CN105959620A - 一种全景视频的同步显示方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全景视频的同步显示方法及设备，该方法包括：采集设备将获取到的同步多路视频数据传输给处理设备，处理设备对同步多路视频数据进行共同特征筛选，提取特征点进行匹配并将具有重叠区域的图像进行拼接形成全景图像，处理设备将生成的全景图片转换为适配于各种不同显示设备的格式并以压缩数据包的形式发送给显示设备，以此来将实时采集到的全景视频数据展示在显示设备上，从而在节省硬件资源和设备复杂程度的情况下实现实时全景视频数据在采集设备和终端设备之间的同步显示。

Description

一种全景视频的同步显示方法及设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种全景视频的同步显示方法。本发明同时还涉及一种全景视频的同步显示设备。
背景技术
实景导游导览技术是近年来兴起的一种展示技术，该技术包含了极其丰富的环境场景内容信息，通过移动终端设备、VR虚拟现实设备都可以让体验者身临其境感受各种真实场景。
在现有的技术方案中，一般都是用多个相机作为采集设备，对素材进行采集后将素材拼接成全景图，随后用软件或者程序代码对全景图进行控制，使使用者能够通过相关的设备(例如Pc或移动设备)进行720°的浏览观看。
为了给使用者带来更好的体验，近几年来出现的很多相关产品对浏览观看模式进行了改进，丰富场景中的内容，给浏览者传递更多有用的信息，诸如加入与场景契合度很高的图片、flash、音频、视频等，使其更能真实还原整个场景。
然而，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在着以下几点问题：
1、使用者所观看的视频数据都是采集设备事先录制好的，而不是采集设备实时采集的视频数据；
2、现有的全景视频数据采集拼接方案比较复杂，对于处理设备的性能以及资源要求很高；
由此可见，如何在节省硬件资源以及减少设备复杂度的情况下，在使用者的终端设备以及采集设备之间实现全景视频的同步显示，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种全景视频的同步显示方法，用以解决现有技术中在采集设备以及终端设备之间实时显示全景视频消耗资源过多、设备复杂的技术问题。所述方法应用于包括采集设备、处理设备以及显示设备的全景系统中，所述采集设备与所述处理设备通过多路视频通道连接，该方法包括：
所述处理设备通过所述多路视频通道从所述采集设备获取多个同步视频数据；
所述处理设备在各所述视频数据的每一帧图像中提取具有共同特征的待拼接图像的特征点；
所述处理设备根据所述特征点将所述待拼接图像拼接为全景图像；
所述处理设备根据各所述视频数据的每一帧待拼接图像对应的全景图像生成全景视频；
所述处理设备将所述全景视频携带在数据包内发送至所述显示设备，以使所述显示设备在将所述数据包进行球状还原后展示所述全景视频。
优选地，在所述处理设备通过所述多路视频通道从所述采集设备获取多个同步视频数据之后，还包括：
所述处理设备对各所述视频数据的每一帧图像进行预处理，所述预处理包括色彩转换以及图像增强；
所述处理设备在进行所述预处理之后的的图像中筛选具有共同特征的图像，并将筛选出的图像作为待拼接图像。
优选地，所述处理设备根据所述特征点将所述待拼接图像拼接为全景图像，具体为：
所述处理设备将各所述待拼接图像的特征点进行匹配；
所述处理设备根据已匹配的特征点确定各所述待拼接图像的重叠区域；
所述处理设备根据各所述待拼接图像的重叠区域将所述待拼接图像拼接为全景图像。
优选地，所述处理设备根据已匹配的特征点确定各所述待拼接图像的重叠区域，具体为：
所述处理设备确定当前待拼接图像的已匹配的特征点在其他待拼接图像的匹配点；
所述处理设备判断所述匹配点是否在所述其他拼接图像之内；
若是，确定所述特征点所在的区域为所述重叠区域。
优选地，在所述处理设备将各所述待拼接图像的特征点进行匹配之后，还包括：
对所述待拼接图像进行差异排除，去除无法进行拼接的图像。
优选地，所述处理设备将所述全景视频携带在数据包内发送至所述显示设备，具体为：
所述处理设备输出所述全景视频，并对输出的全景视频依次进行视频转换处理以及压缩转换处理为所述数据包；
所述处理设备将所述数据包发送至所述显示设备。
相应的，本申请还提出了一种服务器，所述服务器作为处理设备应用于包括采集设备、处理设备以及显示设备的全景系统中，所述采集设备与所述处理设备通过多路视频通道连接，该服务器包括：
获取模块，通过所述多路视频通道从所述采集设备获取多个同步视频数据；
提取模块，在各所述视频数据的每一帧图像中提取具有共同特征的待拼接图像的特征点；
拼接模块，根据所述特征点将所述待拼接图像拼接为全景图像；
生成模块，根据各所述视频数据的每一帧待拼接图像对应的全景图像生成全景视频；
发送模块，将所述全景视频携带在数据包内发送至所述显示设备，以使所述显示设备在将所述数据包进行球状还原后展示所述全景视频。
优选地，所述服务器还包括：
预处理模块，对各所述视频数据的每一帧图像进行预处理，所述预处理包括色彩转换以及图像增强；
筛选模块，在进行所述预处理之后的的图像中筛选具有共同特征的图像，并将筛选出的图像作为待拼接图像。
优选地，所述拼接模块具体包括：
匹配子模块，将各所述待拼接图像的特征点进行匹配；
确定子模块，根据已匹配的特征点确定各所述待拼接图像的重叠区域；
拼接子模块，根据各所述待拼接图像的重叠区域将所述待拼接图像拼接为全景图像。
优选地，所述确定子模块具体用于：
确定当前待拼接图像的已匹配的特征点在其他待拼接图像的匹配点；
判断所述匹配点是否在所述其他拼接图像之内；
若是，确定所述特征点所在的区域为所述重叠区域。
优选地，所述拼接模块还包括：
差异排除子模块，对所述待拼接图像进行差异排除，去除无法进行拼接的图像。
优选地，所述发送模块具体包括：
输出子模块，输出所述全景视频；
转换子模块，对输出的全景视频依次进行视频转换处理；
压缩子模块，压缩经过转换处理视频为所述数据包；
发送子模块，将所述数据包发送至所述显示设备。
通过应用以上技术方案，采集设备将获取到的同步多路视频数据传输给处理设备，处理设备对同步多路视频数据进行共同特征筛选，提取特征点进行匹配并将具有重叠区域的图像进行拼接形成全景图像，处理设备将生成的全景图片转换为适配于各种不同显示设备的格式并以压缩数据包的形式发送给显示设备，以此来将实时采集到的全景视频数据展示在显示设备上，从而在节省硬件资源和设备复杂程度的情况下实现实时全景视频数据在采集设备和终端设备之间的同步显示。
附图说明
图1为本申请提出的一种全景视频同步显示方法的流程示意图；
图2为本申请的具体实施例所提出的一种全景视频同步显示方法的流程示意图；
图3为本申请具体实施例中提出的数据内容采集部分流程示意图；
图4为本申请具体实施例中提出的数据内容处理部分流程示意图；
图5为本申请具体实施例中提出的数据内容展示部分流程示意图；
图6为本申请提出的一种全景视频同步显示设备的流程示意图。
具体实施方式
有鉴于现有技术中存在的问题，本申请提供了一种全景视频的同步显示方法，通过将所述采集设备与所述处理设备通过多路视频通道连接，由所述处理设备将采集到的全景视频数据进行处理并携带在数据包内发送至所述显示设备，以此来将实时采集到的全景视频数据展示在显示设备上，从而实现实时全景视频数据在采集设备和终端设备之间的同步显示。
如图1所示，为本申请提出的全景视频同步显示方法的流程示意图，包括以下步骤：
S101，所述处理设备通过所述多路视频通道从所述采集设备获取多个同步视频数据。
具体的，所述处理设备从所述采集设备获取多个同步视频数据的过程，具体包括但不限于如下方式，所述处理设备通过多路视频通道接收所述采集设备实时获取的视频数据信息。其中，所述采集设备包括但不限于摄像机、录像机、DV机以及一些常用的视频采集终端等。
所述处理设备对收到的实时视频数据的每一帧图像进行色彩转换以及图像增强的预处理，对于预处理之后的图像进行筛选，筛选出具有共同图像特征的图像，将筛选出来的作为待拼接的图像，也就是说，将具有共同图像特征的图像筛选之后进行拼接，可以有效减少每一帧图像之间连接不匹配情况的发生，进一步保证之后视频数据的无缝拼接可以达到很好的效果。
S102，所述处理设备在各所述视频数据的每一帧图像中提取具有共同特征的待拼接图像的特征点。
由于仅仅通过对共同特征的比对无法准确的将待拼接的图片进行拼接，所以需要对初步筛选过的图像进行进一步的特征点提取。
具体的，所述处理设备通过特定算法对经过预处理筛选过的，具有共同特征的图像进行进一步的特征点的提取，提取出的特征点用于图像拼接时特征点的匹配。
S103，所述处理设备根据所述特征点将所述待拼接图像拼接为全景图像。
具体的，处理设备将提取出特征点的待拼接图像进行特征点的匹配，采用最近相邻匹配法以及随机抽样一致性匹配算法对于匹配率过低的待拼接图像进行差异排除，去除无法进行拼接的图像，经过再一次的筛选之后根据已经匹配的特征点确定每一帧待拼接图像的重叠区域范围，也就是说处理设备首先确定当前待拼接图像已经匹配的特征点在其他待拼接图像中对应的匹配点，之后处理设备再进行判断找到的匹配点是否在所述的其他待拼接图像内部，如果在，就可以确定特征点所在的区域就是重叠区域
S104，所述处理设备根据各所述视频数据的每一帧待拼接图像对应的全景图像生成全景视频。
由于终端显示设备支持的视频格式各有不同，所以要把拼接完成的全景图像转换成终端显示设备可以支持的视频格式。
具体的，处理设备将经过拼接的全景图像进行压缩转换，将全景图片转换成适用于不同终端的不同格式的全景视频。
S105，所述处理设备将所述全景视频携带在数据包内发送至所述显示设备，以使所述显示设备在将所述数据包进行球状还原后展示所述全景视频。
具体的，处理设备将经过转换压缩的数据包发送至对应适配的显示设备，这里的数据包的传输方式包括但不限于现在常用的WiFi、蓝牙以及其他常用的数据传输方式；显示设备将压缩的数据包进行球状还原，使矩阵变形数据矫正为平面数据，从而完成对全景视频的展示并且对已播放展示的内容进行同步存储。
由此可见，通过应用以上技术方案，采集设备将获取到的同步多路视频数据传输给处理设备，处理设备对同步多路视频数据进行共同特征筛选，提取特征点进行匹配并将具有重叠区域的图像进行拼接形成全景图像，处理设备将生成的全景图片转换为适配于各种不同显示设备的格式并以压缩数据包的形式发送给显示设备，以此来将实时采集到的全景视频数据展示在显示设备上，从而在节省硬件资源和设备复杂程度的情况下实现实时全景视频数据在采集设备和终端设备之间的同步显示。
为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合具体的应用场景，对本发明的技术方案进行说明。
如图2所示，为本申请优选地具体实施例，该具体实施例一共包含有三部分流程，分别是数据内容采集部分，数据内容处理部分，数据内容展示部分。各流程的作用如下：
数据内容采集部分：通过专业的全景数据采集设备，方便快捷输入到视频拼接盒中；
数据内容转换部分：通过视频拼接盒对海量的数据进行无缝拼接处理，压缩转换输出各种终端适用格式；
数据内容展示部分：通过WiFi或者蓝牙接收视频拼接盒转换后的数据，内置HTML5播放器或者针对开发的设备播放器，对数据内容进行定制化展示。
具体的，每一个部分的实现流程如下：
如图3所示，为该具体实施例的数据内容采集部分，包括以下步骤：
步骤301：将采集设备与计算机连接，做数据传输和控制；
步骤302：采集设备与GPS信号同步，对采集的区域做地理位置校正；
步骤303：通过串口数据将GPS与计算机同步，保证GPS数据跟计算机一致；
步骤304：通过外置告诉海量存储设备对计算机采集到的数据及信息进行有序的排列存储；
步骤305：通过特制的持续供电系统，解决长时间数据采集的问题。
如图4所示，为该具体实施例的数据内容处理部分，包括以下步骤：
步骤401：获取同步多路视频数据；
步骤402：对同一时刻的帧图像进行预处理：把彩色图像变成256灰度的灰度图像，并采用直方图均衡方法对图像进行增强处理；
步骤403：采用特定算法进行对应帧特征点的提取；
步骤404：采用最近相邻匹配法、随机抽样一致性匹配算法对视频图像对应帧的特征点对进行匹配；
步骤405：确定拼接图像的重叠区域；按照图像的透视映射关系，根据单应性矩阵得到保留特征点在另一对应帧图像的匹配点；如果计算出的匹配点没有落在图像内，说明这一点并不在两幅图像的重叠区内；
步骤406：根据最有的单应性矩阵进行后续视频帧场景的拼接；
步骤407：输出拼接后的视频；
步骤408：转换输出后的视频；
步骤409：压缩转换后的视频；
步骤410：传输压缩后的视频。
如图5所示，为该具体实施例的数据内容展示部分，包括以下步骤：
步骤501：终端通过WiFi或者蓝牙接收传输过来的数据后，播放器对数据进行球状还原，使矩阵变形数据矫正为平面数据；
步骤502：对数据内容进行排序，播放窗口优先加载渲染；
步骤503：对数据内容进行亮度、清晰度、饱和度等参数进行设置；
步骤504：对数据内容进行同步矫正，减小延迟；
步骤505：对已播放展示的内容进行同步存储。
通过应用以上技术方案，采集设备将获取到的同步多路视频数据传输给处理设备，处理设备对同步多路视频数据进行共同特征筛选，提取特征点进行匹配并将具有重叠区域的图像进行拼接形成全景图像，处理设备将生成的全景图片转换为适配于各种不同显示设备的格式并以压缩数据包的形式发送给显示设备，以此来将实时采集到的全景视频数据展示在显示设备上，从而在节省硬件资源和设备复杂程度的情况下实现实时全景视频数据在采集设备和终端设备之间的同步显示。
在此需要说明的是，以上具体的应用场景的内容仅为本申请优选实施例提出的示例，在此基础上还可以包括更多的应用领域，从而使得本技术方案具有更广泛的应用，这些改进都属于本发明的保护范围。
为达到以上技术目的，本申请还公开了一种服务器，所述服务器作为处理设备应用于包括采集设备、处理设备以及显示设备的全景系统中，所述采集设备与所述处理设备通过多路视频通道连接，如图6所示，该服务器具体包括：
获取模块610，通过所述多路视频通道从所述采集设备获取多个同步视频数据；
提取模块620，在各所述视频数据的每一帧图像中提取具有共同特征的待拼接图像的特征点；
拼接模块630，根据所述特征点将所述待拼接图像拼接为全景图像；
生成模块640，根据各所述视频数据的每一帧待拼接图像对应的全景图像生成全景视频；
发送模块650，将所述全景视频携带在数据包内发送至所述显示设备，以使所述显示设备在将所述数据包进行球状还原后展示所述全景视频。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施场景所述的方法。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种全景视频的同步显示方法，其特征在于，所述方法应用于包括采集设备、处理设备以及显示设备的全景系统中，所述采集设备与所述处理设备通过多路视频通道连接，该方法包括：
所述处理设备通过所述多路视频通道从所述采集设备获取多个同步视频数据；
所述处理设备在各所述视频数据的每一帧图像中提取具有共同特征的待拼接图像的特征点；
所述处理设备根据所述特征点将所述待拼接图像拼接为全景图像；
所述处理设备根据各所述视频数据的每一帧待拼接图像对应的全景图像生成全景视频；
所述处理设备将所述全景视频携带在数据包内发送至所述显示设备，以使所述显示设备在将所述数据包进行球状还原后展示所述全景视频。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述处理设备通过所述多路视频通道从所述采集设备获取多个同步视频数据之后，还包括：
所述处理设备对各所述视频数据的每一帧图像进行预处理，所述预处理包括色彩转换以及图像增强；
所述处理设备在进行所述预处理之后的的图像中筛选具有共同特征的图像，并将筛选出的图像作为待拼接图像。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理设备根据所述特征点将所述待拼接图像拼接为全景图像，具体为：
所述处理设备将各所述待拼接图像的特征点进行匹配；
所述处理设备根据已匹配的特征点确定各所述待拼接图像的重叠区域；
所述处理设备根据各所述待拼接图像的重叠区域将所述待拼接图像拼接为全景图像。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述处理设备根据已匹配的特征点确定各所述待拼接图像的重叠区域，具体为：
所述处理设备确定当前待拼接图像的已匹配的特征点在其他待拼接图像的匹配点；
所述处理设备判断所述匹配点是否在所述其他拼接图像之内；
若是，确定所述特征点所在的区域为所述重叠区域。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述处理设备将各所述待拼接图像的特征点进行匹配之后，还包括：
对所述待拼接图像进行差异排除，去除无法进行拼接的图像。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理设备将所述全景视频携带在数据包内发送至所述显示设备，具体为：
所述处理设备输出所述全景视频，并对输出的全景视频依次进行视频转换处理以及压缩转换处理为所述数据包；
所述处理设备将所述数据包发送至所述显示设备。
7.一种服务器，其特征在于，所述服务器作为处理设备应用于包括采集设备、处理设备以及显示设备的全景系统中，所述采集设备与所述处理设备通过多路视频通道连接，该服务器包括：
获取模块，通过所述多路视频通道从所述采集设备获取多个同步视频数据；
提取模块，在各所述视频数据的每一帧图像中提取具有共同特征的待拼接图像的特征点；
拼接模块，根据所述特征点将所述待拼接图像拼接为全景图像；
生成模块，根据各所述视频数据的每一帧待拼接图像对应的全景图像生成全景视频；
发送模块，将所述全景视频携带在数据包内发送至所述显示设备，以使所述显示设备在将所述数据包进行球状还原后展示所述全景视频。
8.如权利要求7所述服务器，其特征在于，还包括：
预处理模块，对各所述视频数据的每一帧图像进行预处理，所述预处理包括色彩转换以及图像增强；
筛选模块，在进行所述预处理之后的的图像中筛选具有共同特征的图像，并将筛选出的图像作为待拼接图像。
9.如权利要求7所述服务器，其特征在于，所述拼接模块具体包括：
匹配子模块，将各所述待拼接图像的特征点进行匹配；
确定子模块，根据已匹配的特征点确定各所述待拼接图像的重叠区域；
拼接子模块，根据各所述待拼接图像的重叠区域将所述待拼接图像拼接为全景图像。
10.如权利要求9所述服务器，其特征在于，所述确定子模块具体用于：
确定当前待拼接图像的已匹配的特征点在其他待拼接图像的匹配点；
判断所述匹配点是否在所述其他拼接图像之内；
若是，确定所述特征点所在的区域为所述重叠区域。
11.如权利要求9所述服务器，其特征在于，还包括：
差异排除子模块，对所述待拼接图像进行差异排除，去除无法进行拼接的图像。
12.如权利要求7所述服务器，其特征在于，所述发送模块具体包括：
输出子模块，输出所述全景视频；
转换子模块，对输出的全景视频依次进行视频转换处理；
压缩子模块，压缩经过转换处理视频为所述数据包；
发送子模块，将所述数据包发送至所述显示设备。
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