CN106375752A - 一种新型全景立体图像合成方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种新型全景立体图像合成方法，包括如下步骤：获取成像设备采集的满足第一预定条件的多个原始图像，所述第一预定条件包括：所述多个原始图像N的视野区域依次相邻，所述原始图像的最大视角为j，原始图像的个数为i，则总视角需要满足：i*j＞720°；假设a为产生全景图像的个数，那么a＝i*j/360(a‑3，4......)；相邻的原始图像具有重叠视野区域的图像，且每一重叠视野区域至少重叠a次；将每一原始图像Ni按同一方向剪裁出x个子图像；将每一原始图像的第x个子图像分别进行拼接处理形成S1、S2……Sa个全景图像；选择任意两个相间隔的全景图像形成具有视差的左右眼全景图像。本发明通过间隔式左右眼镜头配对，产生至少两个以上的全景视图，这对全息全景具有重要作用。

Description

一种新型全景立体图像合成方法及装置
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，更具体的说是涉及一种新型全景立体图像合成方法及装置。
背景技术
在全景图像处理领域，要想图像拼接时接缝尽可能的小，则需要成像设备之间的节距尽量的小。理论上说成像设备数量越多，则成像设备之间的节距越小。
本发明人也是中国专利公开号为CN102903090A，发明名称为全景立体图像合成方法、装置、系统和浏览装置的发明人，在该文献中公开了一种全景立体图像合成方法，包括：获取成像设备采集的满足第一预定条件的多个原始图像，所述第一预定条件为：所述多个原始图像为视野区域依次相邻，且相邻的两个原始图像具有重叠视野区域的图像，每一重叠视野区域至少重叠两次，所述多个原始图像对应的视角之和大于等于720度；根据预设全景视角以及原始图像个数，将每一原始图像剪裁出第一子图像和第二子图像，其中，每一原始图像的第一子图像与其相邻的原始图像的第二子图像为完全重叠视野区域；将每一第一子图像进行拼接处理形成第一全景图像，以及将每一第二子图像进行拼接处理形成第二全景图像；其中，所述获取成像设备采集的满足第一预定条件的多个原始图像包括：分别获取位于不同拍摄位置上的多个成像设备同步采集的视频图像，所述多个成像设备的拍摄焦点位于同一圆周上，且每一拍摄焦点的延伸线经过所述圆周的圆心；将每一视频图像进行帧分离，将不同视频图像中在时间上同步的，且满足第一预定条件的一帧图像作为原始图像；针对每一帧对应的多个原始图像，执行所述根据所述预设全景视角以及原始图像个数，将每一原始图像剪裁出第一子图像和第二子图像的步骤；所述将每一第一子图像进行拼接处理形成第一全景图像，以及将每一第二子图像进行拼接处理形成第二全景图像后，所述方法还包括：将每一帧对应的第一全景图像进行帧组合，形成第一全景视频图像，以及将每一帧对应的第二全景图像进行帧组合，形成第二全景视频图像。
本发明在上述发明的基础上，提出一种可供新型全景图像合成方法，通过尽可能的减少成像设备之间的节距，来减少图像拼接时的接缝。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种新型全景立体图像合成系统，用以解决现有技术无法实现全景且立体的图像的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新型全景立体图像合成方法，包括如下步骤：
1)获取成像设备采集的满足第一预定条件的多个原始图像，所述第一预定条件包括：所述多个原始图像N的视野区域依次相邻，所述原始图像的最大视角为j，原始图像的个数为i，则总视角需要满足：i*j＞720°；假设a为产生全景图像的个数，那么a＝i*j/360(a＝3，4......)；相邻的原始图像具有重叠视野区域的图像，且每一重叠视野区域至少重叠a次；
2)将每一原始图像Ni按同一方向剪裁出x个子图像：记为第一子图像NiA1、第二子图像NiA2、第三子图像NiA3……第x子图像NiAx(x＜＝a)；假设NiAx为第i个原始图像的第x个子图像，则NiAx、Ni+1A(x+1)％a、Ni+2A(x+2)％a、Ni+3A(x+3)％a为重叠的视野区域；
3)将每一原始图像的第x个子图像分别进行拼接处理形成S1、S2……Sa个全景图像；
4)选择任意两个相间隔的全景图像形成具有视差的左右眼全景图像。
本发明通过间隔式左右眼镜头配对，产生至少两个以上的全景视图，这对全息全景具有重要作用。
进一步，所述多个成像设备的拍摄焦点位于同一圆周上，且每一拍摄焦点的延伸线经过所述圆周的圆心。
进一步，所述成像设备前附加有凹透镜。
进一步，所述凹透镜为菲涅尔透镜。
进一步，成像设备的个数为8个。
本发明还提供了一种新型全景立体图像合成装置，包括多个拍摄焦点位于同一圆周上的成像设备，以及和成像设备连接的图像处理器；成像设备前附加有凹透镜。通过在成像设备的镜头前增加凹透镜，形成一个超广角透镜，将成像设备的光学中心外移至成像设备外，脱离成像设备，从而可有效降低成像设备的节距，进而使得减少拼接接缝。
进一步，所述凹透镜为菲涅尔透镜。
附图说明
图1是凸透镜成像光路图。
图2是本发明的光路原理图；
图3是叠加凹透镜后的成像光路与凸透镜成像光路图对比图；
图4是本发明的结构框图；
图5是成像设备为8个时的结构示意图；
图6是图5中成像设备采集的原始图像视野范围；
图7是对图6中的原始图像进行分割后形成的全景图像。
图8是实施例4的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1所示，假设成像设备为凸透镜；如图2所示，在凸透镜前面叠加一个凹透镜，物体AB经凹透镜形成一个A1B1的虚像，虚像A1B1经凸透镜成像后，形成A2B2的实像。
图3所示，通过比较图1、图2，可知，当在凸镜前叠加凹透镜之后，相当于在凸透镜的光学中心从O往前移至O1，焦点F2也往前移；即：改变原有成像设备的光学中心，使其外移至成像设备外或者偏离原有光学中心，从而可有效降低成像设备的节距。
实施例1
如图4所示，发明提供了一种全息全景立体图像合成装置，所述系统包括至少一个成像设备2和与成像设备连接的图像处理器3，所述成像设备前设置有凹透镜1，所述凹透镜1优选为菲涅尔透镜。
所述成像设备用于采集原始图像；通过分别获取位于不同拍摄位置上的多个成像设备同步采集的视频图像，所述多个成像设备的拍摄焦点位于同一圆周上，且每一拍摄焦点的延伸线经过所述圆周的圆心；将每一视频图像进行帧分离，将不同视频图像中在时间上同步的，且满足第一预定条件的一帧图像作为原始图像；所述第一预定条件包括：所述多个原始图像N为视野区域依次相邻，所述原始图像的最大拍摄视角为j，原始图像的个数为i，则总视角需要满足：i*j＞720°。
假设a为产生全景图像的个数，那么a＝i*j/360(a＝3，4......)
相邻的原始图像具有重叠视野区域的图像，且每一重叠视野区域至少重叠a次，根据预设全景视角以及原始图像个数，将每一原始图像Ni按同一方向剪裁出x个子图像：记为第一子图像NiA1、第二子图像NiA2、第三子图像NiA3……第x子图像NiAx(x＜＝a)。
假设NiAx为第i个原始图像的第x个子图像，则NiAx、Ni+1A(x+1)％4、Ni+2A(x+2)％a、Ni+ 3A(x+3)％a为重叠的视野区域，x＜＝a。
将每一原始图像的第x子图像分别进行拼接处理形成a个全景图像。选择任意两个相间隔的全景图像形成具有视差的左右眼全景图像。
其中，所述图像处理器也可以集成到所述成像设备中，或者作为单独的一个实体与成像设备连接。
在本实施例中，可以在成像设备的镜头之前附加凹透镜或者杨桃型透镜，以此改变成像设备的光学中心，使其偏离原先的光学中心，降低成像设备之间的节距。
通过本实施例，最终可以形成多个全景立体图像，由于每两个全景图像均为具有视差的全景图像，用户在浏览所述全景图像时，无需专门的立体图像浏览设备，即可观看到全景且具有立体感的图像。
实施例2
本实施例与实施例1的不同点在于，成像设备的个数为1个，通过分别获取位于不同拍摄位置上的成像设备同步采集的原始图像，所述成像设备在拍摄时拍摄焦点位于同一圆周上，且每一拍摄焦点的延伸线经过所述圆周的圆心；所述原始图像由同一成像设备在不同时差上获取，相邻的原始图像具有重叠视野区域的图像。其余处理方法均相同。
实施例3
如图5、6所示，合成装置包括8个成像设备，每个成像设备包含一个镜头，所述8个镜头的拍摄焦点位于同一圆周上，且每一拍摄焦点的延伸线经过圆周的圆心；所有成像设备采用具有180度广角范围的鱼眼镜头。通过分别获取位于不同拍摄位置上的多个成像设备同步采集的视频图像，并将每一视频图像进行帧分离，取不同视频图像中在时间上同步具有重叠的视野区域的帧图像，设为原始图像。所述原始图像的个数为8个，记为Ni，Ni为第i个原始图像(i＜＝8)；原始图像对应的视角之和为：180*8＝1440度。
将每一原始图像Ni按同一方向剪裁出4个子图像：记为第一子图像NiA1、第二子图像NiA2、第三子图像NiA3、第四子图像NiA4。
假设NiAx为第i个原始图像的第x个子图像，则NiAx、Ni+1A(x+1)％4、Ni+2A(x+2)％4、Ni+ 3A(x+3)％4为重叠的视野区域，x＜＝4。
即如图6、7所示，将每一原始图像的第一子图像进行拼接处理形成第一全景图像S1，将每一第二子图像进行拼接处理形成第二全景图像S2，将每一第三子图像进行拼接处理形成第三全景图像S3，以及将每一第四子图像进行拼接处理形成第四全景图像S4，选择任意两个相间隔的全景图像形成具有视差的左右眼全景图像。
实施例4
如图8所示，实施例4与实施例3的不同点在于，合成装置包括4个镜头：G1、G2、G3、G4，每个镜头前设置有两个透镜，即共有8个透镜，分别为H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8。从而使整个装置相当于具有实施例3中8个镜头的功效，这样的设置，可有效减少设备的体积，降低相邻成像设备之间的节距。
所述4个镜头的拍摄焦点位于同一圆周上，且每一拍摄焦点的延伸线经过圆周的圆心；在本实施例中，透镜采用条形透镜，使得每一透镜的拍摄焦点的延伸线经过圆周的圆心。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种新型全景立体图像合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)获取成像设备采集的满足第一预定条件的多个原始图像，所述第一预定条件包括：所述多个原始图像N的视野区域依次相邻，所述原始图像的最大视角为j，原始图像的个数为i，则总视角需要满足：i*j＞720°；假设a为产生全景图像的个数，那么a＝i*j/360(a＝3，4......)；相邻的原始图像具有重叠视野区域的图像，且每一重叠视野区域至少重叠a次；
2)将每一原始图像Ni按同一方向剪裁出x个子图像：记为第一子图像NiA1、第二子图像NiA2、第三子图像NiA3……第x子图像NiAx(x＜＝a)；假设NiAx为第i个原始图像的第x个子图像，则NiAx、Ni+1A(x+1)％a、Ni+2A(x+2)％a、Ni+3A(x+3)％a为重叠的视野区域；
3)将每一原始图像的第x个子图像分别进行拼接处理形成S1、S2……Sa个全景图像；
4)选择任意两个相间隔的全景图像形成具有视差的左右眼全景图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个成像设备的拍摄焦点位于同一圆周上，且每一拍摄焦点的延伸线经过所述圆周的圆心。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成像设备前附加有凹透镜。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述凹透镜为菲涅尔透镜。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，成像设备的个数为8个。
6.一种新型全景立体图像合成装置，包括多个拍摄焦点位于同一圆周上的成像设备，以及和成像设备连接的图像处理器；其特征在于，成像设备前附加有凹透镜或杨桃形透镜。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述凹透镜为菲涅尔透镜。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述图像处理器集成到所述成像设备中。
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