[發明專利]一種面向智能手機的立體視頻生成方法及輔助拍攝裝置

有效

• 申請號: 201710333255.3
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN106954060B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 康來;魏迎梅;白亮;老松楊;蔣杰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: H04N13/344
• 分類號: H04N13/344;H04N13/246;H04M1/725
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務所 11313
• 代理人: 郝文博;王建秀

本發明公開了一種面向智能手機的立體視頻生成方法及輔助拍攝裝置。本發明立體視頻生成方案包含五個步驟：立體視頻輔助拍攝裝置構建和安裝；立體視頻輔助拍攝裝置參數自動標定；投影幾何變換矩陣計算和灰度補償映射函數估計；視頻數據拍攝；立體視頻生成。立體視頻輔助拍攝裝置包括：不銹鋼平面鏡、平面鏡固定架、支架連接部件、支架固定架、手機連接部件、緊固件。本發明方法可避免兩個攝像頭不同步導致的左右畫面不協調問題，且本發明立體視頻輔助拍攝裝置具有結構簡單、成本低廉、便于攜帶和易于使用等優點，有助于普通消費者利用智能手機獲取沉浸感較強的立體視頻，豐富智能手機視頻形式、提升拍攝和觀賞樂趣。

技術領域

本發明涉及立體視頻成像領域，特別是指一種面向智能手機的立體視頻生成方法及輔助拍攝裝置。

背景技術

視覺是人類感知外部環境的重要信息來源，因此圖像和視頻在娛樂、教育、社交等各種應用場景中發揮重要作用。然而，普通圖像和視頻本質上是對三維世界的二維投影，成像過程中丟失了場景深度信息，因此普通圖像和視頻難以給觀察者帶來身臨其境的感覺。近年來，立體(stereoscopy)視頻成像技術得以迅速發展，極大地增強了場景的立體感和真實感。立體視頻可以向觀察者左、右眼呈現具有視差的左、右視圖，這兩個視圖經過觀察者大腦合成之后可以為觀察者提供完整的場景深度線索。目前，人們可以借助虛擬現實眼鏡(virtual reality glasses)等輔助設備在智能手機上觀看事先錄制好的立體視頻，為用戶帶來前所未有的沉浸感和極佳的影視欣賞體驗。

現有的立體圖像和立體視頻獲取技術大致可以分為以下四類：利用計算機視覺和圖像處理方法從普通單攝像頭視頻中提取場景的深度信息，在此基礎上生成具有視差的左、右視圖；使用兩個并排、且相對位置固定的攝像機同時進行拍攝；采用雙鏡頭攝像機進行立體視頻拍攝；采用單個攝像頭結合輔助裝置進行拍攝。這些技術手段各自存在成本高、結構復雜、操作困難等問題，無法滿足一般消費者利用普通智能手機拍攝立體視頻的需求。

針對現有技術中立體視頻拍攝成本高、結構復雜、操作困難的問題，目前尚未有有效的解決方案。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提出一種面向智能手機的立體視頻生成方法及輔助拍攝裝置，能夠使一般消費者利用普通智能手機拍攝立體視頻，降低成本、簡化結構、且便于操作。

基于上述目的，本發明實施例提供了一種面向智能手機的立體視頻生成方法，包括：

構建立體視頻輔助拍攝裝置并將其安裝在智能手機上；

標定立體視頻輔助拍攝裝置的安裝參數；

使用智能手機計算投影幾何變換矩陣與灰度補償映射函數；

使用智能手機拍攝視頻數據；

將拍攝的視頻數據轉化為立體視頻。

在一些實施方式中，所述立體視頻輔助拍攝裝置包括用于獲取場景虛像的不銹鋼平面鏡，不銹鋼平面鏡所在平面與智能手機背面相垂直，不銹鋼平面鏡所在平面與智能手機背面相交于不銹鋼平面鏡內邊緣，不銹鋼平面鏡內邊緣與智能手機側邊相垂直；同時，不銹鋼平面鏡由平面鏡固定架固定，平面鏡固定架通過支架連接部件連接至支架固定架，支架固定架通過手機連接部件與智能手機相連接，平面鏡固定架與支架連接部件之間、支架固定架與手機連接部件之間以緊固件固定或調節相對位置與角度。

在一些實施方式中，所述標定立體視頻輔助拍攝裝置的安裝參數包括：

使用智能手機拍攝圖像，其中，該圖像對應的拍攝場景包含較豐富的紋理、顏色信息，并且不能是墻面、桌面等顏色單一的場景；

從該圖像中提取多個稀疏特征點并進行特征點匹配，生成特征點匹配集合；

多次重復隨機選取兩對特征點進行匹配，生成上述特征點匹配確定的平面鏡法向量估計；