CN104869313A - 一种全景图像的拍摄方法及全景图像侦测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全景图像的拍摄方法，包括以下步骤：(1)对n个摄像头进行初始化，n≥2；(2)n个摄像头进行循环轮转式拍摄：每个拍摄循环周期分为n个工作时间段，第i个时间段内，只有第i个摄像头处于工作状态；在第i个摄像头工作的同时，对第i个摄像头拍摄到的图像进行实时处理，并传输至显示终端；1≤i≤n。本发明还公开了实现上述全景图像的拍摄方法的全景图像侦测系统。本发明在任意时刻只处理一个摄像头的数据，大大减少了要处理的图像数据，使整个系统的运行速度加快。
Description
技术领域
本发明涉及视频监控领域，特别涉及一种全景图像的拍摄方法及全景图像侦测系统。
背景技术
现如今视频采集设备已非常普遍,早已进入了每家每户。随着社会的发展与进步,人们对信息量的要求越来越高,也就是说对视频的广泛性及连续性的要求越来越高,然而仅仅靠单个采集设备监控环境,无论是在拍摄范围还是角度上具有其一定的局限性,往往希望能够把多个采集设备的视频图像合成完整的新视频图像。在现有的视频监控系统中，视频图像监控系统广泛应用于公共安全领域、军事侦测领域以及私人侦测领域等等。随着技术的发展，全景图像拼接理论、技术和方法是当前图像处理领域的一个研究热点，主要解决因成像设备的视角限制，不能直接拍摄到360度全景图像的问题。全景图像研究的进展对推动大地测绘、医学影像合成、军用全景成像作战支持系统，以及民用全景相机等技术的提升具有十分重要的现实意义和明显的工程应用前景。
在现有的多角度或全景图像监控系统中，通常是图像采集后，传输至中央处理器(例如服务器或个人电脑)，在中央服务器中利用软件处理图像数据并拼接采集的多个图像，再在显示器上显示拼接后的图像。在这个过程中，一方面对系统的数据传输能力要求很高，因为多角度或全景监控系统中传输的图像数据量是单一角度监控系统中的数倍。另一方面，要求该系统的实时处理图像数据的能力非常强，因为要同时处理多路摄像头的图像数据及拼接多幅图像。因此上述系统的功耗大和体积大。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种全景图像的拍摄方法，系统在任意时刻只处理一个摄像头的数据，大大减少了要处理的图像数据，使整个系统的运行速度加快。
本发明的另一目的在于提供实现上述全景图像的拍摄方法的全景图像侦测系统。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种全景图像的拍摄方法，包括以下步骤：
(1)对n个摄像头进行初始化,n≥2；
(2)n个摄像头进行循环轮转式拍摄：
每个拍摄循环周期分为n个工作时间段，第i个时间段内，只有第i个摄像头处于工作状态；在第i个摄像头工作的同时，对第i个摄像头拍摄到的图像进行实时处理，并传输至显示终端；1≤i≤n。
所述n为4，四个摄像头安装在球体的表面，均匀分布在通过球体的球心的圆的圆周上；每个摄像头的广角大于90度。
步骤(2)所述对第i个摄像头拍摄到的图像进行实时处理，具体为：
对第i个摄像头拍摄到的图像数据进行缓存，然后进行图像增强、快速中值滤波、图像二值化处理，再进行压缩与编码。
实现所述的全景图像的拍摄方法的全景图像侦测系统，包括n个摄像头、循环控制摄像头模块、SDRAM芯片、FPGA芯片和显示终端；
所述SDRAM芯片与n个摄像头连接，用于对摄像头采集到的图像进行缓存；
所述FPGA芯片包括SDRAM控制器、循环控制摄像头模块、图像分析与处理模块、图像压缩模块、图像编码模块、传输模块；所述SDRAM控制器、循环控制摄像头模块、图像分析与处理模块、图像压缩模块、图像编码模块、传输模块分别与系统总线连接；
所述SDRAM控制器与SDRAM芯片连接，用于驱动SDRAM芯片并将摄像头所采集到的图像数据存储在SDRAM芯片中；
所述循环控制摄像头模块与n个摄像头连接，用于控制n个摄像进行循环轮转式拍摄；
所述图像分析与处理模块用于对摄像头采集到的图像数据进行图像增强、快速中值滤波和图像二值化处理；
所述图像压缩模块用于对所述图像分析与处理模块处理后的图像数据进行压缩；
所述图像编码模块用于对压缩后的图像数据进行编码；
所述传输模块用于将编码后的图像数据传输至显示终端。
所述摄像头为网络摄像头。
所述传输模块为无线传输模块。
所述无线传输模块为wifi、蓝牙、3G或4G通信模块。
所述显示终端为带有WiFi功能的平板电脑或手机。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明通过对摄像头的控制，系统在任意时刻只处理一个摄像头的数据，大大减少了要处理的图像数据，使整个系统的运行速度加快；任何时刻都是只有一个摄像头在工作，其他三个摄像头都处于待工作状态，这样就大大节省了系统的功耗。
(2)本发明的四个摄像头装载在球体内，体积小，便于携带，抗震性好。
附图说明
图1为本发明的实施例的全景图像侦测系统的组成示意图。
图2为本发明的实施例的摄像头的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本实施例的全景图像侦测系统，包括4个摄像头、循环控制摄像头模块、SDRAM芯片、FPGA芯片和显示终端。所述SDRAM芯片与4个摄像头连接，用于对摄像头采集到的图像进行缓存；所述FPGA芯片包括SDRAM控制器、循环控制摄像头模块、图像分析与处理模块、图像压缩模块、图像编码模块、无线传输模块，所述SDRAM控制器、循环控制摄像头模块、图像分析与处理模块、图像压缩模块、图像编码模块、传输模块分别与系统总线连接；所述SDRAM控制器与SDRAM芯片连接，用于驱动SDRAM芯片并将摄像头所采集到的图像数据存储在SDRAM芯片中；所述循环控制摄像头模块与4个摄像头连接，用于控制4个摄像头进行循环轮转式拍摄；所述图像分析与处理模块用于对摄像头采集到的图像数据进行图像增强、快速中值滤波和图像二值化处理；所述图像压缩模块用于对所述图像分析与处理模块处理后的图像数据进行压缩；所述图像编码模块用于对压缩后的图像数据进行编码；所述无线传输模块用于将编码后的图像数据传输至显示终端。
如图2所示，本实施例的四个摄像头101～104安装在球体的表面，均匀分布在通过球体的球心的圆的圆周上；每个摄像头的广角大于90度；四个摄像头可以拍摄到360度的环境信息，可以无死角地侦测周围环境。
本实施例的摄像头为网络摄像头，网络摄像头传输出的图像数据能够直接被FPGA芯片识别，不需要其他的转换模块或转换芯片的图像采集模块。
所述无线传输模块为WiFi、蓝牙、3G或4G通信模块。
所述显示终端为带有WiFi功能的平板电脑或手机。
本实施例的全景图像的拍摄方法，包括以下步骤：
(1)对n个摄像头进行初始化，n＝4；
(2)n个摄像头进行循环轮转式拍摄：
每个拍摄循环周期分为n个工作时间段，第i个时间段内，只有第i个摄像头处于工作状态；在第i个摄像头工作的同时，对第i个摄像头拍摄到的图像进行实时处理，并传输至显示终端；1≤i≤n；实时处理具体为：对第i个摄像头拍摄到的图像数据进行缓存，然后进行图像增强、快速中值滤波、图像二值化处理，再进行压缩与编码。
本实施例的全景图像侦测系统的具体工作过程为：
通过四个网络摄像头对场景图像进行采集，并基于FPGA芯片对四个网络摄像头循环控制，使得只有一个摄像头处于工作状态，其余的摄像头处于待工作状态，比如一个循环周期为40ms，那么每个摄像头工作10ms。在第一个10ms内，摄像头101开始工作，FPGA芯片必须处理完摄像头101的图像数据，并传输至显示终端显示。摄像头101的图像，接下来使摄像头101处于待工作状态，开启摄像头102工作，FPGA芯片开始处理摄像头102的图像数据，然后就处理摄像头103、104的图像数据，一直按这样的工作顺序循环下去，因此FPGA任何时候只处理其中一个摄像头的数据，这样就减少了整个系统的传输数据量；然后将摄像头采集的图像数据缓存到SDRAM芯片，然后经过FPGA芯片进行数字图像分析与处理，图像分析与处理过程采用了图像增强、快速中值滤波、图像二值化算法，将处理后的图像数据进行压缩与编码，然后通过无线传输模块把图像数据传输出去，最后在终端显示，该系统能够实现全景视频监控，具有优质的显示效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种全景图像的拍摄方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对n个摄像头进行初始化，n≥2；
(2)n个摄像头进行循环轮转式拍摄：
每个拍摄循环周期分为n个工作时间段，第i个时间段内，只有第i个摄像头处于工作状态；在第i个摄像头工作的同时，对第i个摄像头拍摄到的图像进行实时处理，并传输至显示终端；1≤i≤n。
2.根据权利要求1所述的全景图像的拍摄方法，其特征在于，所述n为4，四个摄像头安装在球体的表面，均匀分布在通过球体的球心的圆的圆周上；每个摄像头的广角大于90度。
3.根据权利要求1所述的全景图像的拍摄方法，其特征在于，步骤(2)所述对第i个摄像头拍摄到的图像进行实时处理，具体为：
对第i个摄像头拍摄到的图像数据进行缓存，然后进行图像增强、快速中值滤波、图像二值化处理，再进行压缩与编码。
4.实现权利要求1～3任一项所述的全景图像的拍摄方法的全景图像侦测系统，其特征在于，包括n个摄像头、循环控制摄像头模块、SDRAM芯片、FPGA芯片和显示终端；
所述SDRAM芯片与n个摄像头连接，用于对摄像头采集到的图像进行缓存；
所述FPGA芯片包括SDRAM控制器、循环控制摄像头模块、图像分析与处理模块、图像压缩模块、图像编码模块、传输模块；所述SDRAM控制器、循环控制摄像头模块、图像分析与处理模块、图像压缩模块、图像编码模块、传输模块分别与系统总线连接；
所述SDRAM控制器与SDRAM芯片连接，用于驱动SDRAM芯片并将摄像头所采集到的图像数据存储在SDRAM芯片中；
所述循环控制摄像头模块与n个摄像头连接，用于控制n个摄像进行循环轮转式拍摄；
所述图像分析与处理模块用于对摄像头采集到的图像数据进行图像增强、快速中值滤波和图像二值化处理；
所述图像压缩模块用于对所述图像分析与处理模块处理后的图像数据进行压缩；
所述图像编码模块用于对压缩后的图像数据进行编码；
所述传输模块用于将编码后的图像数据传输至显示终端。
5.根据权利要求4所述的全景图像侦测系统，其特征在于，所述摄像头为网络摄像头。
6.根据权利要求4所述的全景图像侦测系统，其特征在于，所述传输模块为无线传输模块。
7.根据权利要求4所述的全景图像侦测系统，其特征在于，所述无线传输模块为WiFi、蓝牙、3G或4G通信模块。
8.根据权利要求4所述的全景图像侦测系统，其特征在于，所述显示终端为带有WiFi功能的平板电脑或手机。
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