CN103176347B - 全景图拍摄方法及拍摄装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种全景图拍摄方法及拍摄装置和电子设备。其中，所述方法包括以下步骤：以第一方向旋转拍摄装置，同时检测拍摄装置的旋转角度；每当拍摄装置的旋转角度超过预设阈值之后，记录拍摄装置在第一方向的旋转角度并控制拍摄装置拍摄多个第一图像；以及当拍摄装置在第一方向旋转完成之后，根据记录的在第一方向的旋转角度对拍摄的多个第一图像进行拼接以生成第一方向全景图。根据本发明实施例的方法，通过拍摄装置记录旋转角度对多个图像进行全景图合成无需复杂的合成算法即可获得精确的全景图，提高了全景图的合成效率，并且通过单台拍摄装置即可拍摄不同旋转角度的场景图像，成本低且操作简单易行，提升用户体验。

Description

全景图拍摄方法及拍摄装置和电子设备

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种全景图拍摄方法及拍摄装置和电子设备。

背景技术

全景图技术是指利用拍摄装置从不同角度或位置对场景进行图像拍摄，获得反映整个三维场景信息的多张图像，然后将这些图像根据一定的原则拼接成一张大图，在这张大图上表现整个场景的全部信息，从而实现将整个场景信息集中到一张图上进行显示。

现有技术中主要通过以下方式生成全景图：利用拍摄装置拍摄场景的多张静态图像序列，针对多张静态图像序列基于图像本身的特征匹配生成全景图；或者通过多台拍摄装置以不同角度同时拍摄场景的多张图像后，根据拍摄的多张不同角度的图像生成全景图。

现有技术存在的问题是，第一种全景图的生成方式仅利用拍摄图像本身的特征进行匹配，通过图像处理进行拼接全景图，使用全景拼接的算法复杂，由此计算量非常大且精度有限，第二种全景图的生成方式则需要多台拍摄装置从不同角度同时对场景进行多张图像的拍摄，由此成本太高且拍摄过程操作复杂。

同时，现有技术在进行全景图显示时，只能平面的显示全景图，或者通过触摸屏、按键等操作浏览全景图的不同位置。导致用户体验差。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

本发明的第一个目的在于提出一种在图像拍摄过程中可以同时记录旋转角度和拍摄图像并根据旋转角度及拍摄的图像合成全景图以及精确定位每张拍摄的图像在全景图的位置的全景图拍摄方法。

本发明的第二个目的在于提出一种拍摄装置。

本发明的第三个目的在于提出一种电子设备。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面实施例的全景图拍摄方法，包括以下步骤：以第一方向旋转拍摄装置，同时检测所述拍摄装置的旋转角度；每当所述拍摄装置的旋转角度超过预设阈值之后，记录所述拍摄装置在所述第一方向的旋转角度并控制所述拍摄装置拍摄多个第一图像；以及当所述拍摄装置在所述第一方向旋转完成之后，根据记录的在所述第一方向的旋转角度对拍摄的多个第一图像进行拼接以生成第一方向全景图。

根据本发明实施例的全景图拍摄方法，一方面用户使用一台拍摄装置即可控制拍摄场景中的不同旋转角度的多个图像，从而节约成本并且方便操作，提升用户体验，另一方面根据旋转角度对拍摄的多个图像进行拼接以生成全景图，无需复杂的计算过程，全景图合成效率、精度高。

为了实现上述目的，根据本发明的第二方面实施例的拍摄装置包括：角度检测模块，用于检测拍摄装置的旋转角度；拍摄模块，用于拍摄所述拍摄装置当前对应的图像；以及控制模块，用于每当所述拍摄装置的旋转角度超过预设阈值之后，记录所述拍摄装置在所述第一方向的旋转角度并控制所述拍摄模块拍摄多个第一图像，并在所述拍摄装置在所述第一方向旋转完成之后，根据记录的在所述第一方向的旋转角度对拍摄的多个第一图像进行拼接以生成第一方向全景图。

根据本发明实施例的拍摄装置，可以同时记录旋转角度和拍摄图像，方便用户操作，成本低、方便操作且用户体验好，同时根据旋转角度和拍摄的图像生成全景图，无需复杂的计算过程，进一步降低该装置的成本，且全景图的合成效率高、精确度高。

为了实现上述目的，根据本发明的第三方面实施例的电子设备包括本发明的第二方面实施例的拍摄装置。

根据本发明实施例的电子设备，通过增加本发明实施例的拍摄装置，可以同时记录旋转角度和拍摄图像，成本低、方便操作且用户体验好，同时根据旋转角度和拍摄的图像生成全景图，无需复杂的计算过程，进一步降低该装置的成本，且全景图的合成效率高、精确度高。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，

图1是根据本发明一个实施例的全景图拍摄方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的全景图拍摄方法的流程图；

图3是根据本发明一个实施例的全景图拍摄方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的陀螺仪传感器输出旋转角速度的示意图；

图5是根据本发明实施例的根据加速度传感器获取拍摄装置相对于重力线的倾角的示意图；

图6是根据本发明实施例的地球坐标的示意图；

图7是根据本发明一个实施例的拍摄装置的结构框图；

图8是根据本发明一个实施例的拍摄装置的结构框图；以及

图9是根据本发明一个实施例的拍摄装置的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

下面参考说明书附图描述根据本发明实施例的全景图拍摄方法。

一种全景图拍摄方法，包括以下步骤：以第一方向旋转拍摄装置，同时检测拍摄装置的旋转角度；每当拍摄装置的旋转角度超过预设阈值之后，记录拍摄装置在第一方向的旋转角度并控制拍摄装置拍摄多个第一图像；以及，当拍摄装置在第一方向旋转完成之后，根据记录的在第一方向的旋转角度对拍摄的多个第一图像进行拼接以生成第一方向全景图。

图1为本发明一个实施例的全景图拍摄方法的流程图。

如图1所示，根据本发明实施例的全景图拍摄方法包括下述步骤。

步骤S101，以第一方向旋转拍摄装置，同时检测拍摄装置的旋转角度。

例如，第一方向可以为沿水平面旋转的方向，也可以为沿与水平面垂直的平面旋转的方向。

步骤S102，每当拍摄装置的旋转角度超过预设阈值之后，记录拍摄装置在第一方向的旋转角度并控制拍摄装置拍摄多个第一图像。

在本发明的一个实施例中，第一方向的旋转角度为拍摄装置基于地球坐标的绝对位置和方位信息。具体地，如图6所示，基于地球坐标的绝对位置和方位信息是指拍摄装置的镜头指向的基于拍摄者的上下前后左右各个方向的绝对角度值。

在本发明的一个实施例中，第一方向的旋转角度通过陀螺仪传感器获得。具体地，如图4所示，陀螺仪传感器输出的是以拍摄装置自身的三维坐标轴轴向为旋转轴旋转的角速度信息，假设陀螺仪传感器输出的拍摄装置沿三维坐标轴方向上的角速度分别为w_x、w_y、w_z，检测周期为t，则通过角速度对时间积分计算即可得到拍摄装置相对初始状态的沿各个三维坐标轴旋转的角度值A_x、A_y、A_z，具体如下式所示，

$\left\{\begin{array}{c}{A}_x=\mathrm{\Σ}{w}_x\·t\\ A_y=\mathrm{\Σ}{w}_y\·t\\ A_z=\mathrm{\Σ}{w}_z\·t\end{array}\right..$

通过陀螺仪传感器按照上述公式即可计算出拍摄装置在三维坐标轴方向上的旋转角度，这些角度信息是相对值，即拍摄者在具体的方位开始进行旋转拍摄，该方位的初始状态为0。

为了获得更加精确的拍摄装置在第一方向的旋转角度，在本发明的一个实施例中，拍摄装置的基于地球坐标的绝对位置和方位信息根据陀螺仪传感器获得的相对运动角度信息、加速度传感器获得的拍摄装置相对于重力线的倾角信息及磁感应传感器获得的拍摄装置相对于磁北极的倾角信息计算得到。

具体地，加速度传感器输出的是拍摄装置沿三维坐标轴轴向的线性加速度，如图5所示，假设为a_x、a_y、a_z，由于沿着地球表面垂直方向存在着地球引力的加速度g，因此拍摄装置相对地球静止的状态下可以通过g在拍摄装置各个三维坐标轴上的分量及加速度传感器输出的线性加速度在各个三维坐标轴上的分量计算得出拍摄装置相对于水平线在垂直方向上的倾角，即相对于重力线的倾角，具体如下式所示。

$\left\{\begin{array}{c}a=c=\arcsin (a_x/g)\\ b=\mathrm{\π}/2-a\end{array}\right.$

磁感应传感器输出的是拍摄装置的三维坐标轴在水平面上相对于磁北极的偏转角度。

加速度传感器与磁感应传感器分别检测到的相对重力线的倾角和相对于磁北极的偏转角是基于地球坐标的绝对值，根据加速度传感器获得的拍摄装置相对于重力线的倾角信息及磁感应传感器获得的拍摄装置相对于磁北极的倾角信息对陀螺仪传感器获得的相对运动角度信息进行校正，可以得到更精确的基于地球坐标的绝对位置和方位信息，使得全景图的合成更加精确并且合成效率高。

在本发明的一个实施例中，预设阈值根据所使用的拍摄装置的镜头焦距决定。

具体地，根据拍摄装置的镜头焦距确定阈值，例如阈值为60度，拍摄者旋转拍摄装置时，同时开始检测拍摄装置的旋转角度，每当拍摄装置的旋转角度超过60度之后，拍摄装置记录此状态下的在第一方向的一个旋转角度(即60度)并控制拍摄装置拍摄此时的一个第一图像，拍摄装置拍摄完一个第一图像之后继续沿着第一方向旋转，当旋转的角度再次超过60度之后，拍摄装置记录此状态下的在第一方向的另一个旋转角度(即120度)并控制拍摄装置拍摄此时的另一个第一图像，依次继续旋转拍摄装置重复记录旋转角度及拍摄图像，获得拍摄装置在第一方向的多个旋转角度及其对应的多个第一图像。

步骤S103，当拍摄装置在第一方向旋转完成之后，根据记录的在第一方向的旋转角度对拍摄的多个第一图像进行拼接以生成第一方向全景图。

根据本发明实施例的全景图拍摄方法，一方面用户使用一台拍摄装置即可控制拍摄场景中的不同旋转角度的多个图像，从而节约成本并且方便操作，提升用户体验，另一方面根据旋转角度对拍摄的多个图像进行拼接以生成全景图，无需复杂的计算过程，全景图合成效率、精度高。

图2为本发明一个实施例的全景图拍摄方法的流程图。

如图2所示，根据本发明实施例的全景图拍摄方法包括下述步骤。

步骤S201，以第一方向旋转拍摄装置，同时检测拍摄装置的旋转角度。

步骤S202，每当拍摄装置的旋转角度超过预设阈值之后，记录拍摄装置在第一方向的旋转角度并控制拍摄装置拍摄多个第一图像。

在本发明的一个实施例中，预设阈值根据所使用的拍摄装置的镜头焦距决定。

具体地，根据拍摄装置的镜头焦距确定阈值，例如阈值为60度，拍摄者旋转拍摄装置时，同时开始检测拍摄装置的旋转角度，每当拍摄装置的旋转角度超过60度之后，拍摄装置记录此状态下的在第一方向的一个旋转角度(即60度)并控制拍摄装置拍摄此时的一个第一图像，拍摄装置拍摄完一个第一图像之后继续沿着第一方向旋转，当旋转的角度再次超过60度之后，拍摄装置记录此状态下的在第一方向的另一个旋转角度(即120度)并控制拍摄装置拍摄此时的另一个第一图像，依次继续旋转拍摄装置重复记录旋转角度及拍摄图像，获得拍摄装置在第一方向的多个旋转角度及其对应的多个第一图像。

步骤S203，当拍摄装置在第一方向旋转完成之后，根据记录的在第一方向的旋转角度对拍摄的多个第一图像进行拼接以生成第一方向全景图。

步骤S204，以第二方向旋转拍摄装置，并记录拍摄装置在第二方向的旋转角度并控制拍摄装置拍摄多个第二图像，其中，第二方向所在的平面垂直与第一方向所在的平面。

例如，第一方向可为沿水平面旋转的方向，或可以为沿与水平面垂直的平面旋转的方向。第二方向也可以为沿水平面旋转的方向，或也可以为沿与水平面垂直的平面旋转的方向，只要保证第二方向所在的平面垂直与第一方向所在的平面即可。

在本发明的一个实施例中，第一方向和第二方向的旋转角度为拍摄装置基于地球坐标的绝对位置和方位信息。具体地，如图6所示，基于地球坐标的绝对位置和方位信息是指拍摄装置的镜头指向的基于拍摄者的上下前后左右各个方向的绝对角度值。

在本发明的一个实施例中，第一方向和第二方向的旋转角度通过陀螺仪传感器获得。具体地，如图4所示，陀螺仪传感器输出的是以拍摄装置自身的三维坐标轴轴向为旋转轴旋转的角速度信息，假设陀螺仪传感器输出的拍摄装置沿三维坐标轴方向上的角速度分别为w_x、w_y、w_z，检测周期为t，则通过角速度对时间积分计算即可得到拍摄装置相对初始状态的沿各个三维坐标轴旋转的角度值A_x、A_y、A_z，具体如下式所示，

$\left\{\begin{array}{c}{A}_x=\mathrm{\Σ}{w}_x\·t\\ A_y=\mathrm{\Σ}{w}_y\·t\\ A_z=\mathrm{\Σ}{w}_z\·t\end{array}\right..$

通过陀螺仪传感器按照上述公式即可计算出拍摄装置在三维坐标轴方向上的旋转角度，这些角度信息是相对值，即拍摄者在具体的方位开始进行旋转拍摄，该方位的初始状态为0。

为了获得更加精确的拍摄装置在第一方向和第二方向的旋转角度，在本发明的一个实施例中，拍摄装置的基于地球坐标的绝对位置和方位信息根据陀螺仪传感器获得的相对运动角度信息、加速度传感器获得的拍摄装置相对于重力线的倾角信息及磁感应传感器获得的拍摄装置相对于磁北极的倾角信息计算得到。

具体地，加速度传感器输出的是拍摄装置沿三维坐标轴轴向的线性加速度，如图5所示，假设为a_x、a_y、a_z，由于沿着地球表面垂直方向存在着地球引力的加速度g，因此拍摄装置相对地球静止的状态下可以通过g在拍摄装置各个三维坐标轴上的分量及加速度传感器输出的线性加速度在各个三维坐标轴上的分量计算得出拍摄装置相对于水平线在垂直方向上的倾角，即相对于重力线的倾角，具体如下式所示。

$\left\{\begin{array}{c}a=c=\arcsin (a_x/g)\\ b=\mathrm{\π}/2-a\end{array}\right.$

磁感应传感器输出的是拍摄装置的三维坐标轴在水平面上相对于磁北极的偏转角度。

加速度传感器与磁感应传感器分别检测到的相对重力线的倾角和相对于磁北极的偏转角是基于地球坐标的绝对值，根据加速度传感器获得的拍摄装置相对于重力线的倾角信息及磁感应传感器获得的拍摄装置相对于磁北极的倾角信息对陀螺仪传感器获得的相对运动角度信息进行校正，可以得到更精确的基于地球坐标的绝对位置和方位信息，使得全景图的合成更加精确并且合成效率高。

在本发明的一个实施例中，预设阈值根据所使用的拍摄装置的镜头焦距决定。

具体地，根据拍摄装置的镜头焦距确定阈值，例如阈值为60度，拍摄者旋转拍摄装置时，同时开始检测拍摄装置的旋转角度，每当拍摄装置的旋转角度超过60度之后，拍摄装置记录此状态下的在第二方向的一个旋转角度(即60度)并控制拍摄装置拍摄此时的一个第一图像，拍摄装置拍摄完一个第一图像之后继续沿着第二方向旋转，当旋转的角度再次超过60度之后，拍摄装置记录此状态下的在第二方向的另一个旋转角度(即120度)并控制拍摄装置拍摄此时的另一个第一图像，依次继续旋转拍摄装置重复记录旋转角度及拍摄图像，获得拍摄装置在第二方向的多个旋转角度及其对应的多个第一图像。

步骤S205，根据记录的在第二方向的旋转角度对拍摄的多个第二图像进行拼接以生成第二方向全景图。

步骤S206，根据第一方向全景图和第二方向全景图生成3D全景图。

其中，根据步骤S201、S202和S203顺序执行可以获得第一方向全景图，根据步骤S204和S205顺序执行可以获得第二方向全景图，应当理解，第一方向全景图和第二方向全景图的获取不分先后顺序，即可以先执行步骤S204和S205后再执行步骤S201、S202和S203。

根据本发明实施例的全景图拍摄方法，一方面用户使用一台拍摄装置即可控制在两个旋转平面互相垂直的旋转方向上拍摄场景中的不同旋转角度的多个图像，从而获得3D效果的全景图，从而节约成本并且方便操作，提升用户体验，另一方面根据旋转角度对拍摄的多个图像进行拼接以生成全景图以及根据两个全景图合成3D效果的全景图，无需复杂的计算过程，全景图及3D效果的全进图合成效率、精度高。

图3为本发明一个实施例的全景图拍摄方法的流程图。

如图3所示，根据本发明实施例的全景图拍摄方法包括下述步骤。

步骤S301，以第一方向旋转拍摄装置，同时检测拍摄装置的旋转角度。

步骤S302，每当拍摄装置的旋转角度超过预设阈值之后，记录拍摄装置在第一方向的旋转角度并控制拍摄装置拍摄多个第一图像。

在本发明的一个实施例中，预设阈值根据所使用的拍摄装置的镜头焦距决定。

具体地，根据拍摄装置的镜头焦距确定阈值，例如阈值为60度，拍摄者旋转拍摄装置时，同时开始检测拍摄装置的旋转角度，每当拍摄装置的旋转角度超过60度之后，拍摄装置记录此状态下的在第一方向的一个旋转角度(即60度)并控制拍摄装置拍摄此时的一个第一图像，拍摄装置拍摄完一个第一图像之后继续沿着第一方向旋转，当旋转的角度再次超过60度之后，拍摄装置记录此状态下的在第一方向的另一个旋转角度(即120度)并控制拍摄装置拍摄此时的另一个第一图像，依次继续旋转拍摄装置重复记录旋转角度及拍摄图像，获得拍摄装置在第一方向的多个旋转角度及其对应的多个第一图像。

步骤S303，当拍摄装置在第一方向旋转完成之后，根据记录的在第一方向的旋转角度对拍摄的多个第一图像进行拼接以生成第一方向全景图。

步骤S304，以第二方向旋转拍摄装置，并记录拍摄装置在第二方向的旋转角度并控制拍摄装置拍摄多个第二图像，其中，第二方向所在的平面垂直与第一方向所在的平面。

例如，第一方向可为沿水平面旋转的方向，或可以为沿与水平面垂直的平面旋转的方向。第二方向也可以为沿水平面旋转的方向，或也可以为沿与水平面垂直的平面旋转的方向，只要保证第二方向所在的平面垂直与第一方向所在的平面即可。

在本发明的一个实施例中，第一方向和第二方向的旋转角度为拍摄装置基于地球坐标的绝对位置和方位信息。具体地，如图6所示，基于地球坐标的绝对位置和方位信息是指拍摄装置的镜头指向的基于拍摄者的上下前后左右各个方向的绝对角度值。

在本发明的一个实施例中，第一方向和第二方向的旋转角度通过陀螺仪传感器获得。具体地，如图4所示，陀螺仪传感器输出的是以拍摄装置自身的三维坐标轴轴向为旋转轴旋转的角速度，假设陀螺仪传感器输出的拍摄装置沿三维坐标轴方向上的角速度分别为w_x、w_y、w_z，检测周期为t，则通过角速度对时间积分计算即可得到拍摄装置相对初始状态的沿各个三维坐标轴旋转的角度值A_x、A_y、A_z，具体如下式所示，

$\left\{\begin{array}{c}{A}_x=\mathrm{\Σ}{w}_x\·t\\ A_y=\mathrm{\Σ}{w}_y\·t\\ A_z=\mathrm{\Σ}{w}_z\·t\end{array}\right..$

通过陀螺仪传感器按照上述公式即可计算出拍摄装置在三维坐标轴方向上的旋转角度，这些角度信息是相对值，即拍摄者在具体的方位开始进行旋转拍摄，该方位的初始状态为0。

为了获得更加精确的拍摄装置在第一方向和第二方向的旋转角度，在本发明的一个实施例中，拍摄装置的基于地球坐标的绝对位置和方位信息根据陀螺仪传感器获得的相对运动角度信息、加速度传感器获得的拍摄装置相对于重力线的倾角信息及磁感应传感器获得的拍摄装置相对于磁北极的倾角信息计算得到。

具体地，加速度传感器输出的是拍摄装置沿三维坐标轴轴向的线性加速度，如图5所示，假设为a_x、a_y、a_z，由于沿着地球表面垂直方向存在着地球引力的加速度g，因此拍摄装置相对地球静止的状态下可以通过g在拍摄装置各个三维坐标轴上的分量及加速度传感器输出的线性加速度在各个三维坐标轴上的分量计算得出拍摄装置相对于水平线在垂直方向上的倾角，即相对于重力线的倾角，具体如下式所示。

$\left\{\begin{array}{c}a=c=\arcsin (a_x/g)\\ b=\mathrm{\π}/2-a\end{array}\right.$

磁感应传感器输出的是拍摄装置的三维坐标轴在水平面上相对于磁北极的偏转角度。

加速度传感器与磁感应传感器分别检测到的相对重力线的倾角和相对于磁北极的偏转角是基于地球坐标的绝对值，根据加速度传感器获得的拍摄装置相对于重力线的倾角信息及磁感应传感器获得的拍摄装置相对于磁北极的倾角信息对陀螺仪传感器获得的相对运动角度信息进行校正，可以得到更精确的基于地球坐标的绝对位置和方位信息，使得全景图的合成更加精确并且合成效率高。

在本发明的一个实施例中，预设阈值根据所使用的拍摄装置的镜头焦距决定。

具体地，根据拍摄装置的镜头焦距确定阈值，例如阈值为60度，同时开始检测拍摄装置的旋转角度，每当拍摄装置的旋转角度超过60度之后，拍摄装置记录此状态下的在第二方向的一个旋转角度(即60度)并控制拍摄装置拍摄此时的一个第一图像，拍摄装置拍摄完一个第一图像之后继续沿着第二方向旋转，当旋转的角度再次超过60度之后，拍摄装置记录此状态下的在第二方向的另一个旋转角度(即120度)并控制拍摄装置拍摄此时的另一个第一图像，依次继续旋转拍摄装置重复记录旋转角度及拍摄图像，获得拍摄装置在第二方向的多个旋转角度及其对应的多个第一图像。

步骤S305，根据记录的在第二方向的旋转角度对拍摄的多个第二图像进行拼接以生成第二方向全景图。

步骤S306，根据第一方向全景图和第二方向全景图生成3D全景图。

其中，根据步骤S301、S302和S303顺序执行可以获得第一方向全景图，根据步骤S304和S305顺序执行可以获得第二方向全景图，应当理解，第一方向全景图和第二方向全景图的获取不分先后顺序，即可以先执行步骤S304和S305后再执行步骤S301、S302和S303。

步骤S307，在用户打开第一方向全景图、第二方向全景图和3D全景图中的任一个时，检测拍摄装置在第一方向和/或第二方向上的当前角度。

步骤S308，根据第一方向和/或第二方向上的当前角度从对应的第一方向全景图、第二方向全景图或3D全景图中获取当前角度所对应的图像，并显示给用户。

根据本发明实施例的全景图拍摄方法，可以通过平面或者3D立体方式将全景图显示给用户，进一步提升用户体验，并且用户可以根据全景图在第一方向和/或第二方向上的当前角度获得其对应的图像，方便用户浏览。

下面参考说明书附图描述根据本发明实施例的拍摄装置。

一种拍摄装置，包括角度检测模块，用于检测拍摄装置的旋转角度；拍摄模块，用于拍摄拍摄装置当前对应的图像；以及控制模块，用于每当拍摄装置的旋转角度超过预设阈值之后，记录拍摄装置在第一方向的旋转角度并控制拍摄模块拍摄多个第一图像，并在拍摄装置在第一方向旋转完成之后，根据记录的在第一方向的旋转角度对拍摄的多个第一图像进行拼接以生成第一方向全景图。

图7为本发明一个实施例的拍摄装置的结构框图。

如图7所示，根据本发明实施例的拍摄装置包括角度检测模块100、拍摄模块200和控制模块300。

具体地，角度检测模块100用于检测拍摄装置的旋转角度。拍摄模块200用于拍摄拍摄装置当前对应的图像。控制模块300用于每当拍摄装置的旋转角度超过预设阈值之后，记录拍摄装置在第一方向的旋转角度并控制拍摄模块200拍摄多个第一图像，并在拍摄装置在第一方向旋转完成之后，根据记录的在第一方向的旋转角度对拍摄的多个第一图像进行拼接以生成第一方向全景图。

其中，第一方向例如可以为沿水平面旋转的方向，也可以为沿与水平面垂直的平面旋转的方向。

在本发明的一个实施例中，预设阈值根据所使用的拍摄装置的镜头焦距决定。

具体地，首先根据拍摄装置的镜头焦距确定阈值，例如阈值为60度，然后拍摄者旋转拍摄装置，同时角度检测模块100开始检测拍摄装置的旋转角度，每当角度检测模块100检测到拍摄装置的旋转角度超过60度之后，拍摄装置的控制模块300记录此状态下的在第一方向的一个旋转角度(即60度)并控制拍摄模块200拍摄此时的一个第一图像，拍摄完一个第一图像之后继续沿着第一方向旋转，当角度检测模块100检测到拍摄装置的旋转角度再次超过60度之后，拍摄装置的控制模块300记录此状态下的在第一方向的另一个旋转角度(即120度)并控制拍摄模块200拍摄此时的另一个第一图像，依次继续旋转拍摄装置重复记录旋转角度及拍摄图像，获得拍摄装置在第一方向的多个旋转角度及其对应的多个第一图像，并根据记录的在第一方向的多个旋转角度对拍摄的多个第一图像进行拼接以生成第一方向全景图。

根据本发明实施例的拍摄装置，可以同时记录旋转角度和拍摄图像，方便用户操作，用户体验好，同时根据旋转角度和拍摄图像生成全景图，使得该装置的成本低，并且合成的全景图精确度高、合成效率高。

在本发明的一个实施例中，控制模块300还用于记录拍摄装置在第二方向的旋转角度并控制拍摄模块拍摄多个第二图像，并根据记录的在第二方向的旋转角度对拍摄的多个第二图像进行拼接以生成第二方向全景图，以及根据第一方向全景图和第二方向全景图生成3D全景图，其中，第二方向所在的平面垂直与第一方向所在的平面。

例如，第一方向可为沿水平面旋转的方向，或可以为沿与水平面垂直的平面旋转的方向。第二方向也可以为沿水平面旋转的方向，或也可以为沿与水平面垂直的平面旋转的方向，只要保证第二方向所在的平面垂直与第一方向所在的平面即可。

根据本发明的实施例，用户可以使用一台拍摄设备装置即可控制在两个分别垂直的旋转面上拍摄场景中的不同旋转角度的多个图像，从而获得3D效果的全景图，从而节约成本并且方便操作，提升了用户的体验度。

图8为本发明一个实施例的拍摄装置的结构框图。

如图8所示，根据本发明实施例的拍摄装置包括陀螺仪传感器110、拍摄模块200和控制模块300。

在本发明的一个实施例中，角度检测模块100包括陀螺仪传感器110。

具体地，陀螺仪传感器110用于检测拍摄装置的相对运动角度信息，更具体地，根据陀螺仪传感器110检测到的相对运动角度信息可以获得拍摄装置的旋转角度。拍摄模块200用于拍摄拍摄装置当前对应的图像。控制模块300用于每当拍摄装置的旋转角度超过预设阈值之后，记录拍摄装置在第一方向的旋转角度并控制拍摄模块200拍摄多个第一图像，并在拍摄装置在第一方向旋转完成之后，根据记录的在第一方向的旋转角度对拍摄的多个第一图像进行拼接以生成第一方向全景图。

在本发明的一个实施例中，第一方向和第二方向的旋转角度为拍摄装置基于地球坐标的绝对位置和方位信息。具体地，如图6所示，基于地球坐标的绝对位置和方位信息是指拍摄装置的镜头指向的基于拍摄者的上下前后左右各个方向的绝对角度值。

具体地，第一方向和第二方向的旋转角度通过陀螺仪传感器110获得。如图4所示，陀螺仪传感器110输出的是以拍摄装置自身的三维坐标轴轴向为旋转轴旋转的角速度信息，假设陀螺仪传感器110输出的拍摄装置沿三维坐标轴方向上的角速度分别为w_x、w_y、w_z，检测周期为t，则通过角速度对时间积分计算即可得到拍摄装置相对初始状态的沿各个三维坐标轴旋转的角度值A_x、A_y、A_z，具体如下式所示，

$\left\{\begin{array}{c}{A}_x=\mathrm{\Σ}{w}_x\·t\\ A_y=\mathrm{\Σ}{w}_y\·t\\ A_z=\mathrm{\Σ}{w}_z\·t\end{array}\right..$

通过陀螺仪传感器110按照上述公式即可计算出拍摄装置在三维坐标轴方向上的旋转角度，这些角度信息是相对值，即拍摄者在具体的方位开始进行旋转拍摄，该方位的初始状态为0。

根据本发明实施例的拍摄装置，通过陀螺仪传感器110可以方便的获取到拍摄装置在三维坐标轴方向上的旋转角度，使得拍摄装置结构简单、成本低。

图9为本发明一个实施例的拍摄装置的结构框图。

如图9所示，根据本发明实施例的拍摄装置包括陀螺仪传感器110、加速度传感器120、磁感应传感器130、计算子模块140、拍摄模块200和控制模块300。

在本发明的一个实施例中，角度检测模块100还包括加速度传感器120、磁感应传感器130和计算子模块140。

具体地，陀螺仪传感器110用于检测拍摄装置的相对运动角度信息，更具体地，根据陀螺仪传感器110检测到的相对运动角度信息可以获得拍摄装置的旋转角度。加速度传感器120用于检测拍摄装置相对于重力线的倾角信息。磁感应传感器130用于检测拍摄装置相对于磁北极的倾角信息。计算子模块140用于根据陀螺仪传感器110获得的相对运动角度信息、加速度传感器120获得的拍摄装置相对于重力线的倾角信息及磁感应传感器130获得的拍摄装置相对于磁北极的倾角信息计算拍摄装置的基于地球坐标的绝对位置和方位信息。拍摄模块200用于拍摄拍摄装置当前对应的图像。控制模块300用于每当拍摄装置的旋转角度超过预设阈值之后，记录拍摄装置在第一方向的旋转角度并控制拍摄模块200拍摄多个第一图像，并在拍摄装置在第一方向旋转完成之后，根据记录的在第一方向的旋转角度对拍摄的多个第一图像进行拼接以生成第一方向全景图。

具体地，加速度传感器120用于检测拍摄装置相对于重力线的倾角信息。其中，加速度传感器120输出的是拍摄装置沿三维坐标轴轴向的线性加速度，如图5所示，假设为a_x、a_y、a_z，由于沿着地球表面垂直方向存在着地球引力的加速度g，因此拍摄装置相对地球静止的状态下可以通过g在拍摄装置各个三维坐标轴上的分量及加速度传感器输出的线性加速度在各个三维坐标轴上的分量计算得出拍摄装置相对于水平线在垂直方向上的倾角，即相对于重力线的倾角，具体如下式所示。

$\left\{\begin{array}{c}a=c=\arcsin (a_x/g)\\ b=\mathrm{\π}/2-a\end{array}\right.$

磁感应传感器130用于检测拍摄装置相对于磁北极的倾角信息。具体地，磁感应传感器130输出的是拍摄装置的三维坐标轴在水平面上相对于磁北极的偏转角度。

加速度传感器120与磁感应传感器130分别检测到的相对重力线的倾角和相对于磁北极的偏转角是基于地球坐标的绝对值，计算子模块140根据加速度传感器120获得的拍摄装置相对于重力线的倾角信息及磁感应传感器130获得的拍摄装置相对于磁北极的倾角信息对陀螺仪传感器获得的相对运动角度信息进行校正。

根据本发明实施例的拍摄装置，通过计算子模块可以得到更精确的基于地球坐标的绝对位置和方位信息，使得全景图的合成更加精确并且合成效率高。

在本发明的一个实施例中，控制模块300还用于在用户打开第一方向全景图、第二方向全景图和3D全景图中的任一个时，检测拍摄装置在第一方向和/或第二方向上的当前角度，以及根据第一方向和/或第二方向上的当前角度从对应的第一方向全景图、第二方向全景图或3D全景图中获取当前角度所对应的图像，并显示给用户。

根据本发明实施例的拍摄装置，可以通过平面或者3D立体方式将全景图显示给用户，提升用户体验，并且用户可以根据全景图在第一方向和/或第二方向上的当前角度获得其对应的图像，方便用户浏览。

另外，本发明的实施例还提出一种电子装置。根据本发明实施例的电子设备包括本发明实施例的拍摄装置。

在本发明的实施例中，电子装置可以为摄像机，也可以为移动终端，其中移动终端可以是手机、平板电脑、个人数字助理、电子书等具有各种操作系统的硬件设备。

例如，根据本发明实施例的电子设备如移动终端，由于集成了本发明实施例的拍摄装置，用户可以随时方便拍摄3D全景图，用户只需手持移动终端原地旋转一周并上下旋转拍摄后即能自动生成3D全景图并即时在移动终端上浏览到。

根据本发明实施例的电子设备，通过增加本发明实施例的拍摄装置，可以同时记录旋转角度和拍摄图像，成本低、方便操作且用户体验好，同时根据旋转角度和拍摄的图像生成全景图，无需复杂的计算过程，进一步降低该装置的成本，且全景图的合成效率高、精确度高。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (11)

1.一种全景图拍摄方法，其特征在于，包括以下步骤：

以第一方向旋转拍摄装置，同时检测所述拍摄装置的旋转角度；

每当所述拍摄装置的旋转角度超过预设阈值之后，记录所述拍摄装置在所述第一方向的旋转角度并控制所述拍摄装置拍摄第一图像；

当所述拍摄装置在所述第一方向旋转完成之后，根据记录的在所述第一方向的旋转角度对拍摄的多个第一图像进行拼接以生成第一方向全景图；

以第二方向旋转所述拍摄装置，并记录所述拍摄装置在所述第二方向的旋转角度并控制所述拍摄装置拍摄多个第二图像，其中，所述第二方向所在的平面垂直与所述第一方向所在的平面；

根据记录的在所述第二方向的旋转角度对拍摄的多个第二图像进行拼接以生成第二方向全景图；以及

根据所述第一方向全景图和所述第二方向全景图生成3D全景图。

2.如权利要求1所述的全景图拍摄方法，其特征在于，在所述第一方向和第二方向的旋转角度通过陀螺仪传感器获得。

3.如权利要求2所述的全景图拍摄方法，其特征在于，在所述第一方向和第二方向的旋转角度为所述拍摄装置基于地球坐标的绝对位置和方位信息。

4.如权利要求3所述的全景图拍摄方法，其特征在于，所述拍摄装置的基于地球坐标的绝对位置和方位信息根据所述陀螺仪传感器获得的相对运动角度信息、加速度传感器获得的所述拍摄装置相对于重力线的倾角信息及磁感应传感器获得的所述拍摄装置相对于磁北极的倾角信息计算得到。

5.如权利要求1-4任一项所述的全景图拍摄方法，其特征在于，还包括：

在用户打开所述第一方向全景图、所述第二方向全景图和所述3D全景图中的任一个时，检测所述拍摄装置在所述第一方向和/或第二方向上的当前角度；

根据所述第一方向和/或第二方向上的当前角度从对应的所述第一方向全景图、所述第二方向全景图或所述3D全景图中获取当前角度所对应的图像，并显示给所述用户。

6.一种拍摄装置，其特征在于，包括：

角度检测模块，用于检测拍摄装置的旋转角度；

拍摄模块，用于拍摄所述拍摄装置当前对应的图像；以及

控制模块，用于每当所述拍摄装置的旋转角度超过预设阈值之后，记录所述拍摄装置在第一方向的旋转角度并控制所述拍摄模块拍摄第一图像，并在所述拍摄装置在所述第一方向旋转完成之后，根据记录的在所述第一方向的旋转角度对拍摄的多个第一图像进行拼接以生成第一方向全景图，以及记录所述拍摄装置在第二方向的旋转角度并控制所述拍摄模块拍摄多个第二图像，并根据记录的在所述第二方向的旋转角度对拍摄的多个第二图像进行拼接以生成第二方向全景图，以及根据所述第一方向全景图和所述第二方向全景图生成3D全景图，其中，所述第二方向所在的平面垂直与所述第一方向所在的平面。

7.如权利要求6所述的拍摄装置，其特征在于，所述角度检测模块包括：

陀螺仪传感器，用于检测所述拍摄装置的相对运动角度信息。

8.如权利要求7所述的拍摄装置，其特征在于，在所述第一方向和第二方向的旋转角度为所述拍摄装置基于地球坐标的绝对位置和方位信息。

9.如权利要求8所述的拍摄装置，其特征在于，所述角度检测模块还包括：

加速度传感器，用于检测所述拍摄装置相对于重力线的倾角信息；

磁感应传感器，用于检测所述拍摄装置相对于磁北极的倾角信息；以及

计算子模块，用于根据所述陀螺仪传感器获得的相对运动角度信息、加速度传感器获得的所述拍摄装置相对于重力线的倾角信息及磁感应传感器获得的所述拍摄装置相对于磁北极的倾角信息计算所述拍摄装置的基于地球坐标的绝对位置和方位信息。

10.如权利要求6所述的拍摄装置，其特征在于，所述控制模块还用于在用户打开所述第一方向全景图、所述第二方向全景图和所述3D全景图中的任一个时，检测所述拍摄装置在所述第一方向和/或第二方向上的当前角度，以及根据所述第一方向和/或第二方向上的当前角度从对应的所述第一方向全景图、所述第二方向全景图或所述3D全景图中获取当前角度所对应的图像，并显示给所述用户。

11.一种电子设备，其特征在于，具有如权利要求6-10任一项所述的拍摄装置。