CN106598428A - 播放全景视频的方法、系统及终端设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种播放全景视频的方法，应用于终端设备中，所述终端设备包括显示屏幕，所述方法包括：在导航模式下显示全景视频；计算在所述显示屏幕上所执行的触控操作在移动时产生的二维位移信息；根据所述二维位移信息计算出预先建立的球体模型的旋转角度；及根据所述旋转角度改变所述全景视频画面的视角。本发明还提供一种播放全景视频的系统及终端设备。本发明能够通过手指精确的控制全景视频的播放，在控制播放全景视频时不需要晃动终端设备，因而也不需要用户调整观看方向，从而带来更好的观看体验。

Description

播放全景视频的方法、系统及终端设备
技术领域
本发明涉及全景视频技术领域，具体涉及一种基于指纹传感器的播放全景视频的方法、系统及终端设备。
背景技术
全景图像是使用在某一点拍摄的多幅实景图像拼接而成。全景视频则是由具有一些有时间关联的全景图像序列组成，从视频中可以获取真实的全景图象，并且可以通过时间来定位视频帧。全景视频可以在拍摄点上下左右前后360度的任意观看动态视频，让我们有一种真正意义上身临其境的感觉。
目前在终端设备上观看全景视频一般都是通过移动所述终端设备的陀螺仪传感器来控制全景视频的视角变化。然而，通过陀螺仪传感器控制有两种缺点：(1)陀螺仪并不是很精确，容易产生误操作；(2)在不佩戴头盔观看全景视频时需要不停地晃动终端设备来改变视角，因而需要用户的头部跟随终端设备的方位变换不停的变换，造成用户体验不好。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提出一种播放全景视频的方法，能够通过触控操作更加精确的控制全景视频的播放，在控制播放全景视频时不需要晃动终端设备，因而也不需要用户调整观看方向，从而带来更好的观看体验。
一种播放全景视频的方法，应用于终端设备中，所述终端设备包括显示屏幕，所述方法包括：
在导航模式下显示全景视频；
计算在所述显示屏幕上所执行的触控操作在移动时产生的二维位移信息；
根据所述二维位移信息计算出预先建立的球体模型的旋转角度；及
根据所述旋转角度改变所述全景视频画面的视角。
根据本发明一个优选实施例，所述二维位移信息包括：
所述触控操作的初位置点p1(x1,y1)及末位置点p2(x2,y2)。
根据本发明一个优选实施例，所述根据所述二维位移信息计算出预先建立的球体模型的旋转角度包括：
将所述初位置点p1(x1,y1)映射到所述球体模型球面上的点p1'(x1,y1)，将所述末位置点p2(x2,y2)映射到所述球面上的p2'(x2,y2)点，所述球体模型以所述显示屏幕中心为球心，X轴向右，Y轴向上，Z轴垂直于所述显示屏幕且指向所述显示屏幕之外；
点p1'(x1,y1)与所述球面形成向量V1，点p2'(x2,y2)与所述球面形成向量V2；
根据所述向量V1和所述向量V2计算所述球体模型的旋转角度θ。
根据本发明一个优选实施例，所述根据所述旋转角度改变所述全景视频画面的视角包括：对全景视频画面的视角进行无缝拼接，包括：
根据所述旋转角度θ计算出全景视频画面的视角变化X(σ1，σ2)，其中σ1为所述旋转角度θ在垂直方向上的投影角度，σ2为所述旋转角度θ在水平方向上的投影角度；及
根据所述全景视频视角画面拼接模型对不同视角下的全景视频的画面进行拼接。
根据本发明一个优选实施例，所述根据所述全景视频视角画面拼接模型对不同视角下的全景视频的画面进行拼接包括：
当σ1处于0°-90°之间时，拼接前视画面和仰视画面；当σ1处于90°-180°之间时，拼接后视画面和仰视画面；当σ1处于180°-270°之间时，拼接后视画面和俯视画面；当σ1处于90°-180°之间时，拼接前视画面和俯视画面；
当σ2处于0°-90°之间时，拼接前视画面和左视画面；当σ2处于90°-180°之间时，后视画面和左视画面；当σ2处于180°-270°之间时，后视画面和右视画面；当σ2处于90°-180°之间时，拼接前视画面和右视画面。
还有必要提出一种播放全景视频的系统，能够通过触控操作更加精确的控制全景视频的播放，在控制播放全景视频时不需要晃动终端设备，因而也不需要用户调整观看方向，从而带来更好的观看体验。
一种播放全景视频的系统，应用于终端设备中，所述终端设备包括显示屏幕，所述系统包括：
视频显示模块，用于在导航模式下显示全景视频；
第一计算模块，用于计算在所述显示屏幕上所执行的触控操作在移动时产生的二维位移信息；
第二计算模块，用于根据所述二维位移信息计算出预先建立的球体模型的旋转角度；及
视角改变模块，用于根据旋转角度改变所述全景视频画面的视角。
根据本发明一个优选实施例，所述二维位移信息包括：
所述触控操作的初位置点p1(x1,y1)及末位置点p2(x2,y2)。
根据本发明一个优选实施例，所述第二计算模块还用于：
将所述初位置点p1(x1,y1)映射到所述球体模型球面上的点p1'(x1,y1)，将所述末位置点p2(x2,y2)映射到所述球面上的点p2'(x2,y2)，所述球体模型以所述显示屏幕中心为球心，X轴向右，Y轴向上，Z轴垂直于所述显示屏幕且指向所述显示屏幕之外；
点p1'(x1,y1)与所述球面形成向量V1，点p2'(x2,y2)与所述球面形成向量V2；
根据所述向量V1和所述向量V2计算所述球体模型的旋转角度θ。
根据本发明一个优选实施例，所述系统还包括：
画面拼接模块，用于对全景视频画面的视角进行无缝拼接，包括：
根据所述旋转角度θ计算出全景视频画面的视角变化X(σ1，σ2)，其中σ1为所述旋转角度θ在垂直方向上的投影角度，σ2为所述旋转角度θ在水平方向上的投影角度；及
根据所述全景视频视角画面拼接模型对不同视角下的全景视频的画面进行拼接。
根据本发明一个优选实施例，所述画面拼接模块根据所述全景视频视角画面拼接模型对不同视角下的全景视频的画面进行拼接包括：
当σ1处于0°-90°之间时，拼接前视画面和仰视画面；当σ1处于90°-180°之间时，拼接后视画面和仰视画面；当σ1处于180°-270°之间时，拼接后视画面和俯视画面；当σ1处于90°-180°之间时，拼接前视画面和俯视画面；
当σ2处于0°-90°之间时，拼接前视画面和左视画面；当σ2处于90°-180°之间时，后视画面和左视画面；当σ2处于180°-270°之间时，后视画面和右视画面；当σ2处于90°-180°之间时，拼接前视画面和右视画面。
还有必要提出一种播放全景视频的终端设备，能够通过触控操作更加精确的控制全景视频的播放，控制播放全景视频时不需要晃动终端设备，因而也不需要用户调整观看方向，从而带来更好的观看体验。
一种终端设备，用于播放全景视频，所述终端设备包括显示屏幕、存储器和处理器，其中，
所述存储器，用于存储程序代码；
所述处理器执行所述程序代码，以实现：在导航模式下显示全景视频；计算在所述显示屏幕上所执行的触控操作在移动时产生的二维位移信息；根据所述二维位移信息计算出预先建立的球体模型的旋转角度；及根据所述旋转角度改变所述全景视频画面的视角。
相较于现有技术，本发明所述的播放全景视频的方法、系统及终端设备，能够克服陀螺仪控制播放全景视屏不精确的缺点，通过采用指纹传感器采集所述显示屏幕上的二维位移信息来控制全景视频的播放视角，根据预先建立的映射关系，将二维位移信息转化为球体模型的转动信息，实现通过触控操作操控全景视频视角的功能，控制更加精确；其次，控制播放全景视频时不需要晃动终端设备，因而也不需要用户调整观看方向，带来更好的观看体验。
本发明所述的播放全景视频的方法、系统及终端设备，还实现了播放全景视频时多个视频画面的无缝拼接。
附图说明
图1所示是本发明播放全景视频的方法较佳实施例的方法流程图。
图2所示是本发明全景视频画面的视角无缝拼接方法较佳实施例的方法流程图。
图3所示是本发明全景视频画面的拼接视角较佳实施例的示意图。
图4所示是实现本发明所述播放全景视频的方法的终端设备的硬件结构示意图。
图5所示是本发明播放全景视频的系统较佳实施例的功能模块图。
主要元件符号说明
终端设备 1
存储器 11
处理器 12
通信总线 13
接收器 14
发送器 15
显示屏幕 16
传感器 17
播放全景视频的系统 10
视频显示模块 100
第一计算模块 101
第二计算模块 102
模型建立模块 103
视角改变模块 104
画面拼接模块 105
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图和具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。此外，应当理解，本文所描述的具体实施例，仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考图1所示，是本发明播放全景视频的方法较佳实施例的流程图。所述较佳实施例中的方法由终端设备所执行。
在本实施例中，所述终端设备可以是，例如，智能手机，平板电脑，笔记本电脑以及其他终端设备。所述终端设备至少包括显示屏幕及至少一个传感器，所述显示屏幕用于显示视频画面，所述至少一个传感器可以是指纹传感器，用于采集用户手指的指纹特征信息及采集用户手指触摸所述显示屏幕时的触摸位置信息。
根据不同的需求，图1所示流程图中的执行顺序可以改变，某些可以省略。
S11，所述终端设备在导航模式下显示全景视频。
在一些实施例中，所述终端设备包括至少两种模式：普通模式及导航模式。所述普通模式与导航模式之间可以相互切换，当终端设备接收到导航模式的切换指令时，将所述普通模式切换为所述导航模式，当终端设备接收到普通模式的切换指令时，将所述导航模式切换为所述普通模式。其中，所述导航模式的切换指令可以理解为所述终端设备触发的切换为导航模式的启动指令，所述普通模式的切换指令可以理解为所述终端设备触发的切换为普通模式的启动指令。
在一些实施例中，所述导航模式的切换指令可以通过以下一种或多种组合的方式触发：执行预设的切换操作，执行预设的语音指令等。所述切换指令一般是通过用户的手指敲击所述终端设备的显示屏幕上的任意位置而产生，也可以是通过触控笔或其他硬物，比如笔杆、钥匙等敲击所述显示屏幕而产生。优选为用户用手指敲击或者触摸所述显示屏幕，所述终端设备接收到切换信号，产生对应的切换指令。本发明所述的切换指令除上述例举的，还可以包括其他指令，本文对此不作限制，也不一一例举。以下均以用户手指操作为例进行详细说明。
在所述普通模式下，终端设备侦测到所述显示屏幕上接收到用户手指的触控信号时，利用所述至少一个传感器(例如，指纹传感器)识别用户手指的指纹特征信息。在所述导航模式下，终端设备侦测到所述显示屏幕上接收到用户手指的触控信号时，不再识别用户手指的指纹特征信息，而是采集用户手指在所述终端设备显示屏幕上的触摸位置信息。所述触摸位置信息包括所述显示屏幕上的触摸位置坐标点值。
S12，所述终端设备计算在所述显示屏幕上所执行的触控操作在移动时产生的二维位移信息。
在一些实施例中，当用户手指从所述显示屏幕的一个位置(初位置)移动到所述显示屏幕的另一个位置(末位置)时产生的这种位置的变化可以用二维位移信息来表示。所述二维位移信息是一个有大小和方向的物理量，是由初位置到末位置的直线距离，方向为从初位置指向末位置。
S13，所述终端设备根据所述二维位移信息计算出预先建立的球体模型的旋转角度。
在一些实施例中，所述终端设备预先建立一个球体模型，所述球体模型与所述全景视频相对应，所述球体模型的旋转与所述全景视频的旋转相对应。
在一些实施例中，所述终端设备可以利用OpenGL轨迹球的原理将二维的坐标点映射到球体模型，从而实现二维位移的变化到球体模型的旋转变化。当用户手指在球体模型球面的范围内移动时，也即当用户触摸显示屏幕且从一个位置点移动到显示屏幕的另一个位置点时，所述球体模型就会以显示屏幕中心点为中心进行相应的旋转，且用户移动到的越长，球体模型旋转的角度就越大，对应的所述全景视频的视角变化的就越大。
在一些实施例中，所述球体模型可以为：以所述显示屏幕中心为球心，X轴向右，Y轴向上，Z轴垂直于所述显示屏幕且指向所述显示屏幕之外，建立一个如(1-1)所示的几何方程：
r2＝x2+y2+z2 (1-1)
其中，r代表球体模型的半径，x代表X轴上的坐标值，y代表Y轴上的坐标值，z代表Z轴上的坐标值。
假如，用户手指触摸所述显示屏幕的初位置为点p1(x1,y1)，末位置为点p2(x2,y2)。所述初位置点p1(x1,y1)被映射到球体模型球面上的点p1'(x1,y1)，所述末位置点p2(x2,y2)被映射到所述球面上的点p2'(x2,y2)，即当用户手指在所述显示屏幕上从点p1(x1,y1)移动到点p2(x2,y2)，对应的在球面上就是从点p1'(x1,y1)移动到点p2'(x2,y2)。
点p1'(x1,y1)与所述球面形成向量V1，点p2'(x2,y2)与所述球面形成向量V2，，从而将所述显示屏幕上触摸点的移动转化成了从向量V1(计算公式如下式(1-3))到向量V2间的变化。(计算公式如下式(1-4))。
向量V1和向量V2的叉乘得到的向量即是所述球体模型的旋转轴N(计算公式如下式(1-5))，向量V1到向量V2的转角量就是所述球体模型的旋转角度θ(计算公式如下式(1-6))。
N＝V1×V2 (1-5)
θ＝arc cos V1·V2 (1-6)
S14，所述终端设备根据所述旋转角度改变所述全景视频画面的视角。
在本实施例中，所述球体模型的旋转角度与所述全景视频的播放画面的视角相同，即所述球体模型转动多少角度，所述全景视频画面的视角相应变化多少角度。在本实施例中，所述终端设备计算所述二维位移信息的刷新频率均大于所述显示屏幕每秒刷新的频率。
需要说明的是，更加流畅的播放全景视频还需要在播放的过程能够实时实现全景视频画面的视角无缝拼接技术。
参阅图2所示，为本发明全景视频画面的视角无缝拼接方法较佳实施例的方法流程图。所述较佳实施例中的方法由所述终端设备所执行。根据不同的需求，图2所示流程图中的执行顺序可以改变，某些可以省略。
S21，终端设备根据所述旋转角度计算出全景视频画面的视角变化。
本实施例中，可以采用6路摄像机拍摄视频，所述摄像机可以为广角全景摄像机，每个广角全景摄像机的拍摄角度为120度。在具体安置6路摄像机的位置时，可以将6路摄像机共中心放置，呈中心开花状，以保证6路摄像机间的相对位置及拍摄角度固定。各摄像机采取串联的方式连接，以保证全景视频图像信息同步采集。
本实施例中，定义F为全景视频，则F(t)为对应t时刻的一帧视频帧数据。一帧视频帧数据包括三维球体空间的所有信息，可以通过前视、后视、左视、右视、仰视、俯视六种视角来表达三维球型空间的所有信息。这样全景视频视角画面拼接模型就可以由所述六种视角信息所建立。
本实施例中，所述终端设备根据所述球体模型的转动轴N(式(1-5))和所述球体模型的旋转角度θ(式(1-6))计算出全景视频画面的视角变化信息为X(σ1，σ2)，其中σ1为所述旋转角度θ在垂直方向上的投影角度，对应前视、后视、仰视、俯视，σ2为所述旋转角度θ在水平方向上的投影角度。
假设全景视频画面的旧视角为Y1(σ1，σ2)，则全景视频画面的新视角Y2(σ1，σ2)＝Y1(σ1，σ2)+X(σ1，σ2)。
S22，终端设备根据所述全景视频视角画面拼接模型对不同视角下的全景视频的画面进行拼接。
本实施例中，当所述终端设备接收到来自6路拍摄机的全景视频图像时，将对6路全景视频图像投影到所述球体模型球面上后进行实时的无缝拼接融合，形成一路具有水平360度*垂直360度的球面全景视频。
新视角下全景视频画面的拼接通过所述全景视频视角画面拼接模型确定，所述终端设备建立的所述全景视频视角画面拼接模型可以参阅图3所示的六种视角示意图。
所述全景视频视角画面拼接模型为：
0°≤σ1≤90°，对应拼接前视画面和仰视画面；
90°<σ1≤180°，对应拼接后视画面和仰视画面；
180°<σ1≤270°，对应拼接后视画面和俯视画面；
270°<σ1≤360°，对应拼接前视画面和俯视画面；
0°≤σ2≤90°，对应拼接前视画面和左视画面；
90°<σ2≤180°，对应拼接后视画面和左视画面；
180°<σ2≤270°，对应拼接后视画面和右视画面；
270°<σ2≤360°，对应拼接前视画面和右视画面。
当旋转角度θ在垂直方向上的投影角度σ1处于0°-90°之间时，终端设备可以拼接前视画面和仰视画面；当σ1处于90°-180°之间时，终端设备可以拼接后视画面和仰视画面；当σ1处于180°-270°之间时，终端设备可以拼接后视画面和俯视画面；当σ1处于90°-180°之间时，终端设备可以拼接前视画面和俯视画面。
当旋转角度θ在水平方向上的投影角度σ2处于0°-90°之间时，终端设备可以拼接前视画面和左视画面；当σ2处于90°-180°之间时，终端设备可以拼接后视画面和左视画面；当σ2处于180°-270°之间时，终端设备可以拼接后视画面和右视画面；当σ2处于90°-180°之间时，终端设备可以拼接前视画面和右视画面。
结合旋转角度θ在水平方向上的投影角度σ2及在垂直方向上的投影角度σ1可得知，当用户手指在所述显示屏幕上从一点移动到另一点时，终端设备可以计算出二维位移信息，根据映射关系由所述二维位移信息计算出球体模型的旋转角度θ，然后将旋转角度θ分别向水平方向和垂直方向进行投影，接着根据投影后的角度的大小，实现不同视角画面的拼接。例如，σ1处于0°-90°之间而σ2处于90°-180°之间时，终端设备拼接前视画面和仰视画面，同时拼接后视画面和左视画面。
本实施例中，所述终端设备将6路视频流中的同步帧都一一对应起来。对一组同步的视频帧进行全景拼接，将拼接后的视频图像投影到所述球体模型上，即得到一个初步拼接的全景视频帧画面显示给用户。
在其他实施例中，所述终端设备还可以对所述初步拼接的全景视频帧采用平滑策略消除全景视频帧中的拼接裂缝和重影部分。
综上所述，本发明所述的播放全景视频的方法，实现了通过手指更加精确的控制全景视频的播放，控制播放全景视频时不需要晃动终端设备，因而也不需要用户调整观看方向，带来更好的观看体验。
以上所述，仅是本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
上述图1～2详细介绍了本发明的播放全景视频的方法，下面结合第4～5图，分别对实现上述播放全景视频的方法的终端设备的硬件结构及功能模块进行介绍。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
如图4所示，是实现本发明所述播放全景视频的方法的终端设备的硬件结构示意图。
在本发明较佳实施例中，所述终端设备1包括存储器11、至少一个处理器12、至少一条通信总线13、接收器14、发送器15、显示屏幕16及至少一个传感器17。本领域技术人员应该了解，图4示出的终端设备的结构并不构成本发明实施例的限定，既可以是总线型结构，也可以是星形结构，所述终端设备1还可以包括比图示更多或更少的其他硬件或者软件，或者不同的部件布置。
在一些实施例中，所述终端设备1包括一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的终端设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路、可编程门阵列、数字处理器、嵌入式设备等。所述终端设备1还可包括用户设备，所述用户设备包括但不限于任何一种可与用户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互的电子产品，例如，个人计算机、平板电脑、智能手机、智能式穿戴设备等。
需要说明的是，所述终端设备1仅为举例，其他现有的或今后可能出现的电子产品如可适应于本发明，也应包含在本发明的保护范围以内，并以引用方式包含于此。
在一些实施例中，所述存储器11用于存储程序代码和各种数据，例如安装在所述终端设备1中的智能识别配置文件的系统，并在终端设备1的运行过程中实现高速、自动地完成程序或数据的存取。所述存储器11包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-time Programmable Read-Only Memory，OTPROM)、电子擦除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
在本实施例中，所述存储器11预先存储有球体模型及全景视频视角画面拼接模型。所述球体模型与全景视频相对应，所述全景视频视角画面拼接模型用于对全景视频画面的视角进行拼接。
在一些实施例中，所述至少一个处理器12可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(Central Processing unit，CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述至少一个处理器12是所述终端设备1的控制核心(Control Unit)，利用各种接口和线路连接整个终端设备1的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块，以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行终端设备1的各种功能和处理数据，例如执行播放全景视频的系统。
在一些实施例中，所述至少一条通信总线13被设置为实现所述存储器11、所述至少一个处理器12、所述接收器14、所述发送器15、所述显示屏幕16以及所示至少一个传感器17等之间的连接通信。
在一些实施例中，所述接收器14和所述发送器15可以是有线发送端口，也可以为无线设备，例如包括天线装置，用于与其他设备进行数据通信。
在一些实施例中，所述显示屏幕16可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及终端设备1的各种图形用户接口，这些图形用户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。所述显示屏幕16可包括显示面板，可选的，可以采用液晶显示屏幕(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)等形式来配置显示面板。
所述显示屏幕16还可以包括触摸面板。如果所述显示屏幕16包括触摸面板，所述显示屏幕16可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。上述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与上述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。所述显示面板与所述触摸面板可以作为两个独立的部件来实现输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将所述显示面板与所述触摸面板进行集成而实现输入和输出功能。
在一些实施例中，所述至少一种传感器17，可以是比如指纹传感器、光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，指纹传感器可以包括光学指纹传感器和半导体指纹传感器，能够实现指纹自动采集并将采集到的指纹触摸位置信号传送给所述至少一个处理器12。光传感器可以包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可以根据环境光线的明暗来调节所述显示屏幕16的亮度，接近传感器可在终端设备1移动到耳边时，关闭所述显示屏幕16和/或背光。作为运动传感器的一种，重力加速度传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别终端设备1姿态的应用(比如，横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如，计步器、敲击等)。至于终端设备1还可配置的陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。
尽管未示出，所述终端设备1还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与所述至少一个处理器12逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述终端设备1还可以包括摄像头、蓝牙模块等，在此不再赘述。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
参阅图5所示，是本发明播放全景视频的系统10的较佳实施例中的功能模块图。
在一些实施例中，所述播放全景视频的系统10运行于所述终端设备1中。所述播放全景视频的系统10可以包括多个由程序代码段所组成的功能模块。所述播放全景视频的系统10中的各个程序段的程序代码可以存储于所述存储器11中，并由所述至少一个处理器12所执行，以执行(详见图1和图2中描述)对全景视频的播放。
本实施例中，所述播放全景视频的系统10根据其所执行的功能，可以被划分为多个功能模块。所述功能模块可以包括：视频显示模块100、第一计算模块101、第二计算模块102、模型建立模块103、视角改变模块104及画面拼接模块105。
在一些实施例中，所述第一计算模块101分别连接所述视频显示模块100及所述第二计算模块102，所述第二计算模块102还连接所述画面拼接模块105，即所述播放全景视频的系统10可以依次执行所述视频显示模块100、所述第一计算模块101、所述第二计算模块102及所述画面拼接模块105。在其他实施例中，所述模块之间的连接关系不限于上述所指明的，所述播放全景视频的系统10执行各模块的顺序也可以改变。
本发明所称的模块是指一种能够被至少一个处理器12所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在所述存储器11中。在本实施例中，关于各模块的功能将在后续的实施例中详述。
所述视频显示模块100，用于在导航模式下显示全景视频。
在一些实施例中，所述终端设备1包括至少两种模式：普通模式及导航模式。所述普通模式与导航模式之间可以相互切换，当终端设备1接收到导航模式的切换指令时，将所述普通模式切换为所述导航模式，当终端设备1接收到普通模式的切换指令时，将所述导航模式切换为所述普通模式。其中，所述导航模式的切换指令可以理解为所述终端设备1触发的切换为导航模式的启动指令，所述普通模式的切换指令可以理解为所述终端设备1触发的切换为普通模式的启动指令。
在一些实施例中，所述导航模式的切换指令可以通过以下一种或多种组合的方式触发：执行预设的切换操作，执行预设的语音指令等。所述切换指令一般是通过用户的手指敲击所述终端设备1的显示屏幕16上的任意位置而产生，也可以是通过触控笔或其他硬物，比如笔杆、钥匙等敲击所述显示屏幕16而产生。优选为用户用手指敲击或者触摸所述显示屏幕16，所述终端设备1接收到切换信号，产生对应的切换指令。本发明所述的切换指令除上述例举的，还可以包括其他指令，本文对此不作限制，也不一一例举。以下均以用户手指操作为例进行详细说明。
在所述普通模式下，终端设备1侦测到所述显示屏幕16上接收到用户手指的触控信号时，利用所述至少一个传感器17(例如，指纹传感器)识别用户手指的指纹特征信息。在所述导航模式下，终端设备1侦测到所述显示屏幕16上接收到用户手指的触控信号时，不再识别用户手指的指纹特征信息，而是采集用户手指在所述终端设备1显示屏幕16上的触摸位置信息。所述触摸位置信息包括所述显示屏幕16上的触摸位置坐标点值。
所述第一计算模块101，用于计算在所述显示屏幕上所执行的触控操作在移动时产生的二维位移信息。
在一些实施例中，当用户手指从所述显示屏幕16的一个位置(初位置)移动到所述显示屏幕16的另一个位置(末位置)时产生的这种位置的变化可以用二维位移信息来表示。所述二维位移信息是一个有大小和方向的物理量，是由初位置到末位置的直线距离，方向为从初位置指向末位置。
所述第二计算模块102，用于根据所述二维位移信息计算出预先建立的球体模型的旋转角度。
在一些实施例中，所述模型建立模块103预先建立一个球体模型，所述球体模型与所述全景视频相对应，所述球体模型的旋转与所述全景视频的旋转相对应。
在一些实施例中，所述终端设备可以利用OpenGL轨迹球的原理将二维的坐标点映射到球体模型，从而实现二维位移的变化到球体模型的旋转变化。当用户手指在球体模型球面的范围内移动时，也即当用户触摸显示屏幕且从一个位置点移动到显示屏幕的另一个位置点时，所述球体模型就会以显示屏幕中心点为中心进行相应的旋转，且用户移动到的越长，球体模型旋转的角度就越大，对应的所述全景视频的视角变化的就越大。
在一些实施例中，所述球体模型可以为：以所述显示屏幕16中心为球心，X轴向右，Y轴向上，Z轴垂直于所述显示屏幕16且指向所述显示屏幕16之外，建立一个如(1-1)所示的几何方程：
r2＝x2+y2+z2 (1-1)
其中，r代表球体模型的半径，x代表X轴上的坐标值，y代表Y轴上的坐标值，z代表Z轴上的坐标值。
假如，用户手指触摸所述显示屏幕的初位置为点p1(x1,y1)，末位置为点p2(x2,y2)。所述初位置点p1(x1,y1)被映射到球体模型球面上的点p1'(x1,y1)，所述末位置点p2(x2,y2)被映射到所述球面上的点p2'(x2,y2)，即当用户手指在所述显示屏幕上从点p1(x1,y1)移动到点p2(x2,y2)，对应的在球面上就是从点p1'(x1,y1)移动到点p2'(x2,y2)。
点p1'(x1,y1)与所述球面形成向量V1，点p2'(x2,y2)与所述球面形成向量V2，，从而将所述显示屏幕上触摸点的移动转化成了从向量V1(计算公式如下式(1-3))到向量V2间的变化。(计算公式如下式(1-4))。
向量V1和向量V2的叉乘得到的向量即是所述球体模型的旋转轴N(计算公式如下式(1-5))，向量V1到向量V2的转角量就是所述球体模型的旋转角度θ(计算公式如下式(1-6))。
N＝V1×V2 (1-5)
θ＝arc cos V1·V2 (1-6)
所述视角改变模块104，用于根据所述旋转角度改变所述全景视频画面的视角。
在本实施例中，所述球体模型的旋转角度与所述全景视频的播放画面的视角相同，即所述球体模型转动多少角度，所述全景视频画面的视角相应变化多少角度。在本实施例中，所述第一计算模块101计算所述二维位移信息的刷新频率均大于所述显示屏幕16每秒刷新的频率。
需要说明的是，更加流畅的播放全景视频还需要在播放的过程能够实时实现全景视频画面的视角无缝拼接技术。
所述第二计算模块102，还用于根据所述旋转角度计算出全景视频画面的视角变化。
本实施例中，可以采用6路摄像机拍摄视频，所述摄像机可以为广角全景摄像机，每个广角全景摄像机的拍摄角度为120度。在具体安置6路摄像机的位置时，可以将6路摄像机共中心放置，呈中心开花状，以保证6路摄像机间的相对位置及拍摄角度固定。各摄像机采取串联的方式连接，以保证全景视频图像信息同步采集。
本实施例中，定义F为全景视频，则F(t)为对应t时刻的一帧视频帧数据。一帧视频帧数据包括三维球体空间的所有信息，可以通过前视、后视、左视、右视、仰视、俯视六种视角来表达三维球型空间的所有信息。这样全景视频视角画面拼接模型就可以由所述六种视角信息所建立。
本实施例中，所述第二计算模块102根据所述球体模型的转动轴N(式(1-5))和所述球体模型的旋转角度θ(式(1-6))计算出全景视频画面的视角变化信息为X(σ1，σ2)，其中σ1为所述旋转角度θ在垂直方向上的投影角度，对应前视、后视、仰视、俯视，σ2为所述旋转角度θ在水平方向上的投影角度。
假设全景视频画面的旧视角为Y1(σ1，σ2)，则全景视频画面的新视角Y2(σ1，σ2)＝Y1(σ1，σ2)+X(σ1，σ2)。
所述画面拼接模块105，用于根据所述全景视频视角画面拼接模型对不同视角下的全景视频的画面进行拼接。
本实施例中，当所述画面拼接模块105接收到来自6路拍摄机的全景视频图像时，将对6路全景视频图像投影到所述球体模型球面上后进行实时的无缝拼接融合，形成一路具有水平360度*垂直360度的球面全景视频。
新视角下全景视频画面的拼接通过所述全景视频视角画面拼接模型确定，所述模型建立模块103建立的所述全景视频视角画面拼接模型可以参阅图3所示的六种视角示意图。
0°≤σ1≤90°，对应拼接前视画面和仰视画面；
90°<σ1≤180°，对应拼接后视画面和仰视画面；
180°<σ1≤270°，对应拼接后视画面和俯视画面；
270°<σ1≤360°，对应拼接前视画面和俯视画面；
0°≤σ2≤90°，对应拼接前视画面和左视画面；
90°<σ2≤180°，对应拼接后视画面和左视画面；
180°<σ2≤270°，对应拼接后视画面和右视画面；
270°<σ2≤360°，对应拼接前视画面和右视画面。
当旋转角度θ在垂直方向上的投影角度σ1处于0°-90°之间时，所述画面拼接模块105可以拼接前视画面和仰视画面；当σ1处于90°-180°之间时，所述画面拼接模块105可以拼接后视画面和仰视画面；当σ1处于180°-270°之间时，所述画面拼接模块105可以拼接后视画面和俯视画面；当σ1处于90°-180°之间时，所述画面拼接模块105可以拼接前视画面和俯视画面。
当旋转角度θ在水平方向上的投影角度σ2处于0°-90°之间时，所述画面拼接模块105可以拼接前视画面和左视画面；当σ2处于90°-180°之间时，所述画面拼接模块105可以拼接后视画面和左视画面；当σ2处于180°-270°之间时，所述画面拼接模块105可以拼接后视画面和右视画面；当σ2处于90°-180°之间时，所述画面拼接模块105可以拼接前视画面和右视画面。
结合旋转角度θ在水平方向上的投影角度σ2及在垂直方向上的投影角度σ1可得知，当用户手指在所述显示屏幕上从一点移动到另一点时，所述第一计算模块101可以计算出二维位移信息，所述第二计算模块12根据映射关系由所述二维位移信息计算出球体模型的旋转角度θ，然后将旋转角度θ分别向水平方向和垂直方向进行投影，所述画面拼接模块105接着根据投影后的角度的大小，实现不同视角画面的拼接。例如，σ1处于0°-90°之间而σ2处于90°-180°之间时，终端设备拼接前视画面和仰视画面，同时拼接后视画面和左视画面。
本实施例中，所述画面拼接模块105将6路视频流中的同步帧都一一对应起来。对一组同步的视频帧进行全景拼接，将拼接后的视频图像投影到所述球体模型上，即得到一个初步拼接的全景视频帧画面显示给用户。
在其他实施例中，所述画面拼接模块105还可以对所述初步拼接的全景视频帧采用平滑策略消除全景视频帧中的拼接裂缝和重影部分。
综上所述，本发明所述的播放全景视频的系统10，实现了通过手指控制全景视频的播放，控制更加精确，控制播放全景视频时不需要晃动终端设备，因而也不需要用户调整观看方向，带来更好的观看体验。
上述以软件功能模块的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块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，终端设备，或者网络设备等)或处理器(proce s sor)执行本发明各个实施例所述方法的部分。
在进一步的实施例中，结合图1和图2，所述至少一个处理器12可执行所述终端设备1的操作系统以及安装的各类应用程序(如所述的播放全景视频的系统10)、程序代码等，例如，上述的各个模块，包括所述：视频显示模块100、第一计算模块101、第二计算模块102、模型建立模块103、视角改变模块104及画面拼接模块105。
所述存储器11中存储有程序代码，且所述至少一个处理器12可调用所述存储器11中存储的程序代码以执行相关的功能。例如，图4中所述的各个模块(例如，视频显示模块100、第一计算模块101、第二计算模块102、模型建立模块103、视角改变模块104及画面拼接模块105等)是存储在所述存储器11中的程序代码，并由所述至少一个处理器12所执行，从而实现所述各个模块的功能以达到精确控制播放全景视频的目的。
在本发明的一个实施例中，所述存储器11存储多个指令，所述多个指令被所述至少一个处理器12所执行以实现播放全景视频。具体而言，所述至少一个处理器12对所述多个指令的执行包括：
在导航模式下显示全景视频；
计算在所述显示屏幕上所执行的触控操作在移动时产生的二维位移信息；
根据所述二维位移信息计算出预先建立的球体模型的旋转角度；及
根据所述旋转角度改变所述全景视频画面的视角。
在一个优选实施例中，所述二维位移信息包括：
所述触控操作的初位置点p1(x1,y1)及末位置点p2(x2,y2)。
在一个优选实施例中，所述根据所述二维位移信息计算出预先建立的球体模型的旋转角度包括：
将所述初位置点p1(x1,y1)映射到所述球体模型球面上的点p1'(x1,y1)，将所述末位置点p2(x2,y2)映射到所述球面上的点p2'(x2,y2)，所述球体模型以所述显示屏幕中心为球心，X轴向右，Y轴向上，Z轴垂直于所述显示屏幕且指向所述显示屏幕之外；
点p1'(x1,y1)与所述球面形成向量V1，点p2'(x2,y2)与所述球面形成向量V2；
根据所述向量V1及所述向量计算所述球体模型的旋转角度θ。
在一个优选实施例中，所述根据所述旋转角度改变所述全景视频画面的视角包括：对全景视频画面的视角进行无缝拼接，包括：
根据所述旋转角度θ计算出全景视频画面的视角变化X(σ，1σ2)，其中σ1为所述旋转角度θ在垂直方向上的投影角度，σ2为所述旋转角度θ在水平方向上的投影角度；及
根据所述全景视频视角画面拼接模型对不同视角下的全景视频的画面进行拼接。
在一个优选实施例中，所述根据所述全景视频视角画面拼接模型对不同视角下的全景视频的画面进行拼接包括：
当σ1处于0°-90°之间时，拼接前视画面和仰视画面；当σ1处于90°-180°之间时，拼接后视画面和仰视画面；当σ1处于180°-270°之间时，拼接后视画面和俯视画面；当σ1处于90°-180°之间时，拼接前视画面和俯视画面；
当σ2处于0°-90°之间时，拼接前视画面和左视画面；当σ2处于90°-180°之间时，后视画面和左视画面；当σ2处于180°-270°之间时，后视画面和右视画面；当σ2处于90°-180°之间时，拼接前视画面和右视画面
具体地，所述至少一个处理器12对上述指令的具体实现方法可参考图1对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种播放全景视频的方法，应用于终端设备中，所述终端设备包括显示屏幕，其特征在于，所述方法包括：
在导航模式下显示全景视频；
计算在所述显示屏幕上所执行的触控操作在移动时产生的二维位移信息；
根据所述二维位移信息计算出预先建立的球体模型的旋转角度；及
根据所述旋转角度改变所述全景视频画面的视角。
2.如权利要求1所述的播放全景视频的方法，其特征在于，所述二维位移信息包括：
所述触控操作的初位置点p1(x1,y1)及末位置点p2(x2,y2)。
3.如权利要求2所述的播放全景视频的方法，其特征在于，所述根据所述二维位移信息计算出预先建立的球体模型的旋转角度包括：
将所述初位置点p1(x1,y1)映射到所述球体模型球面上的点p1'(x1,y1)，将所述末位置点p2(x2,y2)映射到所述球面上的点p2'(x2,y2)，所述球体模型以所述显示屏幕中心为球心，X轴向右，Y轴向上，Z轴垂直于所述显示屏幕且指向所述显示屏幕之外；
点p1'(x1,y1)与所述球面形成向量V1，点p2'(x2,y2)与所述球面形成向量V2；
根据所述向量V1和所述向量V2计算所述球体模型的旋转角度θ。
4.如权利要求3所述的播放全景视频的方法，其特征在于，所述根据所述旋转角度改变所述全景视频画面的视角包括：对不同视角下的全景视频的画面进行无缝拼接，包括：
根据所述旋转角度θ计算出全景视频画面的视角变化X(σ，1σ2)，其中σ1为所述旋转角度θ在垂直方向上的投影角度，σ2为所述旋转角度θ在水平方向上的投影角度；及
根据预先建立的全景视频视角画面拼接模型对不同视角下的全景视频的画面进行拼接。
5.如权利要求4所述的播放全景视频的方法，其特征在于，所述根据预先建立的全景视频视角画面拼接模型对不同视角下的全景视频的画面进行拼接包括：
当σ1处于0°-90°之间时，拼接前视画面和仰视画面；当σ1处于90°-180°之间时，拼接后视画面和仰视画面；当σ1处于180°-270°之间时，拼接后视画面和俯视画面；当σ1处于90°-180°之间时，拼接前视画面和俯视画面；
当σ2处于0°-90°之间时，拼接前视画面和左视画面；当σ2处于90°-180°之间时，后视画面和左视画面；当σ2处于180°-270°之间时，后视画面和右视画面；当σ2处于90°-180°之间时，拼接前视画面和右视画面。
6.一种播放全景视频的系统，应用于终端设备中，所述终端设备包括显示屏幕，其特征在于，所述系统包括：
视频显示模块，用于在导航模式下显示全景视频；
第一计算模块，用于计算在所述显示屏幕上所执行的触控操作在移动时产生的二维位移信息；
第二计算模块，用于根据所述二维位移信息计算出预先建立的球体模型的旋转角度；及
视角改变模块，用于根据所述旋转角度改变所述全景视频画面的视角。
7.如权利要求6所述的播放全景视频的系统，其特征在于，所述二维位移信息包括：
所述触控操作的初位置点p1(x1,y1)点及末位置点p2(x2,y2)。
8.如权利要求7所述的播放全景视频的系统，其特征在于，所述第二计算模块用于：
将所述初位置点p1(x1,y1)映射到所述球体模型球面上的点p1'(x1,y1)，将所述末位置点p2(x2,y2)映射到所述球面上的点p2'(x2,y2)，所述球体模型以所述显示屏幕中心为球心，X轴向右，Y轴向上，Z轴垂直于所述显示屏幕且指向所述显示屏幕之外；
点p1'(x1,y1)与所述球面形成向量V1，点p2'(x2,y2)与所述球面形成向量V2；
根据所述向量V1和所述向量V2计算所述球体模型的旋转角度θ。
9.如权利要求8所述的播放全景视频的系统，其特征在于，所述系统还包括：
画面拼接模块，用于对不同视角下的全景视频的画面进行无缝拼接，包括：
根据所述旋转角度θ计算出全景视频画面的视角变化X(σ，1σ2)，其中σ1为所述旋转角度θ在垂直方向上的投影角度，σ2为所述旋转角度θ在水平方向上的投影角度；及
根据预先建立的全景视频视角画面拼接模型对不同视角下的全景视频的画面进行拼接。
10.如权利要求9所述的播放全景视频的系统，其特征在于，所述画面拼接模块根据所述全景视频视角画面拼接模型对不同视角下的全景视频的画面进行拼接包括：
当σ1处于0°-90°之间时，拼接前视画面和仰视画面；当σ1处于90°-180°之间时，拼接后视画面和仰视画面；当σ1处于180°-270°之间时，拼接后视画面和俯视画面；当σ1处于90°-180°之间时，拼接前视画面和俯视画面；
当σ2处于0°-90°之间时，拼接前视画面和左视画面；当σ2处于90°-180°之间时，后视画面和左视画面；当σ2处于180°-270°之间时，后视画面和右视画面；当σ2处于90°-180°之间时，拼接前视画面和右视画面。
11.一种终端设备，用于播放全景视频，其特征在于，所述终端设备包括显示屏幕、存储器和处理器，其中，
所述存储器，用于存储程序代码；
所述处理器执行所述程序代码，以实现：在导航模式下显示全景视频；计算在所述显示屏幕上所执行的触控操作在移动时产生的二维位移信息；根据所述二维位移信息计算出预先建立的球体模型的旋转角度；及根据所述旋转角度改变所述全景视频画面的视角。
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