[發明專利]一種球型攝像機生成全景圖像的方法及球型攝像機

有效

• 申請號: 201410594316.8
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN105635551B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 周璐;張興明
• 申請（專利權）人: 浙江大華技術股份有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N5/235;H04N9/73;H04N9/04
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

本發明公開了一種球型攝像機生成全景圖像的方法及球型攝像機，該方法包括：按照設定規則進行多次轉動，每完成一次轉動，采集當前位置的圖像；根據圖像坐標系與世界坐標系之間的映射關系，得到該圖像在世界坐標系中的曲面圖像；根據世界坐標系與球型攝像機坐標系之間的映射關系，得到該圖像在球型攝像機坐標系中的曲面圖像；根據球型攝像機坐標系與全景圖像坐標系之間的映射關系，得到該圖像在全景圖像坐標系中的平面圖像；根據當前位置的圖像在全景圖像坐標系中的平面圖像，進行全景圖像的拼接。本發明能夠通過各個坐標系之間一一對應的坐標關系，可將球型攝像機獲取的多幅圖像拼接為一幅全景圖像，該全景圖像可以為360全景圖像。

技術領域

本發明涉及視頻圖像處理技術領域，尤其涉及一種球型攝像機生成全景圖像的方法及球型攝像機。

背景技術

全景圖像拼接是指將一組有重疊部分的圖像序列經過空間配準、圖像融合后形成一幅包含每個圖像序列的全景圖像。在進行全景圖像拼接時包括：圖像與處理、圖像配準、圖像融合三個關鍵步驟，其中圖像配準是全景圖像拼接的核心部分，其目的在于找到一個空間變換，使得數字圖像序列之間相互重疊的部分的坐標點能夠對準。在圖像配準之后，為了保證不同圖像之間所存在的亮度和色度的平衡，對圖像配準之后得到的圖像進行圖像融合的處理。

現有的全景圖像拼接的方案主要為基于特征點的拼接方案，在具體實施時，需要計算圖像之間的變換矩陣，利用變換矩陣對采集到的多幅圖像進行拼接，從而得到全景圖像，主要步驟包括：提取特征點；特征點匹配；變換參數估計；圖像融合，從而得到全景圖像。

基于特征點的拼接方案精度較高，但該方法要求被拼接的圖像之間相互重疊，且重疊的部分必須存在較多的特征點，并且，要求場景的景深基本一致。在利用這種方法拼接全景圖像時，對圖像內容要求較高，若圖像內容比較單一(比如只有墻壁)，則無法提取明顯的特征點，此時對圖像進行拼接時會出現較大誤差。而且，這種方法無法拼接成360全景圖像。

發明內容

本發明提供了一種球型攝像機生成全景圖像的方法及球型攝像機，用于解決現有技術中在進行圖像拼接時，對圖像要求太高且無法拼接成360全景圖像的問題。

本發明提供了一種球型攝像機生成全景圖像的方法，包括：

球型攝像機按照設定規則進行多次轉動，每完成一次轉動，采集當前位置的圖像，其中，所述球型攝像機按照設定規則進行多次轉動為：球型攝像機在兩個垂直平面內以設定轉動方向和設定轉動步長，在設定的角度范圍內進行多次轉動；

根據圖像坐標系與預先建立的世界坐標系之間的映射關系，將當前位置的圖像上每個像素點映射到預先建立的世界坐標系中，得到該圖像在世界坐標系中的曲面圖像；

根據預先建立的世界坐標系與預先建立的球型攝像機坐標系之間的映射關系，將當前位置的圖像上每個像素點映射到球型攝像機坐標系中，得到該圖像在球型攝像機坐標系中的曲面圖像，其中，預先建立的球型攝像機坐標系的坐標原點為球型攝像機轉動的中心，該坐標系的x軸和y軸分別在所述兩個垂直平面內，z軸與所述x軸和y軸垂直，該坐標系中任一點的x軸坐標為該點與球心的連線投影到x軸所在的平面后，與該平面內的參考線的夾角，y軸坐標為該點與球心的連線投影到y軸所在的平面后，與該平面內的參考線的夾角，z軸坐標為設定半徑；

根據預先建立的球型攝像機坐標系與預先建立的全景圖像坐標系之間的映射關系，將當前位置的圖像上每個像素點映射到全景圖像坐標系中，得到該圖像在全景圖像坐標系中的平面圖像；

根據當前位置的圖像在全景圖像坐標系中的平面圖像，進行全景圖像的拼接。

所述方法中，所述按照設定規則進行多次轉動，具體包括：

球型攝像機在設定的坐標原點，從設定初始位置開始，在第一平面內以設定第一步長和設定第一方向轉動；