CN102868853A

CN102868853A - 基于正多面体的360度无盲区全景视频拍摄设备

Info

Publication number: CN102868853A
Application number: CN2012103771007A
Authority: CN
Inventors: 任毅飞; 胡朝雯
Original assignee: CHANGSHA NICAI NETWORK TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CHANGSHA NICAI NETWORK TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-10-08
Filing date: 2012-10-08
Publication date: 2013-01-09

Abstract

基于正多面体的360度无盲区全景视频拍摄设备，所述机座元件组合在一起，并通过螺丝相互固定，每个所述机座元件上均安装固定有两个所述相机，所述壳体安装在外部，并且之间通过螺丝相互固定，在所述壳体上还设置有所述贴片，所述支架可安装在所述壳体的任意顶点或棱上。本发明本系统组建的全景视频拍摄系统真正做到了无盲区，连相机支点位置也进行了完整捕捉，彻底解决黑洞问题，达到了360X180度视野；且打破了上下概念，以全空间为出发点，是全空间的拍摄，而且拍摄更灵活，可以借助任意支点竖立、悬挂、斜插、横挑的拍摄方式，不用考虑画面上的人和物的空间方向，一切均可以后期处理中重新定义画面水平线。

Description

基于正多面体的360度无盲区全景视频拍摄设备

技术领域

本发明涉及一种无盲区，即横向视野360度，纵向视野180度的三维全景视频拍摄设备，具体为基于正多面体的360度无盲区全景视频拍摄设备。

背景技术

随着影像器材和计算机软硬件技术的发展，目前人们可以通过单反相机和鱼眼镜头以及全景云台拍摄出特定空间360度全景，具体拍摄方法是，相机围绕镜头光学中心旋转，拍摄空间各角度的照片，后期通过图像的特征点匹配以及图形矫正、智能融合技术，将零散的图片无缝整合为一张全景图片。特别说明的是，如果要完美地拼接图像，那么一定要精确围绕镜头光学中心旋转，因为只有这样，所拍摄的图像才没有“视差”。

如果说全景摄影是摄影技术的特定方式，那么与视频拍摄技术对应的则是全景视频。在静态的全景摄影过程中，摄影师拍摄各方位的照片是有先后顺序的，也就有时差，但对于全景视频的拍摄，这样的方式显然不适合，因为在一个空间里，每个角度都是动态的，如果需要拍摄全景视频，则需要同时捕获各个角度的动态影像。因此采用多个摄像机同时拍摄的方法势在必然，事实上，通过多个摄像机拍摄全景视频的方法在全球范围内皆是一个通用的办法，比如pointgrey公司的产品ladybug，以及专利申请号为201120176734.7 的360全景视频拍摄设备；此类产品共有6个镜头，布局为横向五个镜头，向上一个镜头。该产品的缺陷是：6个镜头非共一个球面，后期的拼接裂缝较大，此外机座方向会有盲区。

第二种获取全景视频的方式则是，通过一个反射出360度的影像的“反光镜”来拍摄全景视频，市面出售的产品比如pano-pro(反光镜系统)、Sony Bloggie（一体机、反光镜作为附件）、以及专利申请号为201220046231.2 的360 度全景视频拍摄系统。此类产品是作为普通摄像机的一个附件存在，反光镜汇聚了较多的场景信息，然后通过摄像机拍摄反光镜，再通过矫正视频，还原出360度的场景视频。该类设备的优点是使用非常简单，但缺点也很明显：一是因为拍摄的是反光镜影像而非实际场景，因此画面质量不好，其二分辨率低，受制于拍摄终端的分辨率，同时还存在影像损失，因为并非视频画面都是有效画面，在矫正后，实际影像分辨率会进一步降低。其三是空间体现仍然不完全，上下均有盲区。

第三种方式，则是结合多相机和多个平面反光镜模式，采用多块有一定倾斜角的反光镜反射场景（同轴反光镜），然后用对应的摄像机拍摄反光镜的画面。此拍摄方式的有点是反光镜可以“虚拟节点”让影像避免出现视差，可以在后期较好地融合图像，同时画面像素较高。缺点是画面视野较小（上下盲区更大），因为摄像机拍摄的仍然不是场景本身，画质有一定影响。

纵览以上的全景视频捕获方式，各有优缺点，但没有一种方式可以获取无盲区全空间的全景视频，具体是指，水平方向达到了360度，但纵向都没有达到180度。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种基于正多面体的架构、横向视野为360度，纵向视野为180度的无盲区全景视频拍摄设备，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

基于正多面体的360度无盲区全景视频拍摄设备，包括机座元件、相机、壳体、贴片和支架，所述机座元件组合在一起，并通过螺丝相互固定，每个所述机座元件上均安装固定有两个所述相机，所述壳体安装在外部，并且之间通过螺丝相互固定，在所述壳体上还设置有所述贴片，所述支架可安装在所述壳体的任意顶角或棱上。

本专利为正多面体结构，可以是正四面体或是正六面体或是正八面体或是正十二面体或是正二十面体。

相机组设有同步控制装置。

相机控制的方式为线路控制，或者通过遥控方式控制，所述遥控方式包括WIFI。

所述相机内的数据读取可以通过相机外置接口连接电脑读取，或者通过WIFI的模式读取。

所述相机采用感光芯片CCD或者CMOS元件。

拍摄的全景视频涵盖视野是水平360度，纵向180度。

每个所述相机可内置录音设备且可结合GPS使用。

本专利机身内还设有散热装置。

本专利的所述相机可通过电池或者交流电源供电。

有益效果

本发明本系统组建的全景视频拍摄系统真正做到了无盲区，连相机支点位置也进行了完整捕捉，彻底解决黑洞问题，达到了360X180度视野；且打破了上下概念，以全空间为出发点，是全空间的拍摄，而且拍摄更灵活，可以借助任意支点竖立、悬挂、斜插、横挑的拍摄方式，不用考虑画面上的人和物的空间方向，一切均可以后期处理中重新定义画面水平线。

附图说明

图1为本发明的正六面体展开示意图。

图2为本发明的正四面体的示意图。

图3为本发明的正六面体的示意图。

图4为本发明的正八面体的示意图。

图5为本发明的正十二面体的示意图。

图6为本发明的正二十面体的示意图。

具体实施方式

下面举例对本发明进行详细阐述。

基于正多面体的360度无盲区全景视频拍摄设备，包括机座元件1、相机2、壳体3、贴片4和支架5，所述机座元件1组合在一起，并通过螺丝相互固定，每个所述机座元件1上均安装固定有两个所述相机2，所述壳体3安装在外部，并且之间通过螺丝相互固定，在所述壳体3上还设置有所述贴片4，所述支架5可安装在所述壳体3的任意顶角或棱上。

相机组之间的所述相机2设有同步控制装置。

相机2控制的方式为线路控制，或者通过遥控方式控制，所述遥控方式包括WIFI。

所述相机2内的数据读取可以通过相机外置接口连接电脑读取，或者通过WIFI的模式读取。

所述相机2采用感光芯片CCD或者CMOS元件。

拍摄的全景视频涵盖视野是水平360度，纵向180度。

每个所述相机2可内置录音设备。

本专利机身内还设有散热装置。

本专利的所述相机可通过电池或者交流电源供电。

本发明拍摄有较高帧率保证视频的连续性。

本发明兼容以更高分辨率拍摄全景图片的能力。

本发明可拍摄HDR影像。

本发明能间隔固定时间拍摄图片。

本发明能结合GPS使用，记录视频轨迹。

本发明能选取中央平均曝光、点测光模式。

本发明中的视频可以通过机体本身或者远程网络实时观看或者回放。

本发明所拍摄的视频的拼接有两种处理方式：第一是通过嵌入式的硬件模块，同时读取多路相机的数据，将视频数据解码，对序列图片按照预先的标定相机方式，进行智能无缝容融合之后，再编码输出视频流。

但因为本发明的创新性，可以任意角度放置机身均可获取完整空间的球形视频，对相机的标定方式则存在无限多的可能，所以相机的拼接硬件模块可以由用户写入标定数据，标定数据由专业配套软件设定。

第二种拼接方式采用事后处理的方式，即将多路视频先进行同步校验，然后把每路视频分别解码，将各路视频的对应帧分布拼接融合，再将拼接后的视频编码处理成视频。

相机组的镜头位于同一球面，且该球的半径尽可能小，该数值直接影响是“视差”，最后的结果体现是全景视频拼接的画面瑕疵的大小，球面半径小、各摄像头间的视差小，则最后的画面瑕疵则小；球面半径较大，则各摄像头间的视差大，则最后的画面瑕疵则大。

单个相机像素对最终画面像素的影响：单个相机像素越高，则最终画面的像素高，反之，则小。

单个相机画面比例尽量选择4：3格式，尽量让感光元件传感器（sensor）完全成像，不宜使用1920X1080这种高清画面，对于全景视频来说，这种1080P格式是16：9，通常是sensor切割后成像（也就是只使用了部分sensor），画面视野较小。比如在实际应用中，1600X1200的画面分辨率明显优于1920X1080的画面分辨率。

对摄影镜头的视野要求是，位于正多面体任一面的镜头视野和相邻面有画面重叠，且以15%左右为宜，因画面边缘图像质量通常较弱，重叠太少，则拼接后画面会出现不均衡现象，若重叠过多，则出现画面浪费，影响最终画面分辨率。

正N面体中N的选择问题，在单个相机分辨率固定的的情况下，较大N值则最后成像分辨率较高；反之，则低。在确定最终全景视频分辨率的前提下，应尽量优先使用较高分辨率相机，较小N值，这样可以尽可能避免视差导致的瑕疵。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.基于正多面体的360度无盲区全景视频拍摄设备，包括机座元件、相机、壳体、贴片和支架，其特征在于，所述机座元件组合在一起，并通过螺丝相互固定，每个所述机座元件上均安装固定有两个所述相机，所述壳体安装在外部，并且之间通过螺丝相互固定，在所述壳体上还设置有所述贴片，所述支架可安装在所述壳体的任意顶角或棱上。

2.根据权利要求1所述基于正多面体的360度无盲区全景视频拍摄设备，其特征在于，本专利为正多面体结构，可以是正四面体或是正六面体或是正八面体或是正十二面体或是正二十面体。

3.根据权利要求1所述基于正多面体的360度无盲区全景视频拍摄设备，其特征在于，相机组之间的所述相机设有同步控制装置。

4.根据权利要求1所述基于正多面体的360度无盲区全景视频拍摄设备，其特征在于，相机控制的方式为线路控制，或者通过遥控方式控制，所述遥控方式包括WIFI。

5.根据权利要求1所述基于正多面体的360度无盲区全景视频拍摄设备，其特征在于，所述相机内的数据读取可以通过相机外置接口连接电脑读取，或者通过WIFI的模式读取。

6.根据权利要求1所述基于正多面体的360度无盲区全景视频拍摄设备，其特征在于，所述相机采用感光芯片CCD或者CMOS元件。

7.根据权利要求1所述基于正多面体的360度无盲区全景视频拍摄设备，其特征在于，拍摄的全景视频涵盖视野是水平360度，纵向180度。

8.根据权利要求1所述基于正多面体的360度无盲区全景视频拍摄设备，其特征在于，每个所述相机可内置录音设备且可结合GPS使用。

9.根据权利要求1所述基于正多面体的360度无盲区全景视频拍摄设备，其特征在于，本专利机身内还设有散热功能。

10.根据权利要求1所述基于正多面体的360度无盲区全景视频拍摄设备，其特征在于，本专利的所述相机可通过电池或者交流电源供电。