CN107610139A - 用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置，包括环形壁，在所述环形壁的内表面设置有标定图，所述标定图具有与所述环形壁的圆周平行的第一边缘，且所述标定图的表面不反光。本发明还公开一种应用上述装置实现消除360度拍摄图像重叠偏差的方法。本方法应用上述装置，可以确定用于拍摄360度全景图像的摄像模组中第一摄像头拍摄图像的无效区域和第二摄像头拍摄图像的无效区域，通过对第一摄像头拍摄图像和第二摄像头拍摄图像的裁剪，实现了消除摄像模组拍摄图像存在的重叠偏差，与现有技术相比，方法简单、准确，耗时短。

Description

用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置及方法

技术领域

本发明涉及摄像技术领域，特别是涉及一种用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置。本发明还涉及一种消除360度拍摄图像重叠偏差的方法。

背景技术

实现360度全景拍摄有多种方案，其中一种是使用两枚鱼眼摄像头背靠背组装进行拍摄，而后将拍摄图像拼接。在实际应用中考虑到装配误差，所使用的鱼眼摄像头的视场角必须大于180度，但这种情况下，各摄像头拍摄到的图像之间势必会存在图像重叠区域。

现有技术中，裁剪重叠区域的方法是搭载摄像头的手机或者平台利用算法进行纠正，在摄像头拍摄图像后，手机或者平台后端根据拍摄图片计算出两张图片的重叠区域然后裁剪，但在实际应用场景中，由于拍摄场景复杂，因此计算图像重叠区域需要十分复杂的算法，这也就意味着后端处理时耗时较长，另外也可能出现算法失效的情况，例如图片边缘恰好为纯色。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置及方法，与现有技术相比方法简单、准确，耗时短。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置，包括环形壁，在所述环形壁的内表面设置有标定图，所述标定图具有与所述环形壁的圆周平行的第一边缘，且所述标定图的表面不反光。

可选地，在所述环形壁的内表面设置有多个所述标定图，多个所述标定图沿所述环形壁的内表面周向间隔分布，各所述标定图的第一边缘位于同一圆周上。

可选地，多个所述标定图沿所述环形壁的内表面周向等间隔分布。

可选地，各所述标定图沿周向的长度相等。

可选地，还包括用于承载所述环形壁的平台以及用于固定摄像模组的支承机构。

可选地，还包括向所述环形壁内区域提供照明光的光源。

一种消除360度拍摄图像重叠偏差的方法，包括：

将摄像模组固定在装置环形壁内的中心处，且所述摄像模组与标定图的第一边缘处于同一平面，所述摄像模组包括两枚相背向组装的摄像头，其中，第一摄像头背向所述标定图，第二摄像头朝向所述标定图，所述装置为以上所述的用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置；

所述摄像模组拍摄图片；

在所述第一摄像头拍摄获得的图片中，将所述标定图的第一边缘所在圆周与画面边缘之间的区域确定为所述第一摄像头拍摄图片的无效区域，在所述第二摄像头拍摄获得的图片中，将所述标定图的第一边缘所在圆周与画面边缘之间的区域确定为所述第二摄像头拍摄图片的无效区域；

所述摄像模组的数据处理模块根据得到的无效区域数据，将第一摄像头拍摄到的图像的无效区域裁剪掉，将第二摄像头拍摄到的图像的无效区域裁剪掉。

可选地，所述在所述第一摄像头拍摄获得的图片中，将所述标定图的第一边缘所在圆周与画面边缘之间的区域确定为所述第一摄像头拍摄图片的无效区域，在所述第二摄像头拍摄获得的图片中，将所述标定图的第一边缘所在圆周与画面边缘之间的区域确定为所述第二摄像头拍摄图片的无效区域包括：

在所述第一摄像头拍摄获得的图片中，根据画面中心O₁到画面边缘的距离R₁以及画面中心O₁到标定图第一边缘所在圆周的距离a，计算得到第一摄像头拍摄图像中的无效区域宽度R₁-a，将无效区域宽度R₁-a作为无效区域数据；

在所述第二摄像头拍摄获得的图片中，根据画面中心O₂到画面边缘的距离R₂以及画面中心O₂到标定图第一边缘所在圆周的距离b，计算得到第二摄像头拍摄图像中的无效区域宽度R₂-b，将无效区域宽度R₂-b作为无效区域数据。

由上述技术方案可知，本发明所提供的用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置，包括环形壁，在环形壁的内表面设置有标定图，标定图具有与环形壁的圆周平行的第一边缘。

本发明所提供的消除360度拍摄图像重叠偏差的方法，首先将摄像模组固定在以上所述装置的环形壁内中心处，且摄像模组与标定图的第一边缘处于同一平面，其中摄像模组的第一摄像头背向标定图，第二摄像头朝向标定图，然后以摄像模组拍摄图片；在第一摄像头拍摄获得的图片中，将标定图的第一边缘所在圆周与画面边缘之间的区域确定为第一摄像头拍摄图片的无效区域，在第二摄像头拍摄获得的图片中，将标定图的第一边缘所在圆周与画面边缘之间的区域确定为第二摄像头拍摄图片的无效区域。在实际拍摄时，摄像模组的数据处理模块根据得到的无效区域数据对第一摄像头拍摄图像和第二摄像头拍摄图像进行裁剪。

本发明所提供的消除360度拍摄图像重叠偏差的方法，利用以上所述的装置，利用标定图的第一边缘来标定摄像模组的第一摄像头拍摄图像和第二摄像头拍摄图像的重叠区域，获取到摄像模组的第一摄像头拍摄图像中的无效区域和第二摄像头拍摄图像中的无效区域，通过对第一摄像头拍摄图像的无效区域和第二摄像头拍摄图像的无效区域裁剪，实现消除用于拍摄360度全景图像的摄像模组所拍摄图像存在的重叠偏差。与现有技术相比，本发明方法简单、准确，耗时短。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置示意图；

图2为本发明实施例中在用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置中设置摄像模组的示意图；

图3为计算摄像模组第一摄像头拍摄图像的无效区域和第二摄像头拍摄图像的无效区域的原理示意图；

图4为本发明又一实施例提供的一种用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置示意图；

图5为本发明实施例提供的一种消除360度拍摄图像重叠偏差的方法示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

请参考图1，本发明实施例提供的一种用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置，包括环形壁10，在所述环形壁10的内表面设置有标定图11，所述标定图11具有与所述环形壁10的圆周平行的第一边缘110，且所述标定图11的表面不反光。

其中，环形壁10的圆周是指与所述环形壁10的中心轴垂直的平面与所述环形壁10内表面的相交线。

本实施例装置应用于拍摄360度全景图像的摄像模组，用于消除摄像模组第一摄像头拍摄图像和第二摄像头拍摄图像拼接后存在的重叠偏差，利用该装置可以辅助计算摄像模组的第一摄像头拍摄图像和第二摄像头拍摄图像间存在的重叠区域。

使用本装置计算摄像模组的两个摄像头拍摄图像之间的重叠区域，具体包括以下步骤：

S20：将摄像模组固定在装置环形壁内的中心处，且所述摄像模组与标定图的第一边缘处于同一平面，所述摄像模组包括两枚相背向组装的摄像头，其中，第一摄像头背向所述标定图，第二摄像头朝向所述标定图，所述装置为以上所述的用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置。

本方法中，用于拍摄360度全景图像的摄像模组包括相背向组装的第一摄像头1和第二摄像头2(也可分别称为前摄像头和后摄像头)。

本步骤中，可参考图2，将摄像模组固定在装置环形壁10的中心处，并且摄像模组与标定图11的第一边缘处于同一平面，即摄像模组位于与环形壁10中心轴垂直的、且为标定图11第一边缘所在的平面上。

第一摄像头1背向标定图，第二摄像头2朝向标定图，在环形壁10水平放置的状态下，具体为第一摄像头1朝向上方，第二摄像头2朝向下方。

S21：所述摄像模组拍摄图片。

经过上步骤将摄像模组固定后，使用摄像模组的两个摄像头同时拍摄，对应获得两幅图片。

S22：在所述第一摄像头拍摄获得的图片中，将所述标定图的第一边缘所在圆周与画面边缘之间的区域确定为所述第一摄像头拍摄图片的无效区域，在所述第二摄像头拍摄获得的图片中，将所述标定图的第一边缘所在圆周与画面边缘之间的区域确定为所述第二摄像头拍摄图片的无效区域。

第一摄像头1和第二摄像头2的视场角均大于180度，在两个摄像头拍摄到的图片中都会出现标定图11。本方法中，利用了标定图11的第一边缘110来标定第一摄像头拍摄图像和第二摄像头拍摄图像的重叠区域。

请参考图3，若将两幅图片以图片中标定图11的第一边缘所在圆周为拼接线，将两辅图片拼接，在拼接后得到的图像中，两幅图片画面的边缘线之间的区域即为两幅图片的重叠区域。第一摄像头1拍摄图片的画面中心为O₁，画面中心O₁到画面边缘的距离为R₁，画面中心O₁到标定图11第一边缘所在圆周的距离为a；第二摄像头2拍摄图片的画面中心为O₂，画面中心O₂到画面边缘的距离为R₂，画面中心O₂到标定图11第一边缘所在圆周的距离为b。

本方法中，在第一摄像头1拍摄图片中，将标定图11第一边缘所在圆周与画面边缘之间的区域确定为第一摄像头拍摄图片的无效区域；在第二摄像头2拍摄获得的图片中，将标定图11第一边缘所在圆周与画面边缘之间的区域确定为第二摄像头2拍摄图片的无效区域。

在处理运算时，在第一摄像头1拍摄图片中，根据画面中心O₁到画面边缘的距离R₁以及画面中心O₁到标定图11第一边缘所在圆周的距离a，计算得到第一摄像头1拍摄图像中的无效区域宽度为R₁-a，将无效区域宽度R₁-a作为无效区域数据，根据这一数据可以确定出第一摄像头1拍摄图像中的无效区域。在第二摄像头2拍摄图片中，根据画面中心O₂到画面边缘的距离R₂以及画面中心O₂到标定图11第一边缘所在圆周的距离b，计算得到第二摄像头2拍摄图像中的无效区域宽度为R₂-b，将无效区域宽度R₂-b作为无效区域数据，根据这一数据可以在第二摄像头1拍摄图像中划分出无效区域。

将得到的第一摄像头和第二摄像头的无效区域数据记录到摄像模组的数据处理模块中，在实际拍摄中，数据处理模块根据记录的无效区域数据，将第一摄像头拍摄到的图像的无效区域裁剪掉，将第二摄像头拍摄到的图像的无效区域裁剪掉，将裁剪后的图像拼接，即可得到消除了重叠偏差的360度全集图像。

可以看出，应用本实施例用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置，利用标定图的第一边缘来标定摄像模组的第一摄像头拍摄图像和第二摄像头拍摄图像的重叠区域，获取到摄像模组的第一摄像头拍摄图像的无效区域和第二摄像头拍摄图像的无效区域，以通过对第一摄像头拍摄图像和第二摄像头拍摄图像裁剪，实现消除用于拍摄360度全景图像的摄像模组所拍摄图像存在的重叠偏差。与现有技术相比本方法简单、准确，耗时短。

本实施例用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置，所述标定图的表面不反光，使得在摄像模组拍摄的图像中标定图与周围场景对比明显，能够明显地显示出，使标定图边缘明显地显示出，方便计算。示例性的，标定图的表面可以是黑色。

本实施例中，对标定图11的形状不做限定，只要满足标定图11具有与环形壁的圆周平行的边缘即可，在具体实施时标定图可以是各种形状，均在本发明保护范围内。

在环形壁10的内表面可以设置一个标定图11，可参考图1所示。

请参考图4，在所述环形壁10的内表面也可以设置多个标定图11，多个标定图11沿所述环形壁10的内表面周向间隔分布，各所述标定图11的第一边缘110位于同一圆周上。在环形壁10内表面的各个方向位置间隔设置标定图11，可以使得在拍摄图片中计算标定图的边缘位置以及无效区域宽度时，使各个方向位置的数据计算更准确，提高对图像处理的准确性。

优选的，多个所述标定图11沿所述环形壁10的内表面周向等间隔分布，即各标定图之间的间隔距离相等。其中，各标定图11沿周向的长度可以相等，也可以不相等，都在本发明保护范围内。

进一步的，可参考图4，本实施例用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置还包括：用于承载所述环形壁的平台12以及用于固定摄像模组的支承机构。通过平台12将环形壁安装和固定，在实际操作中可以将环形壁10水平放置在平台12上进行操作，可通过支承机构将摄像模组固定在环形壁内对应位置处。

进一步的，本实施例装置还包括向所述环形壁10内区域提供照明光的光源13。在实验过程中由光源为环形壁内区域提供照明光，为摄像模组拍摄图像提供照明。

在一种具体实例中，在环形壁10内表面设置有多个标定图11，标定图的形状为方形，标定图11沿周向的长度为20度对应的弧长，各标定图11之间的角度间隔为20度。环形壁10内表面为白色，标定图11表面为黑色，标定图11的高度为环形壁10内表面高度的一半。

相应的，请参考图5，本发明实施例还提供一种消除360度拍摄图像重叠偏差的方法，包括步骤：

S30：将摄像模组固定在装置环形壁内的中心处，且所述摄像模组与标定图的第一边缘处于同一平面，所述摄像模组包括两枚相背向组装的摄像头，其中，第一摄像头背向所述标定图，第二摄像头朝向所述标定图，所述装置为以上所述的用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置。

本方法中，用于拍摄360度全景图像的摄像模组包括相背向组装的第一摄像头1和第二摄像头2(也可分别称为前摄像头和后摄像头)。

本步骤中，可参考图2，将摄像模组固定在装置环形壁10的中心处，并且摄像模组与标定图的第一边缘110处于同一平面，即摄像模组位于与环形壁10中心轴垂直的、且为标定图第一边缘110所在的平面上。

第一摄像头1背向标定图，第二摄像头2朝向标定图，在环形壁10水平放置的状态下，具体为第一摄像头1朝向上方，第二摄像头2朝向下方。

S31：所述摄像模组拍摄图片。

S32：在所述第一摄像头拍摄获得的图片中，将所述标定图的第一边缘所在圆周与画面边缘之间的区域确定为所述第一摄像头拍摄图片的无效区域，在所述第二摄像头拍摄获得的图片中，将所述标定图的第一边缘所在圆周与画面边缘之间的区域确定为所述第二摄像头拍摄图片的无效区域。

请参考图3，若将两幅图片以图片中标定图11的第一边缘所在圆周为拼接线，将两辅图片拼接，在拼接后得到的图像中，两幅图片画面的边缘线之间的区域即为两幅图片的重叠区域。第一摄像头1拍摄图片的画面中心为O₁，画面中心O₁到画面边缘的距离为R₁，画面中心O₁到标定图11第一边缘所在圆周的距离为a；第二摄像头2拍摄图片的画面中心为O₂，画面中心O₂到画面边缘的距离为R₂，画面中心O₂到标定图11第一边缘所在圆周的距离为b。

本方法中，在第一摄像头1拍摄图片中，将标定图11第一边缘所在圆周与画面边缘之间的区域确定为第一摄像头拍摄图片的无效区域；在第二摄像头2拍摄获得的图片中，将标定图11第一边缘所在圆周与画面边缘之间的区域确定为第二摄像头2拍摄图片的无效区域。

在处理运算时，在第一摄像头1拍摄图片中，根据画面中心O₁到画面边缘的距离R₁以及画面中心O₁到标定图11第一边缘所在圆周的距离a，计算得到第一摄像头1拍摄图像中的无效区域宽度为R₁-a，将无效区域宽度R₁-a作为无效区域数据，根据这一数据可以确定出第一摄像头1拍摄图像中的无效区域。在第二摄像头2拍摄图片中，根据画面中心O₂到画面边缘的距离R₂以及画面中心O₂到标定图11第一边缘所在圆周的距离b，计算得到第二摄像头2拍摄图像中的无效区域宽度为R₂-b，将无效区域宽度R₂-b作为无效区域数据，根据这一数据可以在第二摄像头1拍摄图像中划分出无效区域。

S33：所述摄像模组的数据处理模块根据得到的无效区域数据，将第一摄像头拍摄到的图像的无效区域裁剪掉，将第二摄像头拍摄到的图像的无效区域裁剪掉。

将得到的第一摄像头和第二摄像头的无效区域数据记录到摄像模组的数据处理模块中，在实际拍摄中，数据处理模块根据记录的无效区域数据，将第一摄像头拍摄到的图像的无效区域裁剪掉，将第二摄像头拍摄到的图像的无效区域裁剪掉，将裁剪后的图像拼接，即可得到消除了重叠偏差的360度全集图像。

可以看出，本实施例消除360度拍摄图像重叠偏差的方法，利用以上所述的装置，利用标定图的第一边缘来标定摄像模组的第一摄像头拍摄图像和第二摄像头拍摄图像的重叠区域，获取到摄像模组的第一摄像头拍摄图像的无效区域和第二摄像头拍摄图像的无效区域，通过对第一摄像头拍摄图像和第二摄像头拍摄图像裁剪，实现消除用于拍摄360度全景图像的摄像模组所拍摄图像存在的重叠偏差。与现有技术相比，本实施例方法简单、准确，耗时短。

以上对本发明所提供的用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置，其特征在于，包括环形壁，在所述环形壁的内表面设置有标定图，所述标定图具有与所述环形壁的圆周平行的第一边缘，且所述标定图的表面不反光。

2.根据权利要求1所述的用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置，其特征在于，在所述环形壁的内表面设置有多个所述标定图，多个所述标定图沿所述环形壁的内表面周向间隔分布，各所述标定图的第一边缘位于同一圆周上。

3.根据权利要求2所述的用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置，其特征在于，多个所述标定图沿所述环形壁的内表面周向等间隔分布。

4.根据权利要求3所述的用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置，其特征在于，各所述标定图沿周向的长度相等。

5.根据权利要求1-4任一项所述的用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置，其特征在于，还包括用于承载所述环形壁的平台以及用于固定摄像模组的支承机构。

6.根据权利要求1-4任一项所述的用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置，其特征在于，还包括向所述环形壁内区域提供照明光的光源。

7.一种消除360度拍摄图像重叠偏差的方法，其特征在于，包括：

将摄像模组固定在装置环形壁内的中心处，且所述摄像模组与标定图的第一边缘处于同一平面，所述摄像模组包括两枚相背向组装的摄像头，其中，第一摄像头背向所述标定图，第二摄像头朝向所述标定图，所述装置为权利要求1-6任一项所述的用于消除360度拍摄图像重叠偏差的装置；

所述摄像模组拍摄图片；

在所述第一摄像头拍摄获得的图片中，将所述标定图的第一边缘所在圆周与画面边缘之间的区域确定为所述第一摄像头拍摄图片的无效区域，在所述第二摄像头拍摄获得的图片中，将所述标定图的第一边缘所在圆周与画面边缘之间的区域确定为所述第二摄像头拍摄图片的无效区域；

所述摄像模组的数据处理模块根据得到的无效区域数据，将第一摄像头拍摄到的图像的无效区域裁剪掉，将第二摄像头拍摄到的图像的无效区域裁剪掉。

8.根据权利要求7所述的消除360度拍摄图像重叠偏差的装置，其特征在于，所述在所述第一摄像头拍摄获得的图片中，将所述标定图的第一边缘所在圆周与画面边缘之间的区域确定为所述第一摄像头拍摄图片的无效区域，在所述第二摄像头拍摄获得的图片中，将所述标定图的第一边缘所在圆周与画面边缘之间的区域确定为所述第二摄像头拍摄图片的无效区域包括：

在所述第一摄像头拍摄获得的图片中，根据画面中心O₁到画面边缘的距离R₁以及画面中心O₁到标定图第一边缘所在圆周的距离a，计算得到第一摄像头拍摄图像中的无效区域宽度R₁-a，将无效区域宽度R₁-a作为无效区域数据；

在所述第二摄像头拍摄获得的图片中，根据画面中心O₂到画面边缘的距离R₂以及画面中心O₂到标定图第一边缘所在圆周的距离b，计算得到第二摄像头拍摄图像中的无效区域宽度R₂-b，将无效区域宽度R₂-b作为无效区域数据。