[發明專利]一種基于六角網格的大規模定制攝像機陣列智能系統

在審

• 申請號: 202011619463.8
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN113115022A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 湯浩鈞;陳雪芳
• 申請（專利權）人: 紹興億都信息技術股份有限公司
• 主分類號: H04N13/243
• 分類號: H04N13/243;H04N13/296;H04N13/122;H04N13/194
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;張冉

本發明公開了一種基于六角網格的大規模定制攝像機陣列智能系統，包括一臺服務器、四臺客戶機和排列成六角網格狀的N個定制攝像機；四臺客戶機基于TCP/IP網絡協議與服務器通信連接；當N為4的整數倍時，每臺客戶機通過一條獨立的USB3.2總線經HUB連接N/4個定制攝像機，N/4個定制攝像機包括一個根攝像機和(N/4?1)個子攝像機。客戶機用于對來自定制攝像機的圖像數據進行輪廓提取以得到待再現數據并發送至服務器，服務器接收待再現數據后執行硬件輔助的基于圖像的視覺殼算法以實現三維動態場景的再現。本發明能夠消減輸出圖像的重影，實現對三維動態場景的實時呈現。

【技術領域】

本發明涉及虛擬現實的領域，特別涉及一種基于六角網格的大規模定制攝像機陣列智能系統。

【背景技術】

在虛擬現實的領域內，其中的立體顯示關鍵技術已經取得了快速的進步。產生立體顯示效果需要雙眼視差、運動視差和焦點的適應性調節。為了制造雙眼視差和運動視差，需要對應于左、右眼的兩幅立體場景視圖；通過提供每只眼睛多幅視圖，可進一步制造焦點的適應性調節。因此，建立一種能夠高質量合成多幅任意立體空間視圖的方法顯得十分重要。現代的計算機圖形技術可合成任意數目的三維幾何模型視圖。對于人眼視覺系統，三維幾何模型不僅便于立體察看，而且有利于生理融合。在虛擬現實的領域內，虛擬世界由場景物體的幾何模型所組成，如果要應用相同的策略到實際的物理世界中，必須構造真實物體的幾何模型。然而，獲取精確的幾何模型需要測量物體的三維形狀、表面紋理和光學系數等，花費太多的人力，不是那么容易得到。為了規避這一問題，一種稱作基于IBR(Image-Based Rendering，圖像的再現)技術近年來脫穎而出，并得到了大量的關注。

IBR技術需要綜合多幅圖像，這些圖像可能需要來自某個相同的或多個不同的視點，也可能需要同時采集或在不同時間采集。實現這樣的圖像采集通常有兩種方法，一種是采用單個移動的攝像機，另一種采用多個攝像機組成的陣列。對于靜態場景，兩種方法都可行，但第一種方法采集時間較長；對于動態場景采集，則必須使用攝像機陣列作為輸入系統。

在攝像機陣列的設計和應用嘗試上，有資料記載，王可東等(2005年)設計了一個4×4的CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器陣列來拍攝極高時間分辨率的頻閃火花圖像。C.Zhang等(2007年)用48個帶電子控制面板和水平移動的商用以太網攝像機開發了可自重配置的攝像機陣列，其目標是通過根據場景幾何和期望的虛擬視點改變攝像機的位置和方向來提高視圖插值效果。Matusik等(2000年)采用IBVH(Image-Based Visual Hull，基于圖像的視覺殼)技術構建了支持再現的4攝像機陣列。Yang等(2002年)借助現代的圖形硬件構建了支持實時再現的5攝像機系統；Schirmacher等(2001年)構造了6攝像機系統用于實時處理一般的亮度圖形；Naemura等(2002年)構造了16攝像機系統用于實時再現。一些大型的由幾十個攝像機組成的陣列也已經建立，如Stanford(斯坦福大學)的多攝像機陣列(2002年)、MIT(麻省理工學院)的分布式光場(Light Field)攝像機陣列(2002年)和CMU(美國卡耐基梅隆大學)的3D空間(2002年)，這三個系統分別由128個、64個和49個攝像機組成。