CN101950242A

CN101950242A - 一种多视点场景成像缩放显示控制方法

Info

Publication number: CN101950242A
Application number: CN2010102862512A
Authority: CN
Inventors: 傅志中; 鲜海滢; 徐进; 李晓峰; 周宁
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2010-09-19
Filing date: 2010-09-19
Publication date: 2011-01-19

Abstract

本发明公开了一种多视点场景成像缩放显示控制方法，包括：根据放大倍数对应图像分辨率大小逐步超过当前视点分辨率和摄像头光学变焦分辨能力，自动从全景图切换到中心点待放大区域的各路图像的光学变焦放大状态再切换到亚像素图像状态；反之，根据放大倍数图像分辨率低于基于图像超分辨率技术的亚像素图像和摄像头光学变焦分辨能力，自动从亚像素图像状态切换到光学变焦放大状态再切换到全景图。这种缩放显示控制方法，在低分辨的全景图像模式、高分辨的光学变焦放大模式和更高分辨的亚像素图像模式之间随图像放大倍数或显示分辨率大小平滑切换，充分满足了全景图中任意点为视场中心的无缝浏览需求。

Description

一种多视点场景成像缩放显示控制方法

技术领域

本发明涉及视频监控和图像显示领域，具体涉及一种多视点场景成像缩放显示控制方法。

背景技术

近年来，随着通信带宽的急剧增长和人们对可视化要求的不断提高，视频传感器在军事、生产、安全、遥感、搜救等各个领域都得到了广泛应用。传感器数量已经从单一传感器应用发展到网络传感器应用环境，并且呈快速发展趋势。为了在有限尺寸的显示屏幕上显示多传感器获取的可视信息，现有的技术方案中通常采用两级成像显示方式：第一级是全景图像显示，通常将屏幕等分为4、8、16个区域，每个区域显示一路图像，该图像是原始视频传感器的缩小图像。第二级是原始视频传感器图像显示，此时整个屏幕不划分，只用于一路图像显示，部分显示系统能进行光学变焦显示。

中国发明专利“基于多级画面分割的快速数字视频控制方法”，公开号CN101141629，公开了一种显示控制方法是将显示屏幕根据子视野数量进行分割，并对各子视野与摄像机的预置点进行关联，实现一键式多级画面显示的快速控制方法。这种显示方式，在两级显示之间是一种硬切换方式，没有一个过渡过程，因此该技术仅适合于多个独立成像装置组建的多视点成像显示系统。为了实现无盲区成像，未来的多视点成像装置其相邻视点之间必然存在交叠区域。当需要观察多视点之间的相邻区域时，现有成像模式只能在低分辨的全景图像模式或在高分辨的单一场景模式直接反复切换，不能满足全景图中任意点为视场中心的无缝浏览需求。

发明内容

本发明所要解决的问题是：如何提供一种多视点场景成像缩放显示控制方法，实现多视点全景图中任意点为视场中心的无缝浏览。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：提供一种多视点场景成像缩放显示控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(一)根据放大倍数对应全景图屏幕显示分辨率超过当前视点分辨率，自动从全景图切换到中心点待放大区域的各路图像的光学变焦放大状态；

(二)根据放大倍数对应单路图像的显示分辨率低于摄像头光学变焦分辨能力，自动从单路图像的光学变焦放大状态切换到全景图。

按照本发明所提供的多视点场景成像缩放显示控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

(三)根据放大倍数对应单路图像的显示分辨率超过摄像头光学变焦分辨能力，自动从单路图像的光学变焦放大状态切换到单路图像的亚像素图像状态；

(四)根据放大倍数对应单路图像的显示分辨率低于基于图像超分辨率技术的亚像素图像，自动从单路图像的亚像素图像状态切换到单路图像的光学变焦放大状态。

按照本发明所提供的多视点场景成像缩放显示控制方法，其特征在于，在全景图状态、光学变焦放大状态或亚像素图像状态，根据放大倍数以中心点为基础进行放大或缩小。

按照本发明所提供的多视点场景成像缩放显示控制方法，其特征在于，包括但不限制于以下具体实现方式：

(一)根据鼠标点击或当前位置获取中心点位置坐标；

(二)根据鼠标滚轮转动方向获取放大或缩小并根据鼠标滚轮转动距离获取对应比例因子。

本发明有益效果在于：较现有技术能在低分辨的全景图像模式、高分辨的光学变焦放大模式和更高分辨的亚像素图像模式之间随图像放大倍数或显示分辨率大小平滑切换，充分满足了全景图中任意点为视场中心的无缝浏览需求。

附图说明

图1是系统全景图显示模式示意图；

图2是三种缩放模式转换示意图

图3是多视点场景成像拼接与显示流程示意图；

图4是多视点场景成像多级缩放显示流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清楚明白，下面结合附图对本发明进行进一步的详细说明。

本发明方法具体实施方式包括全景图像拼接、任意点视场中心的图像缩放和超分辨率技术图像放大，具体如下：

1、全景图视野分割，参见图1。图中M和N是屏幕尺寸，a，b，c，d是四个视点经过拼接后的全景图像。其全景图大小为N×P。全景图中个视点之间存在视场交叠，也存在未能覆盖的盲区，即全景图中白色部分；

2、对全景图中白色部分采用外推法，如最近邻域插值、双线性插值、双三次插值等方法，进行图像修复，得到规则的全景图；

3、在全景图中任意选择一点V作为视场中心，进行放大显示。设根据放大系数计算得到该点的图像边界超出了视场，因此，需要重新选择一个中心点Q代替V点。其中心点Q的坐标计算方法为：

(1)设V点坐标为：(x_V y_V)，放大倍率为γ，图中虚线是以V点为中心的待放大区域，其宽度和高度为：

(2)以V点为中心的矩形区域坐标为：

y &Element; (y_{V} \frac{N}{2 γ} y_{V} + \frac{N}{2 γ});

(3)如果满足下面任意一个条件，则按(4)进行Q点坐标计算，否则直接将V点坐标拷贝给Q点坐标。四个条件为：

y_{V} + \frac{N}{2 γ} > N,

y_{V - \frac{N}{2 γ} < 0;}

(4) \{\begin{matrix} x_{Q} = x_{V} - | x_{V} + \frac{P}{2 γ} - P | u (x_{V} + \frac{P}{2 γ} - P) + | \frac{P}{2 γ} - x_{V} | u (\frac{P}{2 γ} - x_{V}) \\ y_{Q} = y_{V} - | y_{V} + \frac{N}{2 γ} - N | u (y_{V} + \frac{N}{2 γ} - N) + | \frac{N}{2 γ} - y_{V} | u (\frac{N}{2 γ} - y_{V}) \end{matrix},

其中该区域见图1中点划线区域；

4、对该放大区域中涉及的视点场景进行放大，其方法如下：

(1)逐步放大全景图，当屏幕显示分辨率超过当前视点分辨率时，切换到光学变焦放大状态；

(2)当需要显示的图像分辨率超过摄像头光学变焦分辨能力时，切换到基于图像超分辨率技术的亚像素图像；

5、对全景图缩小时，按如下步骤进行，是上述过程的逆过程

(1)逐步缩小图像，当需要显示的图像分辨率低于基于图像超分辨率技术的亚像素图像时，切换到摄像头光学变焦分辨率；

(2)当需要显示的图像分辨率低于摄像头光学变焦分辨能力时，切换到全景图。

6、图2是三种缩放模式转换图，包括全景图缩放模式、光学变焦缩放模式、超分辨率缩放模式等三种。从上往下是图像放大过程，反之是图像缩小过程。

7、图3是多视点场景成像拼接与显示流程图，本流程图包括以下步骤

301：处理器或视频处理软件从多个视点中获取每个视点的图像；

302：将多视点图像根据图像的空间关系进行图像拼接，得到多视点的全景图；

303：将全景图对应到显示屏幕，以全景图最外(上、下、左、右)得到全景图边界；

304：对全景图中因为图像拼接而出现的局部缺失，采用外推法，如最近邻域插值、双线性插值、双三次插值等方法，进行图像修复，得到规则的全景图；

305：将此图映射到显示屏幕上，对屏幕尺寸与全景图边界不相同情况，按等比例缩小或放大全景图，直到其刚好全部能在屏幕上显示；

8、图4是多视点场景成像多级缩放显示流程图，本流程图包括以下步骤

401：处理器或视频处理软件实时获取鼠标参数：鼠标位置、鼠标前向滚动、鼠标后向滚动。如果存在鼠标滚动，则输出一个图像缩放标志，同时输出鼠标位置和滚动参数，转入402；否则只输出鼠标位置，结束本次操作；

402：获取当前视点中心，其值即当前鼠标位置；

403：获取鼠标滚轮转动距离，根据一个比例因子，计算缩放倍率；

404：根据缩放倍率和鼠标当前位置，获取当前视场中待缩放的视点及其相关缩放区域；

405：获取每个视点参数：视点在全景图中的相对位置、视点目前处于的缩放模式及其指标范围；

406：判断当前视点是否处于全景图缩放模式，如是，则转入408，采用全景图缩放模式，否则转入407；

407：判断当前视点是否处于光学变焦缩放模式，如是，则转入409，

采用光学变焦缩放模式，否则转入410；

408：用全景图缩放模式缩放视点图像；

409：采用光学变焦缩放模式缩放视点图像；

410：采用超分辨率缩放模式缩放视点图像；

411：判断当前当前视场中所有视点是否都已经缩放完成，如是，则转入412，否则转入405，继续进行下一个视点的缩放；

412：执行图2中所有步骤，完成多视点图像获取与显示。

Claims

1.一种多视点场景成像缩放显示控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据放大倍数对应全景图屏幕显示分辨率超过当前视点分辨率，自动从全景图切换到中心点待放大区域的各路图像的光学变焦放大状态；

根据放大倍数对应各路图像的显示分辨率低于摄像头光学变焦分辨能力，自动从各路图像的光学变焦放大状态切换到全景图。

2.根据权利要求1所述的缩放显示控制方法，其特征在于，还包括：

在全景图状态，根据放大倍数以中心点为基础进行放大或缩小；

在光学变焦放大状态，根据放大倍数以中心点为基础进行放大或缩小。

3.根据权利要求1所述的缩放显示控制方法，其特征在于，还包括：

根据放大倍数对应单路图像的显示分辨率超过摄像头光学变焦分辨能力，自动从单路图像的光学变焦放大状态切换到单路图像的亚像素图像状态；

根据放大倍数对应单路图像的显示分辨率低于基于图像超分辨率技术的亚像素图像，自动从单路图像的亚像素图像状态切换到单路图像的光学变焦放大状态。

4.根据权利要求1所述的缩放显示控制方法，其特征在于，还包括：

在亚像素图像状态，根据放大倍数以中心点为基础进行放大或缩小。

5.根据权利要求1所述的缩放显示控制方法，其特征在于，还包括：

根据鼠标点击或当前位置获取中心点位置坐标。

6.根据权利要求1所述的缩放显示控制方法，其特征在于，还包括：

根据鼠标滚轮转动方向获取放大或缩小并根据鼠标滚轮转动距离获取对应比例因子。