CN101520889A

CN101520889A - 利用多张静态图像多角度全景式展示物品的方法及图像采集装置

Info

Publication number: CN101520889A
Application number: CN200910127737A
Authority: CN
Inventors: 殷宁淳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2009-03-17
Publication date: 2009-09-02

Abstract

利用多张静态图像多角度全景式展示物品的方法，步骤如下：利用设备拍摄多角度的图像，计算机调入图像，重建图像的多角度空间序列模型，相应操作者的指令显示序列图像或动画。该方法的图像采集装置，包括水平轨道和水平轨道上竖向设置的竖向轨道，竖向轨道内设有相机支架和数码相机，相机支架与竖向轨道之间以及竖向轨道与水平轨道之间设有步进式电机及传动机构，数码相机上设有快门控制装置，快门控制装置和步进电机都通过单片机控制单元与电脑连接。本发明优点在于不用对图像进行拼合处理，具有自动化程度高，采集及处理速度快，还原真实感强，可自由交互式控制浏览角度与缩放比例，操作界面直观、互动性强等特点。

Description

利用多张静态图像多角度全景式展示物品的方法及图像采集装置

技术领域

本发明涉及一种利用多张静态图像多角度全景式展示物品的方法及图像采集装置。

背景技术

随着计算机计技术及硬件的发展，Intenet的普及，人们的工作、学习、生活、购物等已离不开计算机的参与和支持。但人们对网上物品的观看大多还局限于静态图片的观看方式，虽有很多虚拟现实的技术等，这种方式一般通过重建空间物体的几何构造，赋予物体材质，并由计算机计算得出物体的空间感及光影效果。实现的方法与观看者的动态交互操作是非常繁琐的，更重要的是人们在网上进行交易物品、文物、古董、自然生物体的观看时更希望看到的是实物而不是所谓的“虚拟现实”。申请号为200610053842.9的专利申请中公开了一种基于序列静态图像的360°环视全景的生成方法，该方法中也是利用静态图像，对序列静态图像的拼接形成360°环视全景图。该方法对于环视景观图像的拼合比较有效，但对于物品特别是小件物品在实际操作中几乎找不到有效的拼合参数，拼合过程难度高效果差。这项发明的思想方法只是基于一种拼合图像的平移而产生全景式的观看体验，该方法只能360°环视而不能多角度观看物品。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用多张静态图像多角度全景式展示物品的方法及图像采集装置，为了克服虚拟现实技术对网上物品交易等需要真实展现物品原貌应用的不适用和已有三维展示物品方法的缺点和不足。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：利用多张静态图像多角度全景式展示物品的方法，包括以下步骤：(1)在被拍摄物品的外围按经度和纬度交叉坐标选取不同角度的视点进行图像采集，拍摄时设备自动按已设定的序列采集图像；(2)计算机调入图像并在调入图像后对图像检测图像的个数，按拍摄时间顺序重新还原已设定的拍摄序列；(3)重建图像的多角度空间序列模型，根据拍摄序列，设定图像的位置信息，使图像的序列与拍摄设备拍摄时的垂直与水平位移相吻合，将序列图像按还原的拍摄位置信息重新建立图像的位置及方向控制信息；(4)响应操作者的指令显示序列图像或动画，根据操作者的指令，动态地显示当前相应图像并智能化地将将要显示的图像加载到图像显示缓冲区，以加快显示速度。

相应图像由帧定位指针坐标值表示，可以选择经度和纬度的一个交叉点为基准，帧定位指针坐标值包括Xi和Yi两部分，其中Xi是水平方向的坐标值，Yi是垂直方向的坐标值，其显示当前相应图像的过程如下：如果方向控制信息为水平方向是水平方向向右时，其当前相应图像帧定位值Fi＝(X(a+1)，Y)；如果方向控制信息为水平方向是水平方向向左时，其当前相应图像帧定位值Fi＝(X(a-1)，Y)，如果方向控制信息为垂直方向是垂直方向向上时，其当前相应图像帧定位值Fi＝(X，Y(b+1))；如果方向控制信息为垂直方向是垂直方向向下时，其当前相应图像帧定位值Fi＝(X，Y(b-1))；如果方向控制信息为左上到右下时，其当前相应图像帧定位值Fi＝(X(a+1)，Y(b-1))；如果方向控制信息为左下到右上时，其当前相应图像帧定位值Fi＝(X(a+1)，Y(b+1))；其他依此类推。

响应不同的操作指令以显示不同的序列图像或动画，观看者以不同的指令操作时使图像切换到相应角度的图像上，使观看者自由地多角度观看被拍摄物品。

利用多张静态图像多角度全景式展示物品的图像采集装置，包括水平方向设置的以围绕物体的圆弧线或多义线形的水平轨道，水平轨道上竖向设置有以围绕物体的圆弧线或多义线形的竖向轨道，竖向轨道内侧的滑动设有相机支架，相机支架上固定设置有数码相机，相机支架与竖向轨道之间以及竖向轨道与水平轨道之间设有步进式电机及传动机构拖动做相对滑动运动，数码相机上设有快门控制装置，快门控制装置和步进电机都与单片机控制单元连接，单片机控制单元可以与电脑连接用于交换数据。

所述的水平轨道为以围绕物体的圆形或多义线形的的水平轨道，所述的竖向轨道为围绕物体的圆形或多义线形，竖向轨道的下端滑动设置在水平轨道上，并通过步进式电机及传动机构拖动。

本发明的优点在于不用对图像进行拼合处理，即可以实现对一个物品的多角度的展示，具有自动化程度高，采集及处理速度快，还原真实感强，可自由交互式控制浏览角度与缩放比例，操作界面直观、互动性强等优点。可广泛用于物品的三维展示等领域。而且设备成本低，智能化程度高，图像采集速度快，真实还原实物原貌，可自由交互式控制浏览角度与缩放比例，操作界面直观、互动性强等特点。

利用多张静态图像多角度全景式展示物品的图像采集装置的竖向轨道可以在水平轨道上随意滑动，而相机支架又可以在竖向轨道上自由滑动，这样数码相机就可以在以围绕物体的三维空间任一角度对物体进行拍摄，拍摄视点可以预先通过计算机程序设定好，在拍摄的同时将采集的图片或视频与采集视点的坐标对应起来。

附图说明

图1为本发明原理模型图；

图2为原理模型的拍摄点位置示例图；

图3为多角度展示物品的方法步骤流程图。

具体实施方式

本发明利用多张静态图像多角度全景式展示物品的方法及设备，所述的多张静态图像是由数码图像采集设备采集到的物品不同角度的序列静态图像，它是通过本文所述的设备精准地对被拍摄物品从该物品垂直和水平方向的多个视点采集多张图像，导入计算机后，通过计算机重建图像的显示序列模型，观看者可以交互式对被拍摄物品以连续的动画形式进行多角度地观看。

图1为设备原理模型图。本发明中提供了一种精准地对被拍摄物品从该物品垂直和水平方向的多个视点采集多张图像的设备。该设备包括如下几部分：数码相机1、通用型的相机支架2、基座部分一(即竖向轨道)3、基座部分二(即水平轨道)4、步进式电机及传动机构、单片机控制单元、快门控制装置。单片机控制单元可以与电脑连接交换数据。

基座部分一3的形状可以是四分之一环形的弧线也可以是多义线形，可以根据被拍摄物的形状定制。保证相机运动是对准被拍摄物品即可。

基座部分二4的形状可以是环形的弧线也可以是多义线形，可以根据被拍摄物的形状定制。保证相机运动是对准被拍摄物品即可。

快门控制装置可以用通用型的快门线设计连接单片机控制单元，由单片机控制单元控制其拍摄时机。

多角度拍摄设备的步进式电机驱动相机移动，其上下及水平位由单片机控制单元控制，以调整拍摄角度的数量。如图2所示。

图3为多角度展示物品的方法方法步骤流程图。利用多张静态图像多角度全景式展示物品的方法特征是有四步骤：(1)利用设备拍摄多角度的图像。拍摄时设备自动按已设定的序列采集图像。(2)计算机调入图像。计算机在调入图像后对图像检测图像的个数，按拍摄时间顺序重新还原已设定的拍摄序列。(3)重建图像的多角度空间序列模型。其特征是根据拍摄序列，设定图像的位置信息，使图像的序列与拍摄设备拍摄时的垂直与水平位移相吻合，将序列图像按还原的拍摄位置信息重新建立图像的位置及方向控制信息。(4)响应操作者的指令显示序列图像(动画)。根据操作者的指令，动态地显示当前相应图像并智能化地将将要显示的图像加载到图像显示缓冲区，以加快显示速度。

相应图像由帧定位指针坐标值表示，帧定位指针坐标值包括Xi和Yi两部分，其中Xi是水平方向的坐标值，Yi是垂直方向的坐标值，其显示当前相应图像的过程如下：

如果方向控制信息为水平方向是水平方向向右时，其当前相应图像帧定位值Fi＝(X(a+1)，Y)；如果方向控制信息为水平方向是水平方向向左时，其当前相应图像帧定位值Fi＝(X(a—1)，Y)，如果方向控制信息为垂直方向是垂直方向向上时，其当前相应图像帧定位值Fi＝(X，Y(b+1))；如果方向控制信息为垂直方向是垂直方向向下时，其当前相应图像帧定位值Fi＝(X，Y(b-1))；如果方向控制信息为左上到右下时，其当前相应图像帧定位值Fi＝(X(a+1)，Y(b-1))；如果方向控制信息为左下到右上时，其当前相应图像帧定位值Fi＝(X(a+1)，Y(b+1))；其它依次类推。响应不同的操作指令以显示不同的序列图像(动画)，其方法特征是观看者以不同的操作指令时(比如鼠标的拖拽)使图像地切换到相应角度的图像上，使观看者自由地多角度观看被拍摄物品。

当然也可将物体放在平台7上，让平台360度旋转，这样物体也可以随着平台一起转动，这样就不需要竖向轨道3在水平轨道4上移动了。

随着计算机技术不断发展，现在的多媒体技术能把文本(Text)、图形(Graphics)、图像(Images)、动画(Animation)和声音(Sound)等形式的信息结合在一起，并通过计算机进行综合处理和控制，能支持完成一系列交互式操作。多媒体技术的发展改变了计算机的使用领域，使计算机由办公室、实验室中的专用品变成了信息社会的普通工具，广泛应用于工业生产管理、学校教育、公共信息咨询、商业广告、军事指挥与训练，甚至家庭生活与娱乐等领域。比如，微软公司SilverLight技术和美国Macromedia公司的Flash。微软公司SilverLight是一个跨浏览器、跨客户平台的技术，能够设计、开发和发布有多媒体体验与富交互(RIA，RichInterfaceApplication)的网络交互程序。SilverLight提供了一个强大的平台，能够开发出具有专业图形、音频和视频的Web应用程序，增强了用户体验。Flash是美国Macromedia公司所设计的一种二维动画软件。Flash是一种创作工具，设计人员和开发人员可使用它来创建演示文稿、应用程序和其它允许用户交互的内容。Flash可以包含简单的动画、视频内容、复杂演示文稿和应用程序以及介于它们之间的任何内容。通常，使用Flash创作的各个内容单元称为应用程序，即使它们可能只是很简单的动画。您可以通过添加图片、声音、视频和特殊效果，构建包含丰富媒体的Flash应用程序。上述的计算机多媒体技术和语言开发工具为本发明提供了图像显示的技术支持。随着这种技术的不断改进，比如对Alpha通道图像的支持，将更加有利于本发明的使用和推广。

Claims

1、利用多张静态图像多角度全景式展示物品的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)在以被拍摄物品的外围按经度和纬度交叉坐标选取不同角度的视点进行图像采集，拍摄时设备自动按已设定的序列采集图像；(2)计算机调入图像并在调入图像后对图像检测图像的个数，按拍摄时间顺序重新还原已设定的拍摄序列；(3)重建图像的多角度空间序列模型，根据拍摄序列，设定图像的位置信息，使图像的序列与拍摄设备拍摄时的垂直与水平位移相吻合，将序列图像按还原的拍摄位置信息重新建立图像的位置及方向控制信息；(4)响应操作者的指令显示序列图像或动画，根据操作者的指令，动态地显示当前相应图像并智能化地将将要显示的图像加载到图像显示缓冲区，以加快显示速度。

2、根据权利要求1所述的利用多张静态图像多角度全景式展示物品的方法，其特征在于：相应图像由帧定位指针坐标值表示，可以选择经度和纬度的一个交叉点为基准，帧定位指针坐标值包括Xi和Yi两部分，其中Xi是水平方向的坐标值，Yi是垂直方向的坐标值，其显示当前相应图像的过程如下：如果方向控制信息为水平方向是水平方向向右时，其当前相应图像帧定位值Fi＝(X(a+1)，Y)；如果方向控制信息为水平方向是水平方向向左时，其当前相应图像帧定位值Fi＝(X(a—1)，Y)，如果方向控制信息为垂直方向是垂直方向向上时，其当前相应图像帧定位值Fi＝(X，Y(b+1))；如果方向控制信息为垂直方向是垂直方向向下时，其当前相应图像帧定位值Fi＝(X，Y(b-1))；如果方向控制信息为左上到右下时，其当前相应图像帧定位值Fi＝(X(a+1)，Y(b-1))；如果方向控制信息为左下到右上时，其当前相应图像帧定位值Fi＝(X(a+1)，Y(b+1))；其他依此类推。

3、根据权利要求1或2所述的利用多张静态图像多角度全景式展示物品的方法，其特征在于：响应不同的操作指令以显示不同的序列图像或动画，观看者以不同的指令操作时使图像切换到相应角度的图像上，使观看者自由地多角度观看被拍摄物品。

4、利用多张静态图像多角度全景式展示物品的图像采集装置，其特征在于：包括水平方向设置的以围绕物体的圆弧线或多义线形的水平轨道，水平轨道上竖向设置有以围绕物体的圆弧线或多义线形的竖向轨道，竖向轨道内侧的滑动设有相机支架，相机支架上固定设置有数码相机，相机支架与竖向轨道之间以及竖向轨道与水平轨道之间设有步进式电机及传动机构拖动做相对滑动运动，数码相机上设有快门控制装置，快门控制装置和步进电机都与单片机控制单元连接，单片机控制单元可以与电脑连接用于交换数据。

5、根据权利要求4所述的利用多张静态图像多角度全景式展示物品的图像采集装置，其特征在于：所述的水平轨道为以围绕物体的圆形或多义线形的水平轨道，所述的竖向轨道为围绕物体的圆形或多义线形，竖向轨道的下端滑动设置在水平轨道上，并通过步进式电机及传动机构拖动。