CN106231192A - 一种图像采集方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像采集方法和装置，该方法包括：当数字图像设备在运动状态下采集图像时，在采集第一图像之前，获取所述数字图像设备的运动状态，并根据所述运动状态转动云台电机，以对所述数字图像设备进行反方向补偿；采集第一图像，并对所述第一图像进行数字图像处理，得到第二图像。通过本发明的技术方案，通过使用云台电机对数字图像设备进行反方向补偿，并对采集到的图像进行数字图像处理，在数字图像设备发生颠簸和晃动等情况时，得到拍照效果很好的图像，图像质量较好。数字图像设备同时使用云台电机和数字图像处理技术对图像进行矫正，能够矫正幅度较大的画面晃动，产生的画面质量高。由于只有一个云台电机，其体积小、一体化程度高。

Description

一种图像采集方法和装置

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像采集方法和装置。

背景技术

随着数字图像设备(如智能手机、数字照相机等)的普及，拍照功能已成为用户生活中不可缺少的一部分。很多情况下，数字图像设备需要在运动状态下进行拍照。例如，当用户跟随目标运动时，数字图像设备需要在运动状态下进行拍照；在将数字图像设备安装到航拍无人机上后，在航拍无人机的运动过程中，数字图像设备需要在运动状态下进行拍照；在将数字图像设备安装到自行车上后，在自行车的行进过程中，数字图像设备需要在运动状态下进行拍照。

目前，运动状态下进行拍照的场景层出不穷，但是由于运动过程中会发生颠簸和晃动等情况，因此会导致拍照效果很差，得到的图像或者视频质量较差。

发明内容

本发明提供一种图像采集方法，应用于数字图像设备，数字图像设备包括一个云台电机，当数字图像设备在运动状态下采集图像时，所述方法包括：

在采集第一图像之前，获取所述数字图像设备的运动状态，并根据所述运动状态转动所述云台电机，以对所述数字图像设备进行反方向补偿；

采集第一图像，并对所述第一图像进行数字图像处理，得到第二图像。

当所述数字图像设备是以X轴为中心进行运动的第一类设备时，所述云台电机的轴心与所述X轴同心；所述数字图像设备的运动状态包括数字图像设备在以X轴为中心的方向上的第一运动方向、第一运动角度、第一运动角速度；

所述根据所述运动状态转动所述云台电机的过程，具体包括：

利用所述第一运动方向确定所述云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动方向；利用所述第一运动角度确定所述云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动角度；利用所述第一运动角速度确定所述云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动角速度；利用所述第一转动方向、所述第一转动角度和所述第一转动角速度，在以X轴为中心的方向上转动所述云台电机。

所述对所述第一图像进行数字图像处理，得到第二图像的过程，具体包括：

获取所述数字图像设备在Y轴的第一移动角度和在Z轴的第二移动角度；

利用所述第一移动角度确定第一数量，并在向左或者向右的方向上，将所述第一图像平移所述第一数量个像素点；利用所述第二移动角度确定第二数量，并在向上或者向下的方向上，将所述第一图像平移所述第二数量个像素点；

将平移所述第一数量和所述第二数量个像素点的图像确定为第二图像。

当所述数字图像设备是以Y轴为中心进行运动的第二类设备时，所述云台电机的轴心与所述Y轴同心；所述数字图像设备的运动状态包括数字图像设备在以Y轴为中心的方向上的第二运动方向、第二运动角度、第二运动角速度；

所述根据所述运动状态转动所述云台电机的过程，具体包括：

利用所述第二运动方向确定所述云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动方向；利用所述第二运动角度确定所述云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动角度；利用所述第二运动角速度确定所述云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动角速度；利用所述第二转动方向、所述第二转动角度和所述第二转动角速度，在以Y轴为中心的方向上转动所述云台电机。

所述对所述第一图像进行数字图像处理，得到第二图像的过程，具体包括：

获取所述数字图像设备在Y轴的第三移动角度；利用所述第三移动角度确定第三数量，并在向左或者向右的方向上，将所述第一图像平移所述第三数量个像素点；将平移所述第三数量个像素点的图像确定为第二图像。

当所述数字图像设备是以Z轴为中心进行运动的第三类设备时，所述云台电机的轴心与所述Z轴同心；所述数字图像设备的运动状态包括数字图像设备在以Z轴为中心的方向上的第三运动方向、第三运动角度、第三运动角速度；

所述根据所述运动状态转动所述云台电机的过程，具体包括：

利用所述第三运动方向确定所述云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动方向；利用所述第三运动角度确定所述云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动角度；利用所述第三运动角速度确定所述云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动角速度；利用所述第三转动方向、所述第三转动角度和所述第三转动角速度，在以Z轴为中心的方向上转动所述云台电机。

所述对所述第一图像进行数字图像处理，得到第二图像的过程，具体包括：

获取所述数字图像设备在Z轴的第四移动角度；利用所述第四移动角度确定第四数量，并在向上或者向下的方向上，将所述第一图像平移所述第四数量个像素点；将平移所述第四数量个像素点的图像确定为第二图像。

本发明提供一种图像采集装置，应用于数字图像设备，数字图像设备包括一个云台电机，当数字图像设备在运动状态下采集图像时，所述装置包括：

第一处理模块，用于在采集第一图像之前，获取所述数字图像设备的运动状态，并根据所述运动状态转动所述云台电机，以对所述数字图像设备进行反方向补偿；第二处理模块，用于采集第一图像，并对所述第一图像进行数字图像处理，得到第二图像。

所述第一处理模块，具体用于在根据所述运动状态转动所述云台电机的过程中，当所述数字图像设备是以X轴为中心进行运动的第一类设备，所述云台电机的轴心与所述X轴同心，所述数字图像设备的运动状态包括所述数字图像设备在以X轴为中心的方向上的第一运动方向、第一运动角度、第一运动角速度时，利用所述第一运动方向确定所述云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动方向；利用所述第一运动角度确定所述云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动角度；利用所述第一运动角速度确定所述云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动角速度；利用所述第一转动方向、所述第一转动角度和所述第一转动角速度，在以X轴为中心的方向上转动所述云台电机；或者，

当所述数字图像设备是以Y轴为中心进行运动的第二类设备，所述云台电机的轴心与所述Y轴同心，所述数字图像设备的运动状态包括所述数字图像设备在以Y轴为中心的方向上的第二运动方向、第二运动角度、第二运动角速度时，利用所述第二运动方向确定所述云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动方向；利用所述第二运动角度确定所述云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动角度；利用所述第二运动角速度确定所述云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动角速度；利用所述第二转动方向、所述第二转动角度和所述第二转动角速度，在以Y轴为中心的方向上转动所述云台电机；或者，

当所述数字图像设备是以Z轴为中心进行运动的第三类设备，所述云台电机的轴心与所述Z轴同心，所述数字图像设备的运动状态包括所述数字图像设备在以Z轴为中心的方向上的第三运动方向、第三运动角度、第三运动角速度时，利用所述第三运动方向确定所述云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动方向；利用所述第三运动角度确定所述云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动角度；利用所述第三运动角速度确定所述云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动角速度；利用所述第三转动方向、所述第三转动角度和所述第三转动角速度，在以Z轴为中心的方向上转动所述云台电机。

所述第二处理模块，具体用于在对所述第一图像进行数字图像处理，得到第二图像的过程中，当所述数字图像设备是以X轴为中心进行运动的第一类设备时，获取所述数字图像设备在Y轴的第一移动角度和在Z轴的第二移动角度；利用所述第一移动角度确定第一数量，并在向左或者向右的方向上，将所述第一图像平移所述第一数量个像素点；利用所述第二移动角度确定第二数量，并在向上或者向下的方向上，将所述第一图像平移所述第二数量个像素点；将平移所述第一数量和所述第二数量个像素点的图像确定为第二图像；或者，

当所述数字图像设备是以Y轴为中心进行运动的第二类设备时，获取所述数字图像设备在Y轴的第三移动角度；利用所述第三移动角度确定第三数量，并在向左或者向右的方向上，将所述第一图像平移所述第三数量个像素点；将平移所述第三数量个像素点的图像确定为第二图像；或者，

当所述数字图像设备是以Z轴为中心进行运动的第三类设备时，获取所述数字图像设备在Z轴的第四移动角度；利用所述第四移动角度确定第四数量，并在向上或者向下的方向上，将所述第一图像平移所述第四数量个像素点；将平移所述第四数量个像素点的图像确定为第二图像。

基于上述技术方案，本发明实施例中，当数字图像设备在运动状态下采集图像时，通过使用云台电机对数字图像设备进行反方向补偿，并对采集到的图像进行数字图像处理，从而在数字图像设备发生颠簸和晃动等情况时，得到拍照效果很好的图像，图像质量较好。而且，数字图像设备可以同时使用云台电机和数字图像处理技术对图像进行矫正，能够矫正幅度较大的画面晃动，产生的画面质量高。而且，由于只有一个云台电机，其体积小、一体化程度高。

附图说明

为了更加清楚地说明本发明实施例或者现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或者现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施方式中的图像采集方法的流程图；

图2是本发明一种实施方式中的数字图像设备的三维运动模型示意图；

图3和图4是本发明一种实施方式中的云台电机和镜头模组的示意图；

图5是本发明一种实施方式中的数字图像设备的硬件结构图；

图6是本发明一种实施方式中的图像采集装置的结构图。

具体实施方式

在本发明使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而非限制本发明。本发明和权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，此外，所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在很多情况下，数字图像设备需要在运动状态下进行拍照，例如，当用户跟随目标运动时，数字图像设备需要在运动状态下进行拍照；在将数字图像设备安装到航拍无人机上后，在航拍无人机的运动过程中，数字图像设备需要在运动状态下进行拍照；在将数字图像设备安装到自行车上后，在自行车的行进过程中，数字图像设备需要在运动状态下进行拍照。在上述应用场景下，由于运动过程中会发生颠簸和晃动等情况，因此，需要对数字图像设备采集的图像进行修正，以得到质量较好的图像。为此，本发明实施例中提出一种图像采集方法，该方法可以应用于数字图像设备上，如智能手机、数字照相机等。

在一个例子中，数字图像设备可以只包括一个云台电机，并通过该云台电机控制数字图像设备进行转动。在控制数字图像设备转动的过程中，由于设备重量只包括数字图像设备和一个云台电机的重量，因此，可以配置一个体积较小的云台电机，并通过该云台电机驱动数字图像设备转动。而在另一个实现方式中，数字图像设备可以包括多个(如三个)云台电机，在控制数字图像设备转动的过程中，由于设备重量包括数字图像设备和三个云台电机的重量，因此，需要配置体积较大的云台电机，才能够通过各云台电机驱动数字图像设备转动，而体积较大的云台电机的重量会很大，从而进一步增加了设备总重量。

参见图1所示，为本发明实施例中提出的图像采集方法的流程图，当数字图像设备在运动状态下采集图像时，则该方法可以包括以下步骤：

步骤101，在采集第一图像之前，获取该数字图像设备的运动状态，并根据该运动状态转动云台电机，以对该数字图像设备进行反方向补偿。

步骤102，采集第一图像，并对第一图像进行数字图像处理，得到第二图像。

在一个例子中，数字图像设备的三维运动模型可以如图2所示，该数字图像设备在三维空间内有三个转动维度：1、以X轴为转轴的滚转(X轴指向前方/后方)。2、以Y轴为转轴的俯仰(Y轴指向左方/右方)。3、以Z轴为转轴的转头(Z轴指向上方/下方)。这三个维度的运动，通常需要进行纠正，而本发明实施例中，正是使用云台电机对一个维度的运动进行纠正，并使用数字图像处理技术进行进一步的纠正。与此相比，数字图像设备在另外三个方向的平动不需要进行纠正，这三个方向为前后平动、左右平动、上下平动。

在一个例子中，针对不同类型的数字图像设备，其处理方式不同。例如，当数字图像设备是以X轴为中心进行运动的第一类设备时，可以使用云台电机对X轴维度的运动进行纠正。或者，当数字图像设备是以Y轴为中心进行运动的第二类设备时，可以使用云台电机对Y轴维度的运动进行纠正。或者，当数字图像设备是以Z轴为中心进行运动的第三类设备时，可以使用云台电机对Z轴维度的运动进行纠正。此外，还可使用数字图像处理技术进行进一步的纠正。

在一个例子中，第一类设备是以X轴为中心进行运动的数字图像设备，如四旋翼无人机飞行拍摄时使用的数字图像设备，该数字图像设备以X轴为中心进行运动。在数字图像设备拍摄时，数字图像设备沿着X轴滚转维度的晃动，对画面质量的影响最大，因此，对数字图像设备拍摄时的图像，首先通过一个轴心与X轴同心的云台电机，来对滚转进行纠正。在补偿滚转的前提下，还可以通过数字图像处理技术，通过将每帧图像向上(向或下)平形移动、以及向左(或向右)平形移动，来对每帧图像进行修正。其中，平移的操作可以限制在整数像素的移动，这样就避免了计算负担，也保持了原有图像的锐度。

在一个例子中，第二类设备是以Y轴为中心进行运动的数字图像设备，如山地自行车的运动过程，由于存在很多起伏山坡，因此山地自行车拍摄时使用的数字图像设备，该数字图像设备以Y轴为中心进行运动。在数字图像设备拍摄时，数字图像设备沿着Y轴俯仰维度的晃动，对画面质量的影响最大，对数字图像设备拍摄时的图像，通过一个轴心与Y轴同心的云台电机，来对俯仰进行纠正。在补偿俯仰的前提下，还可以通过数字图像处理技术，通过将每帧图像向左(或向右)平形移动，来对每帧图像进行修正。其中，平移的操作可以限制在整数像素的移动，这样就避免了计算负担，也保持了原有图像的锐度。

在一个例子中，第三类设备是以Z轴为中心进行运动的数字图像设备，如用户手持的数字图像设备，基于人体前进过程中的运动特性，用户手持数字图像设备进行拍摄时，数字图像设备以Z轴为中心进行运动。在数字图像设备拍摄时，数字图像设备沿着Z轴转头维度的晃动，对画面质量的影响最大，因此，对数字图像设备拍摄时的图像，通过一个轴心与Z轴同心的云台电机，来对转头进行纠正。在补偿转头的前提下，可以通过数字图像处理技术，通过将每帧图像向上(或向下)平形移动，来对每帧图像进行修正。其中，平移的操作可以限制在整数像素的移动，这样就避免了计算负担，也保持了原有图像的锐度。

以下结合具体的应用场景，对上述三种情况的处理方式进行详细说明。

情况一、数字图像设备是以X轴为中心进行运动的第一类设备，如四旋翼无人机飞行拍摄时使用的数字图像设备，该数字图像设备以X轴为中心滚转维度的晃动，对画面质量的影响最大。在此情况下，云台电机的轴心与X轴同心。

针对步骤101，数字图像设备的运动状态可以包括但不限于：数字图像设备在以X轴为中心的方向上的第一运动方向、第一运动角度、第一运动角速度。根据该运动状态转动云台电机的过程，包括但不限于如下方式：利用第一运动方向确定云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动方向；利用第一运动角度确定云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动角度；利用第一运动角速度确定云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动角速度；利用第一转动方向、第一转动角度和第一转动角速度，在以X轴为中心的方向上转动云台电机。

例如，假设数字图像设备在以X轴为中心的方向上的第一运动方向为向前，则利用该第一运动方向确定云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动方向为向后，假设数字图像设备在以X轴为中心的方向上的第一运动方向为向后，则利用该第一运动方向确定云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动方向为向前。假设数字图像设备在以X轴为中心的方向上的第一运动角度为M度，则利用该第一运动角度确定云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动角度可以为M度，或者，区间[M-a度，M+a度]。假设数字图像设备在以X轴为中心的方向上的第一运动角速度为N度，则利用该第一运动角速度确定云台电机在以X轴为中心的方向上的第一第一转动角速度可以为N度/秒。综上所述，在X轴上向前/向后转动云台电机，且转动角度为M度，且转动角速度为N转/秒。

针对步骤102，对第一图像进行数字图像处理，得到第二图像的过程，可以包括但不限于如下方式：获取数字图像设备在Y轴的第一移动角度和在Z轴的第二移动角度。利用该第一移动角度确定第一数量，并在向左或者向右的方向上，将该第一图像平移该第一数量个像素点。利用该第二移动角度确定第二数量，并在向上或者向下的方向上，将该第一图像平移该第二数量个像素点。基于此，可以将平移第一数量和第二数量个像素点的图像确定为第二图像。

例如，假设数字图像设备在Y轴上向左移动A度，且A度对应10个像素点，则确定第一数量为10，并将第一图像向右平移10个像素点。假设数字图像设备在Y轴上向右移动A度，且A度对应10个像素点，则确定第一数量为10，并将第一图像向左平移10个像素点。又例如，假设数字图像设备在Z轴上向上移动B度，且B度对应8个像素点，则确定第二数量为8，并将第一图像向下平移8个像素点。假设数字图像设备在Z轴上向下移动B度，且B度对应8个像素点，则确定第二数量为8，并将第一图像向上平移8个像素点。

在一个例子中，当数字图像设备沿着X轴滚转维度的晃动，对画面质量的影响最大时，无法使用数字图像处理技术对X轴进行纠正的原因是：数字图像处理技术只能矫正幅度较小的晃动，但是对于幅度较大的运动，数字图像处理技术无法进行矫正，若使用数字图像处理技术进行矫正，其产生的画面质量很差。进一步的，针对X轴滚转维度的晃动，使用数字图像处理技术对其进行纠正时，需要进行双线性差值计算，造成图像的锐度大幅度降低，滚转幅度较大时，会造成图像边框处理的未知部分出现黑色，使用户体验下降。

在一个例子中，如图3所示，为云台电机和镜头模组的示意图，云台电机的轴心与X轴同心。该云台电机和镜头模组的示意图只是一个示例，本发明实施例中并不局限于此结构，只要云台电机的轴心与X轴同心即可。

如图3所示，镜头模组的轴心在X轴，云台电机安装在镜头模组的X轴后方，且该云台电机的轴心与X轴同心。在图3中，还可以包括IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)、微控制器、主板等结构。

其中，IMU可以与镜头模组固定在一起，也可以安装在其它部件上。IMU是测量物体三轴姿态角(或角速率)和加速度的装置，一个IMU包含三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，因此也称为六轴传感器。加速度计用于检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，陀螺用于检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此得出物体姿态。因此，IMU可以实时采集姿态信息(如陀螺仪、加速度计等)。

其中，微控制器可以与IMU相邻摆放，也可以安装在其它部件上。微控制器通过IMU采集到的数据，确定数字图像设备在以X轴为中心的方向上的第一运动方向、第一运动角度和第一运动角速度，继而确定出云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动方向、第一转动角度和第一转动角速度，并利用第一转动方向、第一转动角度和第一转动角速度控制云台电机在X轴的转动。

其中，主板上的处理芯片负责每帧图像的采集，并负责数字图像处理部分，具体的操作可以包括：获取数字图像设备在Y轴的第一移动角度和在Z轴的第二移动角度，并利用该第一移动角度确定第一数量，并在向左或者向右的方向上，将该第一图像平移该第一数量个像素点，利用该第二移动角度确定第二数量，并在向上或者向下的方向上，将该第一图像平移该第二数量个像素点。最后，将平移后的像素点取整数，实现数字图像的平移，从而得到第二图像。

情况二、数字图像设备是以Y轴为中心进行运动的第二类设备，如山地自行车拍摄时使用的数字图像设备，该数字图像设备以Y轴为中心俯仰维度的晃动，对画面质量的影响最大。在此情况下，云台电机的轴心与Y轴同心。

针对步骤101，数字图像设备的运动状态可以包括但不限于：数字图像设备在以Y轴为中心的方向上的第二运动方向、第二运动角度、第二运动角速度。根据该运动状态转动云台电机的过程，包括但不限于如下方式：利用第二运动方向确定云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动方向；利用第二运动角度确定云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动角度；利用第二运动角速度确定云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动角速度；利用第二转动方向、第二转动角度和第二转动角速度，在以Y轴为中心的方向上转动云台电机。

针对步骤102，对第一图像进行数字图像处理，得到第二图像的过程，可以包括但不限于如下方式：获取数字图像设备在Y轴的第三移动角度；利用第三移动角度确定第三数量，并在向左或者向右的方向上，将第一图像平移第三数量个像素点。基于此，将平移第三数量个像素点的图像确定为第二图像。

在一个例子中，当数字图像设备沿着Y轴俯仰维度的晃动，对画面质量的影响最大时，无法使用数字图像处理技术对Y轴进行纠正的原因是：数字图像处理技术只能矫正幅度较小的晃动，对于幅度较大的运动，数字图像处理技术无法进行矫正，若使用数字图像处理技术进行矫正，产生的画面质量很差。

在一个例子中，数字图像设备可包括云台电机、IMU、微控制器、主板等结构，本发明实施例并不局限于此结构，只要云台电机的轴心与Y轴同心即可。

其中，IMU可以与镜头模组固定在一起，也可以安装在其它部件上。IMU是测量物体三轴姿态角(或角速率)和加速度的装置，一个IMU包含三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，因此也称为六轴传感器。加速度计用于检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，陀螺用于检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此得出物体姿态。因此，IMU可以实时采集姿态信息(如陀螺仪、加速度计等)。

其中，微控制器可以与IMU相邻摆放，也可以安装在其它部件上。微控制器通过IMU采集到的数据，确定数字图像设备在以Y轴为中心的方向上的第二运动方向、第二运动角度和第二运动角速度，继而确定出云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动方向、第二转动角度和第二转动角速度，并利用第二转动方向、第二转动角度和第二转动角速度控制云台电机在Y轴的转动。

其中，主板上的处理芯片负责每帧图像的采集，并负责数字图像处理部分，具体的操作可以包括：获取数字图像设备在Y轴的第三移动角度，利用第三移动角度确定第三数量，并在向左或者向右的方向上，将第一图像平移第三数量个像素点，将平移后的像素点取整数，实现数字图像的平移，得到第二图像。

情况三、数字图像设备是以Z轴为中心进行运动的第三类设备，如用户手持数字图像设备(如手机、摄像机等)，该数字图像设备以Z轴为中心转头维度的晃动，对画面质量的影响最大。在此情况下，云台电机的轴心与Z轴同心。

针对步骤101，数字图像设备的运动状态可以包括但不限于：数字图像设备在以Y轴为中心的方向上的第三运动方向、第三运动角度、第三运动角速度。根据该运动状态转动云台电机的过程，包括但不限于如下方式：利用第三运动方向确定云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动方向；利用第三运动角度确定云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动角度；利用第三运动角速度确定云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动角速度；利用第三转动方向、第三转动角度和第三转动角速度，在以Z轴为中心的方向上转动云台电机。

针对步骤102，对第一图像进行数字图像处理，得到第二图像的过程，可以包括但不限于如下方式：获取数字图像设备在Z轴的第四移动角度；利用第四移动角度确定第四数量，并在向上或者向下的方向上，将第一图像平移第四数量个像素点。基于此，可以将平移第四数量个像素点的图像确定为第二图像。

在一个例子中，当数字图像设备沿着Z轴俯仰维度的晃动，对画面质量的影响最大时，无法使用数字图像处理技术对Z轴进行纠正的原因是：数字图像处理技术只能矫正幅度较小的晃动，对于幅度较大的运动，数字图像处理技术无法进行矫正，若使用数字图像处理技术进行矫正，产生的画面质量很差。

在一个例子中，如图4所示，为云台电机和镜头模组的示意图，云台电机的轴心与Z轴同心。该云台电机和镜头模组的示意图只是一个示例，本发明实施例中并不局限于此结构，只要云台电机的轴心与Z轴同心即可。

如图4所示，数字图像设备可以包括云台电机、地磁传感器、微控制器、主板等结构。其中，地磁传感器可以安装在主板上，地磁传感器就是一个电子罗盘，也可以称为数字指南针，可以实时采集数字图像设备的位置信息。微控制器通过地磁传感器采集到的数据，确定数字图像设备在以Z轴为中心的方向上的第三运动方向、第三运动角度和第三运动角速度，继而确定云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动方向、第三转动角度和第三转动角速度，并利用第三转动方向、第三转动角度和第三转动角速度控制云台电机在Z轴的转动。

其中，主板上的处理芯片负责每帧图像的采集，并负责数字图像处理部分，具体的操作可以包括：获取数字图像设备在Z轴的第四移动角度，利用第四移动角度确定第四数量，并在向上或者向下的方向上，将第一图像平移第四数量个像素点，将平移后的像素点取整数，实现数字图像的平移，得到第二图像。

基于上述技术方案，本发明实施例中，当数字图像设备在运动状态下采集图像时，通过使用云台电机对数字图像设备进行反方向补偿，并对采集到的图像进行数字图像处理，从而在数字图像设备发生颠簸和晃动等情况时，得到拍照效果很好的图像，图像质量较好。而且，数字图像设备可以同时使用云台电机和数字图像处理技术对图像进行矫正，能够矫正幅度较大的画面晃动，产生的画面质量高。而且，由于只有一个云台电机，其体积小、一体化程度高。

基于与上述方法同样的发明构思，本发明实施例中还提供了一种图像采集装置，该图像采集装置应用在数字图像设备上。该图像采集装置可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在的数字图像设备的处理器，读取非易失性存储器中对应的计算机程序指令形成的。从硬件层面而言，如图5所示，为本发明提出的图像采集装置所在的数字图像设备的一种硬件结构图，除了图5所示的处理器、非易失性存储器外，数字图像设备还包括其他硬件，如负责处理报文的转发芯片、网络接口、内存等；从硬件结构上来讲，数字图像设备还可能是分布式设备，可能包括多个接口卡，以便在硬件层面进行报文处理的扩展。

如图6所示，为本发明提出的图像采集装置的结构图，所述图像采集装置应用在数字图像设备上，数字图像设备包括一个云台电机，当数字图像设备在运动状态下采集图像时，所述图像采集装置具体包括：第一处理模块11，用于在采集第一图像之前，获取所述数字图像设备的运动状态，并根据所述运动状态转动所述云台电机，以对所述数字图像设备进行反方向补偿；第二处理模块12，用于采集第一图像，并对所述第一图像进行数字图像处理，得到第二图像。

所述第一处理模块11，具体用于在根据所述运动状态转动所述云台电机的过程中，当所述数字图像设备是以X轴为中心进行运动的第一类设备，所述云台电机的轴心与所述X轴同心，所述数字图像设备的运动状态包括所述数字图像设备在以X轴为中心的方向上的第一运动方向、第一运动角度、第一运动角速度时，利用所述第一运动方向确定所述云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动方向；利用所述第一运动角度确定所述云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动角度；利用所述第一运动角速度确定所述云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动角速度；利用所述第一转动方向、所述第一转动角度和所述第一转动角速度，在以X轴为中心的方向上转动所述云台电机；或者，

当所述数字图像设备是以Y轴为中心进行运动的第二类设备，所述云台电机的轴心与所述Y轴同心，所述数字图像设备的运动状态包括所述数字图像设备在以Y轴为中心的方向上的第二运动方向、第二运动角度、第二运动角速度时，利用所述第二运动方向确定所述云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动方向；利用所述第二运动角度确定所述云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动角度；利用所述第二运动角速度确定所述云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动角速度；利用所述第二转动方向、所述第二转动角度和所述第二转动角速度，在以Y轴为中心的方向上转动所述云台电机；或者，

当所述数字图像设备是以Z轴为中心进行运动的第三类设备，所述云台电机的轴心与所述Z轴同心，所述数字图像设备的运动状态包括所述数字图像设备在以Z轴为中心的方向上的第三运动方向、第三运动角度、第三运动角速度时，利用所述第三运动方向确定所述云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动方向；利用所述第三运动角度确定所述云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动角度；利用所述第三运动角速度确定所述云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动角速度；利用所述第三转动方向、所述第三转动角度和所述第三转动角速度，在以Z轴为中心的方向上转动所述云台电机。

所述第二处理模块12，具体用于在对所述第一图像进行数字图像处理，得到第二图像的过程中，当所述数字图像设备是以X轴为中心进行运动的第一类设备时，获取所述数字图像设备在Y轴的第一移动角度和在Z轴的第二移动角度；利用所述第一移动角度确定第一数量，并在向左或者向右的方向上，将所述第一图像平移所述第一数量个像素点；利用所述第二移动角度确定第二数量，并在向上或者向下的方向上，将所述第一图像平移所述第二数量个像素点；将平移所述第一数量和所述第二数量个像素点的图像确定为第二图像；或者，

当所述数字图像设备是以Y轴为中心进行运动的第二类设备时，获取所述数字图像设备在Y轴的第三移动角度；利用所述第三移动角度确定第三数量，并在向左或者向右的方向上，将所述第一图像平移所述第三数量个像素点；将平移所述第三数量个像素点的图像确定为第二图像；或者，

当所述数字图像设备是以Z轴为中心进行运动的第三类设备时，获取所述数字图像设备在Z轴的第四移动角度；利用所述第四移动角度确定第四数量，并在向上或者向下的方向上，将所述第一图像平移所述第四数量个像素点；将平移所述第四数量个像素点的图像确定为第二图像。

其中，本发明装置的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述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。

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借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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例所述的方法。本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，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例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可进一步拆分成多个子模块。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，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 (10)

1.一种图像采集方法，应用于数字图像设备，其特征在于，数字图像设备包括一个云台电机，当数字图像设备在运动状态下采集图像时，所述方法包括：

在采集第一图像之前，获取所述数字图像设备的运动状态，并根据所述运动状态转动所述云台电机，以对所述数字图像设备进行反方向补偿；

采集第一图像，并对所述第一图像进行数字图像处理，得到第二图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述数字图像设备是以X轴为中心进行运动的第一类设备时，所述云台电机的轴心与所述X轴同心；

所述数字图像设备的运动状态包括：所述数字图像设备在以X轴为中心的方向上的第一运动方向、第一运动角度、第一运动角速度；

所述根据所述运动状态转动所述云台电机的过程，具体包括：

利用所述第一运动方向确定所述云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动方向；利用所述第一运动角度确定所述云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动角度；利用所述第一运动角速度确定所述云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动角速度；利用所述第一转动方向、所述第一转动角度和所述第一转动角速度，在以X轴为中心的方向上转动所述云台电机。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述对所述第一图像进行数字图像处理，得到第二图像的过程，具体包括：

获取所述数字图像设备在Y轴的第一移动角度和在Z轴的第二移动角度；

利用所述第一移动角度确定第一数量，并在向左或者向右的方向上，将所述第一图像平移所述第一数量个像素点；利用所述第二移动角度确定第二数量，并在向上或者向下的方向上，将所述第一图像平移所述第二数量个像素点；

将平移所述第一数量和所述第二数量个像素点的图像确定为第二图像。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述数字图像设备是以Y轴为中心进行运动的第二类设备时，所述云台电机的轴心与所述Y轴同心；

所述数字图像设备的运动状态包括：所述数字图像设备在以Y轴为中心的方向上的第二运动方向、第二运动角度、第二运动角速度；

所述根据所述运动状态转动所述云台电机的过程，具体包括：

利用所述第二运动方向确定所述云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动方向；利用所述第二运动角度确定所述云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动角度；利用所述第二运动角速度确定所述云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动角速度；利用所述第二转动方向、所述第二转动角度和所述第二转动角速度，在以Y轴为中心的方向上转动所述云台电机。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述对所述第一图像进行数字图像处理，得到第二图像的过程，具体包括：

获取所述数字图像设备在Y轴的第三移动角度；

利用所述第三移动角度确定第三数量，并在向左或者向右的方向上，将所述第一图像平移所述第三数量个像素点；

将平移所述第三数量个像素点的图像确定为第二图像。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述数字图像设备是以Z轴为中心进行运动的第三类设备时，所述云台电机的轴心与所述Z轴同心；

所述数字图像设备的运动状态包括：所述数字图像设备在以Z轴为中心的方向上的第三运动方向、第三运动角度、第三运动角速度；

所述根据所述运动状态转动所述云台电机的过程，具体包括：

利用所述第三运动方向确定所述云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动方向；利用所述第三运动角度确定所述云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动角度；利用所述第三运动角速度确定所述云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动角速度；利用所述第三转动方向、所述第三转动角度和所述第三转动角速度，在以Z轴为中心的方向上转动所述云台电机。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述对所述第一图像进行数字图像处理，得到第二图像的过程，具体包括：

获取所述数字图像设备在Z轴的第四移动角度；

利用所述第四移动角度确定第四数量，并在向上或者向下的方向上，将所述第一图像平移所述第四数量个像素点；

将平移所述第四数量个像素点的图像确定为第二图像。

8.一种图像采集装置，应用于数字图像设备，其特征在于，数字图像设备包括一个云台电机，当数字图像设备在运动状态下采集图像时，所述装置包括：

第一处理模块，用于在采集第一图像之前，获取所述数字图像设备的运动状态，并根据所述运动状态转动所述云台电机，以对所述数字图像设备进行反方向补偿；

第二处理模块，用于采集第一图像，并对所述第一图像进行数字图像处理，得到第二图像。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述第一处理模块，具体用于在根据所述运动状态转动所述云台电机的过程中，当所述数字图像设备是以X轴为中心进行运动的第一类设备，所述云台电机的轴心与所述X轴同心，所述数字图像设备的运动状态包括所述数字图像设备在以X轴为中心的方向上的第一运动方向、第一运动角度、第一运动角速度时，利用所述第一运动方向确定所述云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动方向；利用所述第一运动角度确定所述云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动角度；利用所述第一运动角速度确定所述云台电机在以X轴为中心的方向上的第一转动角速度；利用所述第一转动方向、所述第一转动角度和所述第一转动角速度，在以X轴为中心的方向上转动所述云台电机；或者，

当所述数字图像设备是以Y轴为中心进行运动的第二类设备，所述云台电机的轴心与所述Y轴同心，所述数字图像设备的运动状态包括所述数字图像设备在以Y轴为中心的方向上的第二运动方向、第二运动角度、第二运动角速度时，利用所述第二运动方向确定所述云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动方向；利用所述第二运动角度确定所述云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动角度；利用所述第二运动角速度确定所述云台电机在以Y轴为中心的方向上的第二转动角速度；利用所述第二转动方向、所述第二转动角度和所述第二转动角速度，在以Y轴为中心的方向上转动所述云台电机；或者，

当所述数字图像设备是以Z轴为中心进行运动的第三类设备，所述云台电机的轴心与所述Z轴同心，所述数字图像设备的运动状态包括所述数字图像设备在以Z轴为中心的方向上的第三运动方向、第三运动角度、第三运动角速度时，利用所述第三运动方向确定所述云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动方向；利用所述第三运动角度确定所述云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动角度；利用所述第三运动角速度确定所述云台电机在以Z轴为中心的方向上的第三转动角速度；利用所述第三转动方向、所述第三转动角度和所述第三转动角速度，在以Z轴为中心的方向上转动所述云台电机。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述第二处理模块，具体用于在对所述第一图像进行数字图像处理，得到第二图像的过程中，当所述数字图像设备是以X轴为中心进行运动的第一类设备时，获取所述数字图像设备在Y轴的第一移动角度和在Z轴的第二移动角度；利用所述第一移动角度确定第一数量，并在向左或者向右的方向上，将所述第一图像平移所述第一数量个像素点；利用所述第二移动角度确定第二数量，并在向上或者向下的方向上，将所述第一图像平移所述第二数量个像素点；将平移所述第一数量和所述第二数量个像素点的图像确定为第二图像；或者，

当所述数字图像设备是以Y轴为中心进行运动的第二类设备时，获取所述数字图像设备在Y轴的第三移动角度；利用所述第三移动角度确定第三数量，并在向左或者向右的方向上，将所述第一图像平移所述第三数量个像素点；将平移所述第三数量个像素点的图像确定为第二图像；或者，

当所述数字图像设备是以Z轴为中心进行运动的第三类设备时，获取所述数字图像设备在Z轴的第四移动角度；利用所述第四移动角度确定第四数量，并在向上或者向下的方向上，将所述第一图像平移所述第四数量个像素点；将平移所述第四数量个像素点的图像确定为第二图像。