像并對全景圖像做簡單圖像預處理，分別啟動4個線程，每個線程讀取一個全方位攝像裝置的全景圖像，然后用4種不同的模版對相應的全方位攝像裝置進行圖像預處理，其輸出與透視展開單元連接；

透視展開單元，用于對全方位攝像裝置的全景圖像中的對立體成像提供成像的扇形圖像部分進行透視展開，首先將所述的全景圖像讀取與預處理單元處理得到的4幅圖像進行分割處理，分割成8個扇形圖像部分，即ODVS1L、ODVS2L、ODVS3L、ODVS4L、ODVS2R、ODVS3R、ODVS4R和ODVS?1R；然后分別對8個扇形圖像部分進行透視展開得到4幅ODVS1L、ODVS2L、ODVS3L和ODVS4L的左透視展開圖像和4幅ODVS2R、ODVS3R、ODVS4R和ODVS1R的右透視展開圖像；其輸出與全景立體圖像加工單元連接；