CN102348065A - 用于拍摄全景图像的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于拍摄全景图像的方法和装置。所述方法包括：检查通过成像设备捕获的图像的运动向量(MV)；基于MV选择要被包括在全景图像中的图像；从所选择的图像中检测要被包括在全景图像中的区域；以及生成包括检测到的区域的全景图像。

Description

用于拍摄全景图像的方法和装置
技术领域
本发明一般涉及用于拍摄数字图像的方法和装置，更具体地，涉及用于拍摄全景图像的方法和装置。
背景技术
一般，数字相机获取在镜头的焦距处形成的场景的图像。所获取的图像存在于视角范围内(在一般的相机中，为大约30到50度)，其窄于人用双眼看同一场景的视角的范围，即大约150到200度。因此，为了让相机产生视角近似于或大于人的视角的画面(picture)，可以通过改变捕获角度来捕获若干图像，然后将它们顺序地相互连接以创建单个图像。这通常被称为全景拍摄方案。
传统地，在全景拍摄模式中，数字相机拍摄在水平或垂直方向上连续的若干图像，并将所拍摄的图像存储在存储器中。然后，存储在存储器中的图像被提供给内部/外部图像处理器，以将它们连接(或组合)成单一图像。为了去除出现在每个图像的边界处的色差或图像的不一致(image discords)，通常图像被捕获成在它们的边界处相互重叠。因此，当这些图像被处理成单一图像中时，重叠的部分被对齐、拼接(stitched)、和/或混合，结果产生了其中各个图像被平滑地连接的单一图像中。
全景画面拍摄的一个关键因素是以图像被尽可能准确地相互对齐的方式来拍摄图像中的每一个。通常，用户通过将相机安装在诸如三脚架的辅助装置上以手动方式执行拍摄，并且在全景画面拍摄中所安装的相机被旋转以拍摄每个图像。但是，当与基本的单一画面拍摄相比时，这种全景画面拍摄任务有些复杂并且需要用户操作相机的较高的熟练程度。因此，需要更方便的操作和有效的全景拍摄方案。
而且，当通过在水平或垂直方向上旋转相机来获取图像时，所述相机将三维(3D)形式的第一对象或第二对象的实像(real image)变换为第一图像或第二图像。当通过组合这些图像实现全景画面时，在透视方面(perspectiveterms)出现失真，因此不同图像的重叠部分很难被估计。结果，不能形成自然的全景画面。因此，需要这样的全景拍摄方案，即，通过在由相机捕获的多个图像中将同一区域的所捕获的部分相互匹配，以生成更准确的全景图像。
发明内容
因此，本发明被设计为解决现有技术中的至少一些前述限制和问题，并提供至少下述优点。
本发明的一个方面提供通过估计相机运动而不使用单独的设备或硬件来更准确地拍摄全景图像的方法和装置。
本发明的另一个方面提供通过估计相机运动而不对输入到相机的图像应用投射方案到来更准确地拍摄全景图像的方法和装置。
本发明的另一个方面提供用于拍摄全景图像的方法和装置，其中，相机捕获各个图像并且将各个图像处理成全景图像，以便在拍摄之后立即检查所拍摄的全景图像，而不需对所拍摄的全景画面进行单独的后处理。
根据本发明的一个方面，提供用于拍摄全景图像的方法。该方法包括：检查通过成像设备捕获的图像的运动向量(Motion Vector，MV)；基于MV选择要被包括在全景图像中的图像；从所选择的图像中检测要被包括在全景图像中的区域；以及生成包括检测到的区域的全景图像。
根据本发明的另一个方面，提供用于拍摄全景图像的装置。该装置包括：运动向量(MV)检查器，用于检查通过成像设备捕获的图像的MV；图像检测器，用于基于MV选择要被包括在全景图像中的图像；区域检测器，用于从所选择的图像中检测要被包括在全景图像中的区域；以及全景图像生成器，用于生成包括检测到的区域的全景图像。
附图说明
从结合附图的详细描述中，本发明的特定实施例的上述和其它方面、特征、以及优点将更加清楚，附图中：
图1是示出应用本发明的便携终端的框图；
图2是示出根据本发明的实施例的用于拍摄全景图像的装置的框图；
图3A示出由根据本发明的实施例的全景图像拍摄装置检测的区域；
图3B根据本发明的实施例、示出通过组合图3A的区域生成的全景图像；
图4示出根据本发明的实施例的全景图像拍摄装置的用户接口(U1)；
图5示出由根据本发明的实施例的全景图像拍摄装置检测的区域；
图6根据本发明的实施例、示出通过组合图5的区域生成的全景图像的左视图像；
图7根据本发明的实施例、示出通过组合图5的区域生成的全景图像的右视图像；以及
图8示出根据本发明的实施例的用于拍摄全景图像的方法的流程图。
具体实施方式
以下，将参考附图详细描述本发明的各种实施例。在下面的描述中，描述了诸如详细组件的具体项目，并且本领域技术人员清楚，提供这些具体的项目仅仅是为了全面理解本发明，并且可以做出预定的改变或修改，而不会脱离本发明的范围。
图1是示出应用本发明的便携终端的框图。
参考图1，应用本发明的包括数字相机功能便携终端包括相机20、图像处理器22、显示单元24、控制器14、存储单元16、以及键(key)输入单元18。
相机20在控制器14的控制下执行一般数字相机功能，以捕获从外部拍摄对象输入的可视光，即，拍照片。相机20包括拍摄单元202，例如电荷耦合器件(CCD)成像元件或互补金属氧化物半导体(CMOS)成像元件，并且还可以包括用于亮度测量的亮度感测器204和用于测量关于对象的对焦距离(a focusing distance respective to an object)的距离感测器206。图像处理器22处理从相机20输出的图像数据，并将所述图像数据转换为适当的数字图像数据格式。
键输入单元18包括用于设置各种功能的功能键，并将键输入信号输出到控制器14。显示单元24包括例如显示设备，比如液晶显示器(LCD)，并显示通过拍摄获得的数字图像数据。
控制器14以整体地控制(integrally control)每个功能单元的操作的方式来控制便携终端的总体操作。也就是，控制器14根据通过键输入单元18输入的菜单选择信号执行处理、通过相机20接收外部拍摄信号、根据外部拍摄信号执行处理、并通过显示单元24输出各种操作所需的图像输出信号，包括相机拍摄图像。控制器14可以得到存储在存储单元16中的数据用于输出或者将数据存储在存储单元16。存储单元16存储与控制器14的操作相关的多个程序和数据，并且还存储用于便携终端的使用的信息和相机拍摄图像信息二者。
如上所述构造的便携终端执行一般的相机功能，并且除了上述功能，根据本发明的实施例，控制器14还执行全景图像拍摄操作。具体地说，存储单元16存储用于在控制器14中执行的全景图像拍摄操作的操作程序和相关信息，并将相应的信息输出到控制器14。
例如，便携终端可以为移动通信终端。为此，便携终端还包括射频(RF)单元10和用于信号处理的RF数据处理器12。
当执行全景图像拍摄操作时，便携终端实时接收对象的图像，类似于运动图像，并且当该便携终端被用户根据全景图像拍摄方向移动(或者被已经将该便携终端安装在其上以自动地旋转该便携终端的单独的设备移动)时，当前输入的图像和先前捕获的图像被进行比较，以获得该便携终端的移动信息并检查移动方向和移动程度(degree)，然后该便携终端执行获取顺序图像用于生成全景图像。
图2是示出根据本发明的实施例的全景图像拍摄装置的框图。
参考图2，包括在便携终端中的全景图像拍摄装置包括图1中示出的便携终端的一些组件，即，相机20和显示单元24。另外，全景图像拍摄装置包括全景图像处理器150，该全景图像处理器150包括运动向量(MV)检查器151、图像检测器152、区域检测器153、以及全景画面生成器154。全景图像处理器150可以提供在控制器14或图像处理器22中。
相机20，具体地说，拍摄单元202以预定的时间单位(例如，每1/30秒)实时地捕获图像，并将所捕获的图像输出到缓冲单元21。缓冲单元21包括至少两个缓冲器，即，第一缓冲器21-1和第二缓冲器21-2。因此，缓冲器21交替地存储被实时捕获并且从拍摄单元20输出的图像。例如，缓冲单元21将第一捕获图像存储在第一缓冲器21-1中、将在一个预定时间之后捕获的下一个图像存储在第二缓冲器21-2中、并且将在又一个预定时间之后捕获的下一个图像存储在第一缓冲器21-1中。
MV检查器151生成分辨率比存储在缓冲单元21中的图像的分辨率低的低分辨率图像，以检测输入图像之间的MV。例如，存储在缓冲单元21中的图像可以具有1024×768的分辨率，而低分辨率图像可以具有320×240的分辨率。而且，低分辨率图像是通过显示单元24提供的预览图像，并且可以被设置为具有与显示单元24的分辨率相同的分辨率。
MV检查器151估计具有低分辨率的当前图像和先前图像之间的MV。例如，MV检查器151使用光流(optical flow)的平均值或者使用块匹配来估计MV。
MV检查器151可以通过将使用低分辨率图像检查到的MV应用到高分辨率图像来确定高分辨率图像的MV。MV可以包括垂直MV和水平MV二者。
图像检测器152可以将输入到拍摄装置的全部图像用作要被包括到全景图像中的图像，但是根据用户的移动速度，可能存在针对同一场景捕获的多个图像。因此，希望使用全部输入图像当中移动了预定的距离的图像作为全景图像中的图像。因此，图像检测器152将在MV检查器151中检查到的MV累加在局部运动值(local motion value)上，以确定输入图像是否已经移动了预定的距离。为了确定输入图像是否已经移动了预定的距离，图像检测器152确定局部运动值是否达到了预定的阈值。如果局部运动值达到了预定的阈值，则图像检测器152确定输入图像已经移动了预定的距离，并且确定输入图像为要被包括在全景图像中的图像。如果局部运动值没有达到预定的阈值，则图像检测器152确定输入图像没有移动预定的距离。
当局部运动值达到预定的阈值时，图像检测器152确定输入图像已经移动了预定的距离，并且确定输入图像为构成全景画面的图像。但是，局部运动值可能是通过在与全景画面方向不同的方向上的移动而获得的值，并且因此，图像检测器152检查局部运动的方向是否与全景图像的方向相同。
具体地说，图像检测器152检查全景图像的方向是否已经被确定。例如，全景图像的方向可以从MV的累加值中检查出来。也就是，一旦全景图像的拍摄开始，那么用于设置全景图像的方向的全局运动值就被初始化，并且要被包括在全景图像中的图像的局部运动值被累积地加到全局运动值。当全局运动值达到预定的阈值时，图像检测器152可以确定全景图像的方向已经被设置。
图像检测器152还检查图像的局部运动的方向是否与全景图像的方向相同。如果局部运动的方向与全景图像的方向相同，则图像检测器152确定该图像用于包括在全景图像中。但是，如果局部运动的方向不同于全景图像的方向，则图像检测器152不将该图像包括在全景图像中。
区域检测器153设置基准线(reference line)(例如，图像水平或垂直方向上的中心线)，并基于基准线设置预定的区域，以检测要反映到全景图像的区域。
由区域检测器153检测到的预定区域被提供给全景图像生成器154，然后全景图像生成器154通过连接该预定区域来生成单一全景图像。全景画面生成器154优选地执行图像处理，比如，对齐、拼接、以及混合，以便自然地连接包括在多个图像中的预定区域。
根据本发明的实施例，用来检查相机的移动的图像的分辨率和包括在全景图像中的图像的分辨率被不同地设置，并且MV检查器151生成用来检查相机的移动的低分辨率图像。此外，使用该低分辨率图像来检查MV，并且将使用低分辨率图像检查到的MV与高分辨率图像的MV进行匹配以检查实际MV的大小。但是，本发明不限于上述示例。
例如，MV检查器151可以从相机20提供的图像中检查MV，而不生成用来检查相机的移动的低分辨率图像。相机20可以提供低分辨率图像，从该低分辨率图像中检查出MV，并以该低分辨率图像生成全景图像。
图3A示出由根据本发明的实施例的全景图像拍摄装置检测到的区域。
参考图3A，全景图像拍摄从左至右执行，第一图像110、第二图像120、以及第三图像130被顺序地捕获。图3B示出了通过组合图3A的区域生成的全景画面。
更具体地，第一中心线111被设置为第一图像110的基准线，而第二中心线121被设置为第二图像120的基准线。由于第一图像110是用于全景图像的初始图像，所以区域检测器153将第一图像110中的相对于第一中心线111的左侧区域设置为全景画面的第一区域113。区域检测器153还检查第一中心线111和第二中心线121之间的移动距离mt，并平分(halve)该移动距离mt。区域检测器153将位于第一中心线111右侧并从第一中心线111延伸平分的移动距离mt/2的区域设置为全景画面的第二区域115。区域检测器153将位于第二中心线121左侧并从第二中心线121延伸平分的移动距离mt/2的区域设置为全景图像的第三区域123。
在将第三中心线131设置为第三图像130的基准线之后，区域检测器153检查第二中心线121和第三中心线131之间的移动距离mt+1，并平分移动距离mt+1。像当全景画面的第二区域115和第三区域123被设置时一样，区域检测器153将位于相对于第二中心线121右侧并从第二中心线121延伸平分的移动距离mt+1/2的区域设置为全景画面的第四区域125，并且将位于相对于第三中心线131的左侧并从第三中心线131延伸平分的移动距离mt+1/2的区域设置为全景图像的第五区域133。由于第三图像130是全景图像的最后一个图像，区域检测器153将第三图像130中的相对于第三中心线131的左侧区域设置为全景图像的第六区域135。
区域检测器153检测到的第一到第六区域113、115、123、125、133和135被顺序地提供到全景图像生成器154。因此，全景图像生成器154基于由MV检查器151提供的MV的方向，从左到右顺序地安排第一到第六区域113、115、123、125、133和135，由此生成水平全景图像140，如图3B中所示。此外，因为包括在全景画面中的区域是从多个不同的图像中检测到的，所以在检测到的区域之间的边界(即，第二区域115和第三区域123之间的第一边界141以及第四区域125和第五区域133之间的第二边界143)处，可能出现图像失真。为了去除图像失真，全景图像生成器154可以对从不同图像中检测到的区域之间的边界执行图像处理，比如，混合(blending)。
虽然图3A和3B示出了从三个不同的图像中生成全景画面，但是本发明不限于此，包括在全景图像中的图像数量可以改变。
在本发明的上述实施例中，为了生成全景图像，初始图像中相对于第一中心线111的左侧区域被设置为全景画面的第一区域113，而最终图像中相对于第三中心线131的右侧区域被设置为全景画面的第六区域135。第一图像110中相对于第一中心线111预定的第二区域115被设置；第二图像120中相对于第二中心线121预定的第三区域123和第四区域125被设置；以及，第三图像130中相对于第三中心线131预定的第五区域133被设置。因此，全景图像通过使用图像的中心区域来实现，由于图像的中心区域在透视方面具有较小失真，因此将全景图像中由于透视而导致的失真简单地最小化，而无需将输入图像投射到具有相同对焦距离的虚拟平面(virtual plane)上。但是，与在图像的中心线附近提供的第二到第六区域115、123、125和133相比，初始图像的第一区域113和最终图像的第六区域135可能具有更大的失真。因此，对于全景图像，希望组合在图像的中心线附近提供的区域。
为了通过组合在图像的中心线附近提供的区域来生成全景画面，可以为用户提供显示包括在全景图像中的区域的用户接口(U1)。
而且，全景图像拍摄装置还包括用于提供UI的UI管理器155。
UI管理器155提供由区域检测器153检测到的、要被包括在全景图像中的区域。UI管理器155被提供以来自图像检测器152的全景图像的拍摄方向，并输出UI，该UI通过显示单元24显示该拍摄方向。
图4示出根据本发明的实施例的全景图像拍摄装置的UI。
一旦全景图像的拍摄开始，通过相机20输入的图像411就通过显示单元24来显示。UI管理器155将用于方向选择的UI连同图像411一起输出，如在图4的第一屏幕410中所示。UI管理器155配置用于方向选择的UI，其包括窗口413和方向指示符414，其中，窗口413围绕图像411的中心区域具有预定的大小，方向指示符414指示全景图像的拍摄方向。UI管理器155相对于窗口413的每一边设置用于配置全景图像的基准线。
更具体地，当全景图像的拍摄方向为水平向右方向时，从窗口413的左边延伸的第一基准线401被用作用于全景图像的基准线。类似地，对于水平向左拍摄方向，从窗口413的右边延伸的第二基准线402被用作用于全景图像的基准线。同样，当在垂直向下方向上执行全景画面的拍摄时，从窗口413的顶边延伸的第三基准线403被用作用于全景图像的基准线。类似地，对于垂直向上拍摄方向，从窗口413的底边延伸的第四基准线404被用作用于全景图像的基准线。
当全景画面的拍摄开始时，例如，当拍摄装置在接收到全景拍摄按钮的用户输入之后被移动时，UI管理器155通过使用从图像检测器152提供的MV，在拍摄装置的移动方向上逐渐地放大和显示窗口413，如第二屏幕420中所示。当MV达到用于检查拍摄装置的移动方向的预定阈值时，图像检测器152确定全景图像的拍摄方向，并且UI管理器155从图像检测器152接收所确定的全景图像的拍摄方向。因此，UI管理器155通过显示单元24输出UI和方向指示符414，该UI包括用作全景画面的基准线的第一基准线401，而方向指示符414指示拍摄方向，如在第三屏幕430中所示。
全景画面拍摄装置还可以将全景画面生成为3D图像，其包括左视图像(left-view image)和右视图像(right-view image)。区域检测器153在通过图像检测器152输入的图像中设置用于生成左视图像和右视图像的两条基准线，并根据两个基准线检测预定的区域。然后，区域检测器153将用于从单一图像生成左视图像和右视图像的两个区域提供给全景图像生成器154。全景图像生成器154通过排列和组合所述区域生成和输出全景图像的左视图像和右视图像。
图5示出由根据本发明的实施例的全景图像拍摄装置检测到的区域。
参考图5，当全景图像的拍摄从左到右执行时，第一图像510、第二图像520、第三图像530、第四图像540、第五图像550、以及第六图像560被顺序地获取。
图6示出通过组合图5的区域生成的全景图像的左视图像，而图7示出通过组合图5的区域生成的全景图像的右视图像。
参考图5，区域检测器153设置用于左视图像的第一图像510的第一基准线501以及用于右视图像的第一图像510的第二基准线505。对于第二到第六图像520到560，第一基准线501和第二基准线505被相同地设置。
图像检测器153检查第一图像510的第一基准线501和第二图像520的第一基准线501之间的移动距离mt，并平分该移动距离mt。区域检测器153将位于第一图像510的第一基准线501的右侧并从第一基准线501延伸平分的移动距离mt/2的区域设置为全景图像的第一区域511，并将位于第二图像520的第一基准线501的左侧并从第一基准线501延伸平分的移动距离mt/2的区域设置为全景图像的第三区域521。
区域检测器153还将位于第一图像510的第二基准线505的右侧并从第二基准线505延伸平分的移动距离mt/2的区域设置为全景图像的第二区域512，并将位于第二图像520的第二基准线505的左侧并从第二基准线505延伸平分的移动距离mt/2的区域设置为全景图像的第四区域522。
区域检测器153将第一区域511和第三区域521作为用于全景画面的左视图像的区域提供给全景画面生成器154，并将第二区域512和第四区域522作为用于全景图像的右视图像的区域提供给全景图像生成器154。
以如上所述方式相同的方式，区域检测器153还将第二图像520的第五区域523、第三图像的第七区域531和第九区域533、第四图像540的第十一区域541和第十三区域543、第五图像550的第十五区域551和第十七区域553、以及第六图像560的第十九区域561作为用于全景画面的左视图像的区域提供给全景画面生成器154，并且将第二图像520的第六区域524、第三图像530的第八区域532和第十区域534、第四图像540的第十二区域542和第十四区域544、第五图像550的第十六区域522和第十八区域554、以及第六图像560的第二十区域562作为用于全景图像的右视图像的区域提供给全景图像生成器154。
全景图像生成器154基于MV的方向排列用于左视图像的区域和用于右视图像的区域，由此生成全景图像的左视图像和右视图像。
更具体地，如图6所示，全景图像生成器154从左到右顺序地排列第一区域511、第三区域521、第五区域523、第七区域531、第九区域533、第十一区域541、第十三区域543、第十五区域551、第十七区域553、以及第十九区域561。然后，全景图像生成器154通过组合所排列的区域生成图像610，并修剪(crop)所生成的图像610的一些区域，由此生成全景图像的左视图像620。
如图7中所示，全景图像生成器154从左到右顺序地排列第二区域512、第四区域522、第六区域524、第八区域532、第十区域534、第十二区域542、第十四区域544、第十六区域552、第十八区域554、以及第二十区域562。然后，全景图像生成器154通过组合所排列的区域生成图像710，并修剪所生成的图像710的一些区域，由此生成全景图像的右视图像720。
图8示出根据本发明的实施例的用于拍摄全景图像的方法的流程图。
参考图8，用户从便携终端的菜单项目中，例如，从相机拍摄菜单的子菜单中，选择全景图像拍摄模式菜单，并且输入用于拍摄全景图像的键，由此开始全景图像的拍摄。
一旦全景图像的拍摄开始，在步骤801，用于检查每个图像的移动距离的局部运动值就被初始化。
在步骤802，输入到拍摄装置的图像被以预定的时间单位(例如，每1/30秒)实时地从拍摄装置输入并存储在缓冲器中。也就是，输入到拍摄装置的图像被像运动图像一样输入，并且包括在该运动图像中的图像(帧)被存储在存储器中。
该图像被用来检查相机的移动，并且可能不同于包括在全景图像中的图像。因此，当该图像被用来仅仅检查相机的移动时，只要该图像的分辨率允许相机的移动被检查出来，那么该图像的分辨率就足够了。因此，提取图像的步骤802还可以包括对于输入到拍摄装置的图像生成低分辨率图像。
当输入图像为初始图像时，由于不存在先前图像，所以MV不能被检查出来。因此，在步骤803，检查所提取的图像是否是初始图像。如果所提取的图像是初始图像，则在步骤806，确定输入的图像是否已经移动了预定的距离，确定局部运动值是否达到了预定的阈值。如果在步骤806中局部运动值达到了预定的阈值，则在步骤807，检查全景画面的方向是否已经被确定。但是，如果在步骤806，局部运动值没有达到预定的阈值，则确定输入图像没有移动预定的距离，并且因此处理回到步骤802。
在步骤802，初始图像被存储为先前图像。此后，再一次在步骤802，所提取的图像被存储为当前图像。
如果在步骤803所提取的图像不是初始图像，则在步骤804，检查先前图像和当前图像之间的MV。
更具体地，在步骤804，估计在低分辨率的当前图像和先前图像之间的MV。例如，可以使用光流的平均值或块匹配来估计MV。
因为使用低分辨率图像检查出的MV具有不同于高分辨率图像的MV的值，所以使用低分辨率图像检查出的MV被与高分辨率图像的MV相匹配以检查实际MV的大小。因此，在步骤804，使用低分辨率图像检查出的MV被应用到高分辨率图像以确定高分辨率图像中的MV。
输入到拍摄装置的全部图像可以被用作全景图像中的图像，但是根据用户的移动速度，有可能存在对于同一场景捕获的多个图像。因此，希望使用全部输入图像当中移动了预定的距离的图像作为要被包括在全景图像中的图像。因此，在步骤805，在步骤804中检查出的MV被累加在局部运动值上，以确定输入图像是否已经移动了预定的距离。
当在步骤806中局部运动值达到了预定的阈值时，确定输入图像已经移动了预定的距离，并且输入图像被确定为要被包括在全景图像中的图像。但是，局部运动值可能是通过在不同于全景画面的方向的方向上移动而获取的值，因此需要检查局部运动的方向是否与全景图像的方向相同。
因此，在步骤807，检查是否已经确定了全景画面的方向。例如，全景画面的方向可以从MV的累加值中检查出来。也就是，一旦全景图像的拍摄开始，用于设置全景图像的方向的全局运动值就被初始化，并且被设置为要被包括在全景图像中的图像的局部运动值被累积地加到全局运动值。当全局运动值达到预定的阈值时，确定全景图像的方向已经被设置。
如果全局运动值达到预定的阈值并且因此在步骤807已经设置了全景图像的方向，则在步骤809，检查局部运动的方向是否与全景画面的方向相同。如果局部运动的方向与全景画面的方向相同，则在步骤810，确定输入到拍摄装置的图像在全景图像的方向上移动了预定的距离，并且输入图像将被包括在全景图像中。
但是，如果在步骤809局部运动的方向与全景画面的方向不同，则全景图像的拍摄结束。
当全局运动值没有达到预定的阈值并且因此在步骤807全景画面的方向还没有被确定，则在步骤808通过使用在步骤805中检测出的局部运动值来确定全景画面的方向。
在步骤811，从图像中检测要被包括在全景图像中的区域。在步骤812，所检测的区域被组合以生成全景图像。在步骤813局部运动值被初始化，并且在步骤814，确定全景图像的拍摄是否结束。如果拍摄未结束，则该处理回到步骤802。这里，可以基于用于结束拍摄全景图像的用户的键输入来确定拍摄的结束。
参考图3A和3B，步骤811和812将被更详细地描述。
参考图3A，其中相机从左到右移动，在步骤811，检测要被包括在全景画面中的区域，设置图像的基准线(例如，图像的水平或垂直中心线)。也就是，中心线111被设置为第一图像110的基准线，而第二中心线121被设置为第二图像120的基准线。当第一图像110为全景图像的初始图像时，第一图像110中相对于第一中心线111的左侧区域被设置为全景画面的第一区域113。基于局部运动值，第一中心线111和第二中心线121之间的移动距离mt被检查出来，然后被平分。位于第一中心线111的右侧并从第一中心线111延伸平分的移动距离mt/2的区域被设置为全景图像的第二区域115。位于第二中心线121的左侧并从第二中心线121延伸平分的移动距离mt/2的区域被设置为全景图像的第三区域123。
在第三图像130的基准线被设置为第三中心线131之后，第二中心线121和第三中心线131之间的移动距离mt+1被检查出来，然后被平分。像当全景图像的第二区域115和第三区域130被设置时那样，位于第二中心线121的右侧并从第二中心线121延伸平分的移动距离mt+1/2的区域被设置为全景图像的第四区域125，并且位于第三中心线131的左侧并从第三中心线延伸平分的移动距离mt+1/2的区域被设置为全景图像的第五区域133。当第三图像130为全景图像的最终图像时，第三图像130中相对于第三中心线131的左侧区域被设置为全景图像的第六区域135。
在步骤812，第一到第六区域113、115、123、125、133和135被顺序地提供，并且基于MV的方向，它们被从左到右顺序地排列，由此生成水平全景图像(图3B的140)。因为包括在全景图像中的区域是从多个不同的图像中检测到的，所以在检测到的区域之间的边界(即，第二区域115和第三区域123之间的第一边界141以及第四区域125和第五区域133之间的第二边界143)处可能出现图像失真。为了去除图像失真，可以对从不同图像中检测到的区域之间的边界执行图像处理，比如，混合。
根据用于拍摄全景画面的方法，全景图像可以被生成为包括左视图像和右视图像的3D图像。除了检测要被包括在全景图像中的区域的步骤811和组合检测到的区域的步骤812中的详细操作之外，用于将全景画面生成为3D图像的方法与上述用于拍摄全景图像的方法相同。
在步骤811，为了将全景图像生成为3D图像，在输入图像中设置用于生成左视图像和右视图像的两条基准线，并且根据两条基准线检测预定的区域。因此，在步骤811，从单一图像中生成用于生成左视图像和右视图像的两个区域。在步骤812，所述区域被排列和组合以生成全景图像的左视图像和右视图像。
参考图5到图7，将详细描述当相机从左到右移动时生成作为3D图像的全景图像的过程。
在步骤811，用于左视图像的第一图像510的第一基准线501和用于右视图像的第一图像510的第二基准线505被设置。对于第二到第六图像520到560，第一基准线501和第二基准线505被相同地设置。
在步骤811，第一图像510的第一基准线501和第二图像520的第一基准线501之间的移动距离mt被检查，并且移动距离mt被平分。位于第一图像510的第一基准线501的右侧并从第一基准线501延伸平分的移动距离mt/2的区域被设置为全景图像的第一区域511，并且位于第二图像520的第一基准线501的左侧并从第一基准线501延伸平分的移动距离mt/2的区域被设置为全景图像的第三区域521。
同时，位于第一图像510的第二基准线505的右侧并从第二基准线505延伸平分的移动距离mt/2的区域被设置为全景图像的第二区域512，而位于第二图像520的第二基准线505的左侧并从第二基准线505延伸平分的移动距离mt/2的区域被设置为全景图像的第四区域522。
在步骤811，第一区域511和第三区域521被检测出来并且被提供作为用于全景图像的左视图像的区域，而第二区域512和第四区域522被检测出来，作为用于全景图像的左视图像的区域。
以与上述方式相同的方式，第二图像520的第五区域523、第三图像530的第七区域531和第九区域533、第四图像540的第十一区域541和第十三区域543、第五图像550的第十五区域551和第十七区域553、以及第六图像560的第十九区域561被检测作为用于全景图像的左视图像的区域，并且第二图像520的第六区域524、第三图像530的第八区域532和第十区域534、第四图像540的第十二区域542和第十四区域544、第五图像550的第十六区域522和第十八区域554、以及第六图像560的第二十区域562被检测作为用于全景图像的右视图像的区域。
在步骤812，基于MV的方向排列用于左视图像的区域和用于右视图像的区域，由此生成全景图像的左视图像和右视图像。也就是，如图6所示，第一区域511、第三区域521、第五区域523、第七区域531、第九区域533、第十一区域541、第十三区域543、第十五区域551、第十七区域553、以及第十九区域561被从左到右顺序地排列。通过组合所排列的区域生成图像610，并且所生成的图像610的一些区域被修剪，由此生成全景图像的左视图像620。
如图7所示，第二区域512、第四区域522、第六区域524、第八区域532、第十区域534、第十二区域542、第十四区域544、第十六区域552、第十八区域554、以及第二十区域562被从左到右顺序地排列。通过组合所排列的区域生成图像710，并且所生成的图像710的一些区域被修剪，由此生成全景图像的右视图像720。
根据本发明的实施例的拍摄全景画面的方法通过使用在透视方面具有较小失真的图像的中心区域来实现全景图像，由此相对简单地最小化全景画面中由于透视导致的失真，而不需将输入图像投射到具有相同焦距的虚拟平面上。
而且，通过组合在图像中心线周围提供的区域生成全景图像。为了通过组合在图像中心线周围提供的区域来生成全景画面，可以为用户提供显示包括在全景画面中的区域的UI。
为此，根据本发明的实施例的全景画面拍摄方法可以在检查全景画面的方向是否已经被确定的步骤807、确定全景画面的方向的步骤808、检查局部运动的方向是否与全景画面的方向相同的步骤809、确定图像的步骤810、以及检测要被包括在全景图像中的区域的步骤811中提供包括窗口和方向指示符的UI，其中所述窗口显示包括在全景图像中的区域，方向指示符指示全景图像的方向。
虽然在本发明的实施例中，用来检查相机的移动的图像的分辨率和包括在全景图像中的图像的分辨率被不同地设置。还生成用来检查相机的移动的低分辨率图像。此外，使用低分辨率图像来检查MV，使用低分辨率图像检查出的MV被与高分辨率图像的MV进行匹配，以检查实际MV的大小。但是，本发明不限于上述示例。
例如，用来检查MV的图像的分辨率和包括在全景图像中的图像的分辨率可以被相同地设置。无需生成用来检查相机的移动的低分辨率图像，MV的大小可以从所捕获的图像中检查出来。也就是，用来检查MV的图像和包括在全景图像中的图像二者可以都具有低分辨率或都具有高分辨率。
当所捕获的图像与包括在全景画面中的图像相同时，可以使用所捕获的图像来检查MV。
如上所述，根据本发明的全景画面拍摄方法和装置能够通过估计相机移动来生成更准确的全景图像，而不需对输入到相机的图像应用投射。
而且，相机移动可以被更准确地估计而不需另外包括单独的设备或硬件。
而且，用户能够仅仅通过将拍摄装置朝向对象移动来自动地拍摄全景图像，这样用户能够更容易地获取全景图像。
此外，全景图像能够被实时检查而无需后处理。
虽然已经参考本发明的某些实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，可以进行形式和细节上的各种改变而不脱离由所附权利要求及其等效物限定的本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种用于拍摄全景图像的方法，该方法包括以下步骤：
检查通过成像设备捕获的图像的运动向量(MV)；
基于MV选择要被包括在全景图像中的图像；
从所选择的图像中检测要被包括在全景图像中的区域；以及
生成包括检测到的区域的全景图像。
2.如权利要求1所述的方法，其中，检测要被包括在全景图像中的区域包括：
基于所选择的图像的水平或垂直中心线，从先前图像和当前图像中检测预定的区域。
3.如权利要求1所述的方法，其中，检测要被包括在所述全景图像中的区域包括：
基于作为用于生成三维(3D)图像的标准的第一基准线和第二基准线，从先前图像和当前图像中检测预定的区域。
4.如权利要求2或3所述的方法，其中，基于所述先前图像和当前图像之间的MV的大小来设置所述预定区域。
5.如权利要求1所述的方法，其中，检查MV包括：
生成分辨率低于通过所述成像设备捕获的图像的分辨率的低分辨率图像；
估计所述低分辨率图像的MV；以及
通过将所述低分辨率图像的MV应用到所捕获的图像，来检查通过所述成像设备捕获的图像的MV。
6.如权利要求1所述的方法，还包括：
生成分辨率低于通过所述成像设备捕获的图像的分辨率的低分辨率图像，
其中，所选择的要被包括在所述全景图像中的图像包括所述低分辨率图像。
7.如权利要求1所述的方法，其中，选择要被包括在所述全景图像中的图像包括：
检查所述图像的MV；
累加所述图像的MV；以及
将所累加的MV与用于选择所述图像的预定值相比较，并且当所累加的MV达到所述预定值时，选择要被包括在所述全景图像中的图像。
8.如权利要求1所述的方法，其中，检测要被包括在所述全景图像中的区域包括：
生成显示要被包括在所述全景图像中的区域的用户接口(UI)。
9.一种用于拍摄全景图像的装置，该装置包括：
运动向量(MV)检查器，用于检查通过成像设备捕获的图像的MV；
图像检测器，用于基于MV选择要被包括在所述全景图像中的图像；
区域检测器，用于从所选择的图像中检测要被包括在所述全景图像中的区域；以及
全景图像生成器，用于生成包括检测到的区域的所述全景图像。
10.如权利要求9所述的装置，其中，所述区域检测器基于所述图像的水平或垂直中心线从先前图像和当前图像中检测预定区域。
11.如权利要求9所述的装置，所述区域检测器基于作为用于生成三维(3D)图像的标准的第一基准线和第二基准线从先前图像和当前图像中检测预定区域。
12.如权利要求10或11所述的装置，其中，基于所述先前图像和当前图像之间的MV的大小来设置所述预定区域。
13.如权利要求9所述的装置，其中，所述图像检测器检查所述图像的MV、累加所述图像的MV、将所累加的MV与用于选择所述图像的预定值相比较、并且当所累加的MV达到所述预定值时选择要被包括在所述全景图像中的图像。
14.如权利要求9所述的装置，还包括用户接口(UI)管理器，用于生成显示要被包括在所述全景图像中的区域和所述全景图像的拍摄方向的UI。
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