全景拼接方法及其设备技术

一全景拼接设备，包括四个摄像模组，和一数据处理模块，其中每两个所述摄像模组之间的角度都相同，每个摄像模组均与所述数据处理模块可通电地相连接，以接收和处理来自所述摄像模组的成像信号，从而通过每个所述摄像模组分别取出一图像，且将每张所述图像进行一次坐标转换后形成一展开图，并将四张所述展开图依比例重迭合成一长方形全景图片。

【技术实现步骤摘要】
全景拼接方法及其设备
本专利技术涉及一拼接方法，尤其涉及一全景拼接方法及其设备，以经过一次坐标转换就可以完成拼接，进而有效地提高全景拼接效率和缩短坐标转换算法耗时。
技术介绍
人们的生活习惯随着科技的发展逐渐地改变，例如，以前用相机拍照，现在用手机拍照，以前人们只在特殊的节日中才利用传统相机去记录特别的事情，而现今人们随时随地的使用摄像装置，像是数位相机、智慧型手机、摄影机等，去拍摄去记录任何时刻并上传至互联网与远方亲朋好友连系，甚至可分享给陌生人。科技发展到现今，人们的生活几乎无法脱离各种的摄像装置和可携智慧装置。特别是，摄像装置或相机会根据本身的镜头、镜片、焦距、光圈的不同会拍摄出不同效果的影片或相片。值得一提的是，根据一些特殊的场合或需求而需要取得全景照片，然而在早期是无法直接经由相机取得全景照片的，都是相机以单一视角进行拍摄，再把多张照片拼接合成的单张长条静态照片，但是这样的方式除了制作复杂浪费时间外，还不是每个人都可以容易的进行或取得。特别地，通过这样的方式并无法用来录制全景影片。另外，现今常用的全景图片拼接方法，是根据二维鱼眼图片建立三维球面坐标，再将其投射到柱面坐标以消减鱼眼图片的扭曲现象，然后对投射变换过的图片使用相位相关度方法，求取相邻图像的偏移量，根据求去的偏移量即可确定图像间的对应点。但是这种常用方法存在的一些的缺陷：像是对摄像头标定要求较高，摄像头的轻微移动会影响拼接效果。还有图片坐标映射需要经过两次坐标转换。以及运算量过大导致处理速度较慢。另外，近年虚拟实境(英语：virtualreality，缩写为VR)不断的发展，作为虚拟实境(VR)的内容输入的全景摄像机更是不断的被开发和改良，但是现今的全景摄像机在成像是有都一严重的问题点，即在成像是会产生严重畸变，也就是所谓的“桶形畸变”。强烈的畸变使画面四周直线都被弯曲成弧形，而且越靠近边缘畸变越明显，镜头而中心部位畸变则明显减弱，这也是全景摄像机成像的标志性特点之一。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一全景拼接方法及其设备，其以用于解决摄像头标定要求高的缺陷，在拼接时扩大有效范围的选取，这样即使在使用中摄像头产生轻微的位移也不会影响拼接效果。本专利技术的另一目的在于提供一全景拼接方法及其设备，其中包括四个摄像头模组，其中经由四个所述摄像头模组分别取出四幅标定图片，在经由所述全景拼接方法得到所述全景图片。特别地，所述四幅标定图片在取得后经过一次坐标转换就可以完成拼接，如此可降低软件开发成本、提高全景拼接效率以及缩短坐标转换算法耗时。本专利技术的另一目的在于提供一全景拼接方法及其设备，其中四个所述摄像头模组分别取得较大范围的图片，以扩大有效范围的选取，进一步地降低图像拼接时的标定难度。本专利技术的另一目的在于提供一全景拼接方法及其设备，其中突破现存之正四面体之全景相机结构，通过合理的分析各摄像头的光路及成像重合范围，调整摄像头位置及方向，以取得更宽广的全景范围和降低摄像头装配的难度。本专利技术的另一目的在于提供一全景拼接方法及其设备，其中配合一演算法使全景拼接设备达到灵活的全景拼接效果。本专利技术的另一目的在于提供一全景拼接方法及其设备，其中包括四个摄像头模组，其中每两个摄像头之间的角度都相同，每个摄像头的方向为正四面体中心到正四面体顶点的方向，通过本专利技术的所述全景拼接方法用于拼接设备从而得到的四幅经过标定图片，以提高拼接效率，也就是说采用本发法的拼接有效范围选取演算法，只经过一次坐标转换就可以完成拼接。本专利技术的另一目的在于提供一全景拼接方法及其设备，其中基于鱼眼透镜模组的校正准确度进行发展，使得所述全景拼接设备可以效减除径向桶形畸变，减少最终成像畸变。通过下面的描述，本专利技术的其它优势和特征将会变得显而易见，并可以通过权利要求书中特别指出的手段和组合得到实现。为了达到以上至少一目的，本专利技术提供一全景拼接设备，包括：四个摄像模组，和一数据处理模块，其中每两个所述摄像模组之间的角度都相同，每个摄像模组均与所述数据处理模块可通电地相连接，以接收和处理来自所述摄像模组的成像信号，从而通过每个所述摄像模组分别取出一图像，且将每张所述图像进行一次坐标转换后形成一展开图，并将四张所述展开图依比例重迭合成一长方形全景图片。根据本专利技术的一个实施例，其中每两个所述摄像头模组之间的角度是109.47度。根据本专利技术的一个实施例，其中每个所述摄像模组的组成方向为从正四面体中心到正四面体顶点的方向。根据本专利技术的一个实施例，其中包括可拆地连接支撑四个所述摄像头模组的一支架。根据本专利技术的一个实施例，其中每个所述摄像模组实施为鱼眼摄像模组。根据本专利技术的一个实施例，其中所述长方形全景图片宽为W，高为H，宽高比为2：1。根据本专利技术的一个实施例，其中取其一所述摄像模组作为基准，设定为一第一摄像模组，其中取出一第一图像，并展开形成一第一图像展开图。根据本专利技术的一个实施例，其中所述第一图像具有一有效数据区域和一重迭区域，其中从所述第一摄像模组中心到70.53°的区域为所述有效数据区域，其中所述重迭区域为矫正参数α。根据本专利技术的一个实施例，其中所述第一图像展开图的高度为Hx(70.53+α)/180。根据本专利技术的一个实施例，其中所述第一图像展开图展开后的数据坐标点设为ix,iy，其中所述第一图像的数据坐标点设为x,y，其中关系为：x＝R/2+R/2*sin(iy*π/(W/2))*sin(ix*π/(W/2))y＝R/2+R/2*sin(iy*π/(W/2))*cos(ix*π/(W/2))。根据本专利技术的一个实施例，其中分别设定其它三个所述摄像模组为一第二摄像头模组，一第三摄像头模组，一第二摄像头模组，并且分别取出一第二图像，并展开形成一第二图像展开图,一第三图像，并展开形成一第三图像展开图,一第四图像，并展开形成一第四图像展开图。根据本专利技术的一个实施例，其中所述第二图像展开图的宽为W*(360°/(120°+δ))，其中δ为矫正参数，为向右重叠区域。根据本专利技术的一个实施例，其中所述第二图像展开图的高为H*(70.13°-β)/(180°-(70.13°-β))，其中β为矫正参数，向上重叠区域。1、根据本专利技术的一个实施例，其中第二图像展开图展开后的数据坐标点设为ix,iy，其中所述第二图像的有效数据坐标点设为x1,y1，其对应的球体坐标设为x,y，z，其中关系为：x＝R/2*sin((iy+H*(70.13°-β)/(180°-(70.13°-β))*PI/(W/2))*cos((ix-(W/2)/(360°/(120°+δ)))*PI/(W/2))；y＝R/2*sin((iy+H*(70.13°-β)/(180°-(70.13°-β))*PI/(W/2))*sin((ix-(W/2)/(360°/(120°+δ)))*PI/(W/2))；z＝R/2*cos((iy+H*(70.13°-β)/(180°-(70.13°-β))*PI/(W/2))；x1＝R/2+z*sin(-(180°-(70.13°-β)*π/180°)+x*cos(-(180°-(70.13°-β)*π/180°)；y1＝R/2+y。根据本专利技术的一个实施例，其中所述第三图像展开图的宽为W*(360°/(120°+δ)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一全景拼接设备，其特征在于，包括：四个摄像模组，和一数据处理模块，其中每两个所述摄像模组之间的角度都相同，每个摄像模组均与所述数据处理模块可通电地相连接，以接收和处理来自所述摄像模组的成像信号，从而通过每个所述摄像模组分别取出一图像，且将每张所述图像进行一次坐标转换后形成一展开图，并将四张所述展开图依比例重迭合成一长方形全景图片。

【技术特征摘要】
1.一全景拼接设备，其特征在于，包括：四个摄像模组，和一数据处理模块，其中每两个所述摄像模组之间的角度都相同，每个摄像模组均与所述数据处理模块可通电地相连接，以接收和处理来自所述摄像模组的成像信号，从而通过每个所述摄像模组分别取出一图像，且将每张所述图像进行一次坐标转换后形成一展开图，并将四张所述展开图依比例重迭合成一长方形全景图片。2.根据权利要求1所述全景拼接设备，其中每两个所述摄像头模组之间的角度是109.47度。3.根据权利要求1所述全景拼接设备，其中每个所述摄像模组的组成方向为从正四面体中心到正四面体顶点的方向。4.根据权利要求1所述全景拼接设备，其中包括可拆地连接支撑四个所述摄像模组的一支架。5.根据权利要求1所述全景拼接设备，其中每个所述摄像模组实施为鱼眼摄像模组。6.根据权利要求1所述全景拼接设备，其中所述长方形全景图片宽为W，高为H，宽高比为2：1。7.根据权利要求6所述全景拼接设备，其中取其一所述摄像模组作为基准，设定为一第一摄像模组，其中取出一第一图像，并展开形成一第一图像展开图。8.根据权利要求7所述全景拼接设备，其中所述第一图像具有一有效数据区域和一重迭区域，其中从所述第一摄像模组中心到70.53°的区域为所述有效数据区域，其中所述重迭区域为矫正参数α。9.根据权利要求8所述全景拼接设备，其中所述第一图像展开图的高度为Hx(70.53+α)/180。10.根据权利要求8所述全景拼接设备，其中所述第一图像展开图展开后的数据坐标点设为ix,iy，其中所述第一图像的数据坐标点设为x,y，其中关系为：x＝R/2+R/2*sin(iy*π/(W/2))*sin(ix*π/(W/2))y＝R/2+R/2*sin(iy*π/(W/2))*cos(ix*π/(W/2))。11.根据权利要求10所述全景拼接设备，其中分别设定其它三个所述摄像模组为一第二摄像头模组，一第三摄像头模组，一第二摄像头模组，并且分别取出一第二图像，并展开形成一第二图像展开图,一第三图像，并展开形成一第三图像展开图,一第四图像，并展开形成一第四图像展开图。12.根据权利要求11所述全景拼接设备，其中所述第二图像展开图的宽为W*(360°/(120°+δ))，其中δ为矫正参数，为向右重叠区域。13.根据权利要求12所述全景拼接设备，其中所述第二图像展开图的高为H*(70.13°-β)/(180°-(70.13°-β))，其中β为矫正参数，向上重叠区域。14.根据权利要求13所述全景拼接设备，其中第二图像展开图展开后的数据坐标点设为ix,iy，其中所述第二图像的有效数据坐标点设为x1,y1，其对应的球体坐标设为x,y，z，其中关系为：x＝R/2*sin((iy+H*(70.13°-β)/(180°-(70.13°-β))*PI/(W/2))*cos((ix-(W/2)/(360°/(120°+δ)))*PI/(W/2))；y＝R/2*sin((iy+H*(70.13°-β)/(180°-(70.13°-β))*PI/(W/2))*sin((ix-(W/2)/(360°/(120°+δ)))*PI/(W/2))；z＝R/2*cos((iy+H*(70.13°-β)/(180°-(70.13°-β))*PI/(W/2))；x1＝R/2+z*sin(-(180°-(70.13°-β)*π/180°)+x*cos(-(180°-(70.13°-β)*π/180°)；y1＝R/2+y。15.根据权利要求14所述全景拼接设备，其中所述第三图像展开图的宽为W*(360°/(120°+δ))，其中δ为矫正参数，为向左右重叠区域。16.根据权利要求15所述全景拼接设备，其中所述第三图像展开图的高为H*(70.13°-β)/(180°-(70.13°-β))，其中β为矫正参数，向上重叠区域。17.根据权利要求16所述全景拼接设备，其中第三图像展开图展开后的数据坐标点设为ix,iy，其中所述第三图像的有效数据坐标点设为x1,y1，其对应的球体坐标设为x,y，z，其中关系为：x＝R/2*sin((iy+H*(70.13°-β)/(180°-(70.13°-β))*PI/(W/2))*cos((ix-(W/2)/(360°/(120°+δ)))*PI/(W/2))；y＝R/2*sin((iy+H*(70.13°-β)/(180°-(70.13°-β))*PI/(W/2))*sin((ix-(W/2)/(360°/(120°+δ)))*PI/(W/2))；z＝R/2*cos((iy+H*(70.13°-β)/(180°-(70.13°-β))*PI/(W/2))；x1＝R/2+z*...

【专利技术属性】
技术研发人员：田新蕾，李锋，郑锐，
申请(专利权)人：浙江舜宇智能光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33