CN103281484A

CN103281484A - 十亿像素视频采集装置

Info

Publication number: CN103281484A
Application number: CN2013102404096A
Authority: CN
Inventors: 戴琼海; 梁鼎; 刘烨斌
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2013-09-04

Abstract

本发明提出一种十亿像素视频采集装置，包括：主透镜；相机阵列，相机阵列呈球面分布，球心位置为主透镜所在处，相机阵列包括阵列支架和多个相机单元，其中阵列支架具有多个圆孔，圆孔用于安置固定相机单元。本发明将多个相机单元摆放成阵列，前端通过主透镜将场景投射到每个相机镜头，每个相机单元作为一个单元采集到画面的一部分，通过软件合成为完整的高达十亿分辨率的画面，实时呈现在屏幕上，并通过放大和缩小可以看到详细的局部和广阔的视角，解决了视场角和分辨率的矛盾，具有视场角大、分辨率高的优点。

Description

十亿像素视频采集装置

技术领域

本发明属于光学成像、数字图像处理领域，具体涉及一种十亿像素视频采集装置。

背景技术

全景拼接是指通过相机对同一场景的不同局部拍摄一组照片，然后合成为一幅大幅照片的技术。全景拼接技术解决了普通照片分辨率小、视野局限的问题。

全景照片的制作一般需要一部相机、三脚架或云台、全景拼接软件。将相机固定于云台，每拍一张照片移动一定角度，使新的画面与上一张照片有部分重叠即可，一般采用按行扫描的方法，拍摄n行m列张照片，通过Adobe photoshop、Microsoft ICE等商业软件进行后期处理合成一张完整的照片。

以往全景成像局限于照片拍摄，只适合静态场景的拍摄，当画面中有运动目标，例如拍摄人民大会堂开会全景，有人会出现在连续拍摄的两张图片中，而他的动作很可能是不一样的，从而造成拼接错误，而且全景照片不像视频能提供更多的信息，此外，全景拼接是一项耗时费力的工作，制作一幅全景照片往往需要几十分钟拍摄以及复杂的后期处理。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的目的在于提出一种视场角大、分辨率高的十亿像素视频采集装置。

为实现上述目的，根据本发明实施例的十亿像素视频采集装置，包括：主透镜；和相机阵列，所述相机阵列呈球面分布，球心位置为所述主透镜所在处，所述相机阵列包括阵列支架和多个相机单元，其中所述阵列支架具有多个圆孔，所述圆孔用于安置固定所述相机单元。

在本发明的一个实施例中，所述主透镜直径为12cm,厚度为12cm。

在本发明的一个实施例中，所述阵列支架为半径30cm的球面，所述阵列支架上分布有107个圆孔。

在本发明的一个实施例中，所述相机单元的数目小于或等于所述圆孔的数目。

在本发明的一个实施例中，所述相机单元具有USB3.0接口，用于视频图像输出。

在本发明的一个实施例中，所述相机单元的分辨率为800-1200万像素。

综上所述，本发明将超过100个相机摆放成阵列，前端通过透镜将场景投射到每个相机镜头，每个相机作为一个单元采集到画面的一部分，通过软件合成为完整的高达10亿分辨率的画面，实时呈现在屏幕上，并通过放大和缩小可以看到详细的局部和广阔的视角，解决了视场角和分辨率的矛盾，具有视场角大、分辨率高的优点。

本发明的附加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

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的十亿像素视频采集装置的结构框图；

图2是根据本发明实施例的十亿像素视频采集装置的光路示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，根据本发明实施例的十亿像素视频采集装置，包括：主透镜1和相机阵列2。其中相机阵列2呈球面分布，球心位置为主透镜1所在处。相机阵列2进一步包括阵列支架21和多个相机单元22，其中阵列支架21具有多个圆孔，该圆孔用于安置固定相机单元22。

本发明的工作原理如图2所示，是本发明的十亿像素视频采集装置的光学元件的光路的简化示意图。位于左侧的元件为主透镜1，位于右侧的元件为相机阵列，在实际的系统中，由于相机单元22镜头孔径远小于主透镜1孔径，故可视为微透镜。即，每个微透镜及其成像平面代表一个相机单元。其中，主透镜1用于对大视角范围和远距离的景物成像，像点位于透镜的焦平面附近。相机单元22位于主透镜1之后，以球面方式排布，形成相机阵列2，对主透镜1所成的像进行二次采集。相机22孔径远小于主透镜1孔径，每个相机22所成的像均为局部成像。

在本发明的一个实施例中，主透镜1直径为12cm,厚度为12cm。

在本发明的一个实施例中，阵列支架2为半径30cm的球面，该阵列支架2上分布有107个圆孔。

在本发明的一个实施例中，相机单元22的数目小于或等于圆孔的数目。换言之，相机单元22不一定要填满所有圆孔，其数目和排列方式可根据实际需要而定，当全部圆孔均安装相机进行采集时可以达到本装置的最大成像能力。

在本发明的一个实施例中，相机单元22具有USB3.0接口，用于视频图像输出。

在本发明的一个实施例中，相机单元22的分辨率为800-1200万像素。

综上，本发明将超过100个相机摆放成阵列，前端通过透镜将场景投射到每个相机镜头，每个相机作为一个单元采集到画面的一部分，通过软件合成为完整的高达10亿分辨率的画面，实时呈现在屏幕上，并通过放大和缩小可以看到详细的局部和广阔的视角，解决了视场角和分辨率的矛盾，具有视场角大、分辨率高的优点。

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。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种十亿像素视频采集装置，其特征在于，包括：

主透镜；

相机阵列，所述相机阵列呈球面分布，球心位置为所述主透镜所在处，所述相机阵列包括阵列支架和多个相机单元，其中所述阵列支架具有多个圆孔，所述圆孔用于安置固定所述相机单元。

2.如权利要求1所述的十亿像素视频采集装置，其特征在于，所述主透镜直径为12cm,厚度为12cm。

3.如权利要求1所述的十亿像素视频采集装置，其特征在于，所述阵列支架为半径30cm的球面，所述阵列支架上分布有107个圆孔。

4.如权利要求1所述的十亿像素视频采集装置，其特征在于，所述相机单元的数目小于或等于所述圆孔的数目。

5.如权利要求1所述的十亿像素视频采集装置，其特征在于，所述相机单元具有USB3.0接口，用于视频图像输出。

6.如权利要求1所述的十亿像素视频采集装置，其特征在于，所述相机单元的分辨率为800-1200万像素。