CN107948488A - 移动终端与镜头组件配合实现全景拍摄的方法和镜头组件 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于全景拍摄领域,提供了一种移动终端与镜头组件配合实现全景拍摄的方法和镜头组件。所述镜头组件包括安装支架、前置镜头和后置镜头,其中,安装支架的正面和背面均设有通孔,前置镜头嵌入至安装支架的正面的通孔,后置镜头嵌入至安装支架的背面的通孔,安装支架可拆卸地套设在移动终端的摄像头区域的外面,镜头组件安装至移动终端时,前置镜头覆盖移动终端的前置摄像头,后置镜头覆盖移动终端的后置摄像头,前置镜头和后置镜头均是广角镜头或鱼眼镜头;通过安装在移动终端中的全景拍摄应用程序同时控制移动终端的前置摄像头和后置摄像头进行拍摄,配合所述前置镜头和后置镜头实现全景拍摄,成本低,不需要专用的全景相机。
Description
技术领域
本发明属于全景拍摄领域,尤其涉及一种移动终端与镜头组件配合实现全景拍摄的方法和镜头组件。
背景技术
目前,全景图片和视频都是通过专用的全景相机来拍摄的,全景相机由多个镜头组成,全景相机将多个镜头拍摄的图片和视频分别存储下来,再导出到电脑进行合成全景图片和视频。然而,专用的全景相机的成本很高,比较少人为了偶尔拍摄全景图片和视频而专门去买全景相机。因此,非常有必要提供一种成本低,且能实现全景拍摄的镜头组件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种移动终端与镜头组件配合实现全景拍摄的方法和镜头组件,旨在解决现有技术通过专用的全景相机拍摄全景图片和视频,成本很高的问题。
第一方面,本发明提供了一种镜头组件,所述镜头组件包括安装支架、前置镜头和后置镜头,其中,安装支架的正面和背面均设有通孔,前置镜头嵌入至安装支架的正面的通孔,后置镜头嵌入至安装支架的背面的通孔,安装支架可拆卸地套设在移动终端的摄像头区域的外面,镜头组件安装至移动终端时,前置镜头覆盖移动终端的前置摄像头,后置镜头覆盖移动终端的后置摄像头,前置镜头和后置镜头均是广角镜头或鱼眼镜头;通过安装在移动终端中的全景拍摄应用程序同时控制移动终端的前置摄像头和后置摄像头进行拍摄,配合所述前置镜头和后置镜头实现全景拍摄。
进一步地,所述移动终端是手机或平板电脑;所述镜头组件不遮挡移动终端的显示屏。
进一步地,所述前置镜头与移动终端的前置摄像头的光轴共轴或大致平行,所述后置镜头与移动终端的后置摄像头的光轴共轴或大致平行。
进一步地,所述前置镜头通过前置镜头套筒嵌入至安装支架的正面的通孔,后置镜头通过后置镜头套筒嵌入至安装支架的背面的通孔。
进一步地,所述前置镜头套筒和后置镜头套筒与安装支架是一体的,或者,所述前置镜头套筒和后置镜头套筒分别可拆卸地固定于安装支架上,或者,前置镜头套筒和后置镜头套筒分别与安装支架固定连接。
进一步地,所述安装支架具有环状的侧壁,形成中空的腔体,腔体的形状与移动终端的摄像头区域匹配。
进一步地,所述安装支架的正面还开设有与移动终端的喇叭位置对应的通孔。
第二方面,本发明还提供了一种移动终端与镜头组件配合实现全景拍摄的方法,所述方法包括:
移动终端启动安装在移动终端中的全景拍摄应用程序,所述移动终端安装有如上述的镜头组件;
移动终端预先建立球形全景数学模型,所述球形全景数学模型以移动终端的前置摄像头和后置摄像头的空间位置的中心对称点为球心,以所述前置摄像头和后置摄像头所能够采集到的视场角分别得到的球冠组合成球面;
控制移动终端的前置摄像头经由镜头组件的前置镜头采集一幅图像,同时控制移动终端的后置摄像头经由镜头组件的后置镜头采集一幅图像;
根据前置镜头和后置镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系,将两幅图像映射到球形全景数学模型中;
对球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域做融合,从而将两幅图像拼接成覆盖了水平和竖直方向所有视角方位的球面全景图像。
在本发明中,由于镜头组件包括安装支架、前置镜头和后置镜头,镜头组件安装至移动终端时,前置镜头覆盖移动终端的前置摄像头,后置镜头覆盖移动终端的后置摄像头,前置镜头和后置镜头均是广角镜头或鱼眼镜头;因此通过安装在移动终端中的全景拍摄应用程序同时控制移动终端的前置摄像头和后置摄像头进行拍摄,配合所述前置镜头和后置镜头能实现全景拍摄,成本低,不需要专用的全景相机。
由于移动终端安装有本发明实施例提供的镜头组件,因此本发明的移动终端与镜头组件配合实现全景拍摄的方法可以控制移动终端的前置摄像头经由镜头组件的前置镜头采集一幅图像,同时控制移动终端的后置摄像头经由镜头组件的后置镜头采集一幅图像,然后根据前置镜头和后置镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系,将两幅图像映射到球形全景数学模型中,对球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域做融合,从而将两幅图像拼接成覆盖了水平和竖直方向所有视角方位的球面全景图像。本发明可以一次性采集完整全景图像,可以录制全景视频,能够更完整、更高效地获取全景图像,且极大简化了用户操作流程,降低全景拍摄成本;另外,由于以球形全景数学模型为基础,因此最大限度地扩大了拍摄装置的信息采集能力,使其具备完整的保存场景现场的能力。
附图说明
图1是本发明实施例提供的镜头组件的主视图。
图2是本发明实施例提供的镜头组件的后视图。
图3是本发明实施例提供的镜头组件的右视图。
图4是本发明实施例提供的镜头组件的俯视图。
图5是本发明实施例提供的镜头组件的仰视图。
图6是本发明实施例提供的镜头组件的剖视图。
图7是本发明实施例提供的镜头组件与移动终端配合的主视图。
图8是本发明实施例提供的镜头组件与移动终端配合的后视图。
图9是本发明实施例提供的镜头组件与移动终端配合的俯视图。
图10是本发明实施例提供的镜头组件与移动终端配合的右视图。
图11是本发明实施例提供的第二种配合移动终端实现全景拍摄的镜头组件与移动终端(Iphone 6,Iphone 6S,Iphone 7,Iphone 8)配合的示意图。
图12是本发明实施例提供的第三种配合移动终端实现全景拍摄的镜头组件与移动终端(Iphone 6Plus,Iphone 6S Plus,Iphone 7Plus,Iphone 8Plus) 配合的示意图。
图13是本发明实施例提供的第四种配合移动终端实现全景拍摄的镜头组件与移动终端(Iphone X)配合的示意图。
图14是本发明实施例提供的移动终端与镜头组件配合实现全景拍摄的方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
请参阅图1至图10,本发明实施例提供的镜头组件100包括安装支架101、前置镜头102和后置镜头103,其中,安装支架101的正面和背面均设有通孔 (图未示),前置镜头102嵌入至安装支架101的正面的通孔,后置镜头103 嵌入至安装支架101的背面的通孔,安装支架101可拆卸地套设在移动终端200 的摄像头区域的外面,镜头组件100安装至移动终端200时,前置镜头102覆盖移动终端200的前置摄像头,后置镜头103覆盖移动终端200的后置摄像头,镜头组件100不遮挡移动终端200的显示屏。
在本发明实施例中,为了使拍摄的效果较佳,前置镜头102与移动终端200 的前置摄像头的光轴共轴或大致平行。后置镜头103与移动终端200的后置摄像头的光轴共轴或大致平行。
在本发明实施例中,前置镜头102通过前置镜头套筒104嵌入至安装支架 101的正面的通孔,后置镜头103通过后置镜头套筒105嵌入至安装支架101 的背面的通孔。前置镜头套筒104和后置镜头套筒105与安装支架101可以是一体的,或者,前置镜头套筒104和后置镜头套筒105分别可拆卸地固定于安装支架上,或者,前置镜头套筒104和后置镜头套筒105分别与安装支架101 固定连接。安装支架101具有环状的侧壁106,形成中空的腔体,腔体的形状与移动终端200的摄像头区域匹配,使安装支架101可固定在移动终端200的摄像头区域。
安装支架101可以具有顶壁也可以没有顶壁,图中所示为没有顶壁的安装支架(请参阅图10)。如图6和图10所示,由于移动终端的顶部通常是弧形的,为了使安装支架101的侧壁106与移动终端200更好的配合,安装支架101 的正面和背面的侧壁106向顶部的中间延伸预定距离,形成固定部107,使安装支架101不容易滑落。请参阅图5,安装支架101与移动终端200的侧面配合的侧壁106的底端设有凸起108,使安装支架101更好地固定在移动终端200。请参阅图7,安装支架101的正面还开设有与移动终端200的喇叭位置对应的通孔109,使镜头组件100不影响移动终端的喇叭播放效果。
在本发明实施例中,移动终端200可以是手机、平板电脑等。前置镜头102 和后置镜头103均可以是广角镜头或鱼眼镜头(即超广角镜头)。
图1至图10仅是与其中一款移动终端配合使用的镜头组件,对于不同的移动终端,尤其是摄像头位置不同的移动终端,本发明实施例提供的镜头组件的结构也可以作适应性的修改,如图11、12和13所示。
当将本发明实施例提供的镜头组件固定到移动终端后,当需要拍摄全景图片或视频时,可以通过启动安装在移动终端中的全景拍摄应用程序,同时控制移动终端的前置摄像头和后置摄像头进行拍摄,由于前置摄像头和后置摄像头分别被前置镜头和后置镜头覆盖,因此前置摄像头和后置摄像头采集的图像实际上是经前置镜头和后置镜头采集的图像,由于前置镜头和后置镜头是广角镜头或鱼眼镜头,能达到180度的视角,因此通过前置镜头、后置镜头、前置摄像头和后置摄像头采集的两幅图像;可以将两幅图像映射到球形全景数学模型中,对球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域做融合,从而将两幅图像拼接成覆盖了水平和竖直方向所有视角方位的球面全景图像。
请参阅图14,本发明实施例还提供了一种移动终端与镜头组件配合实现全景拍摄的方法,所述方法包括:
S101、移动终端启动安装在移动终端中的全景拍摄应用程序,所述移动终端安装有本发明实施例提供的镜头组件;
S102、移动终端预先建立球形全景数学模型,所述球形全景数学模型以移动终端的前置摄像头和后置摄像头的空间位置的中心对称点为球心,以所述前置摄像头和后置摄像头所能够采集到的视场角分别得到的球冠组合成球面。
S103、控制移动终端的前置摄像头经由镜头组件的前置镜头采集一幅图像,同时控制移动终端的后置摄像头经由镜头组件的后置镜头采集一幅图像;
S104、根据前置镜头和后置镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系,将两幅图像映射到球形全景数学模型中;
在本发明实施例中,S104具体可以包括以下步骤:
将两幅图像中每个位置的像素点根据前置镜头和后置镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系,转化为球形全景数学模型中对应的视场角位置;
结合每个位置的像素点在图像中相对于圆心的角度ω,在任意半径的球形全景数学模型上唯一确定像素点在原始图像中的位置;
在球形全景数学模型上将每个视场角位置填充对应位置的像素数据。
S105、对球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域做融合,从而将两幅图像拼接成覆盖了水平和竖直方向所有视角方位的球面全景图像。
在本发明实施例中,S105具体可以为:
在球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域,取灰度值最大的点的像素值作为融合后的像素值,从而将两幅图像拼接成覆盖了水平和竖直方向所有视角方位的球面全景图像。
所述方法还可以包括对球面全景图像进行防抖的步骤,具体可以包括以下步骤:
移动终端实时获取移动终端中的陀螺仪的当前状态时间戳、加速度计数值和角速度数值;
移动终端利用扩展卡尔曼滤波结合加速度计数值和角速度数值,估计得到移动终端到世界坐标系的旋转量;
移动终端同步陀螺仪时间戳与球面全景图像的时间戳;
移动终端对陀螺仪的状态进行四元数插值获取对应球面全景图像的旋转矩阵;
移动终端根据当前的旋转矩阵旋转球面全景图像,生成稳定的球面全景图像。
所述对球面全景图像进行防抖的步骤,具体还可以是包括以下步骤:
移动终端实时获取移动终端的当前状态时间戳、加速度计数值和角速度数值;
移动终端利用扩展卡尔曼滤波结合加速度计数值和角速度数值,估计当前状态的旋转向量;
移动终端根据当前状态的旋转向量通过罗德里格旋转公式计算到当前的旋转矩阵;
移动终端根据当前的旋转矩阵旋转球面全景图像,生成稳定的球面全景图像。
由于移动终端安装有本发明实施例提供的镜头组件,因此可以控制移动终端的前置摄像头经由镜头组件的前置镜头采集一幅图像,同时控制移动终端的后置摄像头经由镜头组件的后置镜头采集一幅图像,然后根据前置镜头和后置镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系,将两幅图像映射到球形全景数学模型中,对球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域做融合,从而将两幅图像拼接成覆盖了水平和竖直方向所有视角方位的球面全景图像。本发明可以一次性采集完整全景图像,可以录制全景视频,能够更完整、更高效地获取全景图像,且极大简化了用户操作流程,降低全景拍摄成本;另外,由于以球形全景数学模型为基础,因此最大限度地扩大了拍摄装置的信息采集能力,使其具备完整的保存场景现场的能力。
在本发明中,由于镜头组件包括安装支架、前置镜头和后置镜头,镜头组件安装至移动终端时,前置镜头覆盖移动终端的前置摄像头,后置镜头覆盖移动终端的后置摄像头,前置镜头和后置镜头均是广角镜头或鱼眼镜头;因此通过安装在移动终端中的全景拍摄应用程序同时控制移动终端的前置摄像头和后置摄像头进行拍摄,配合所述前置镜头和后置镜头能实现全景拍摄,成本低,不需要专用的全景相机。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种镜头组件,其特征在于,所述镜头组件包括安装支架、前置镜头和后置镜头,其中,安装支架的正面和背面均设有通孔,前置镜头嵌入至安装支架的正面的通孔,后置镜头嵌入至安装支架的背面的通孔,安装支架可拆卸地套设在移动终端的摄像头区域的外面,镜头组件安装至移动终端时,前置镜头覆盖移动终端的前置摄像头,后置镜头覆盖移动终端的后置摄像头,前置镜头和后置镜头均是广角镜头或鱼眼镜头;通过安装在移动终端中的全景拍摄应用程序同时控制移动终端的前置摄像头和后置摄像头进行拍摄,配合所述前置镜头和后置镜头实现全景拍摄。
2.如权利要求1所述的镜头组件,其特征在于,所述移动终端是手机或平板电脑;所述镜头组件不遮挡移动终端的显示屏。
3.如权利要求1所述的镜头组件,其特征在于,所述前置镜头与移动终端的前置摄像头的光轴共轴或大致平行,所述后置镜头与移动终端的后置摄像头的光轴共轴或大致平行。
4.如权利要求1所述的镜头组件,其特征在于,所述前置镜头通过前置镜头套筒嵌入至安装支架的正面的通孔,后置镜头通过后置镜头套筒嵌入至安装支架的背面的通孔。
5.如权利要求1所述的镜头组件,其特征在于,所述前置镜头套筒和后置镜头套筒与安装支架是一体的,或者,所述前置镜头套筒和后置镜头套筒分别可拆卸地固定于安装支架上,或者,前置镜头套筒和后置镜头套筒分别与安装支架固定连接。
6.如权利要求1所述的镜头组件,其特征在于,所述安装支架具有环状的侧壁,形成中空的腔体,腔体的形状与移动终端的摄像头区域匹配。
7.如权利要求1所述的镜头组件,其特征在于,所述安装支架的正面还开设有与移动终端的喇叭位置对应的通孔。
8.一种移动终端与镜头组件配合实现全景拍摄的方法,其特征在于,所述方法包括:
移动终端启动安装在移动终端中的全景拍摄应用程序,所述移动终端安装有如权利要求1至7任一项所述的镜头组件;
移动终端预先建立球形全景数学模型,所述球形全景数学模型以移动终端的前置摄像头和后置摄像头的空间位置的中心对称点为球心,以所述前置摄像头和后置摄像头所能够采集到的视场角分别得到的球冠组合成球面;
控制移动终端的前置摄像头经由镜头组件的前置镜头采集一幅图像,同时控制移动终端的后置摄像头经由镜头组件的后置镜头采集一幅图像;
根据前置镜头和后置镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系,将两幅图像映射到球形全景数学模型中;
对球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域做融合,从而将两幅图像拼接成覆盖了水平和竖直方向所有视角方位的球面全景图像。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据前置镜头和后置镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系,将两幅图像映射到球形全景数学模型中具体包括:
将两幅图像中每个位置的像素点根据前置镜头和后置镜头的镜头成像高度和视场角大小之间的对应关系,转化为球形全景数学模型中对应的视场角位置;
结合每个位置的像素点在图像中相对于圆心的角度,在任意半径的球形全景数学模型上唯一确定像素点在原始图像中的位置;
在球形全景数学模型上将每个视场角位置填充对应位置的像素数据。
10.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述对球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域做融合,从而将两幅图像拼接成覆盖了水平和竖直方向所有视角方位的球面全景图像具体为:
在球形全景数学模型中的两幅图像的重叠区域,取灰度值最大的点的像素值作为融合后的像素值,从而将两幅图像拼接成覆盖了水平和竖直方向所有视角方位的球面全景图像。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 6, building 518000, block A, Liuzhou light Century Towers, Shenzhen, Baoan District, Guangdong Province, 601 Applicant after: Yingshi Innovation Technology Co., Ltd Address before: 6, building 518000, block A, Liuzhou light Century Towers, Shenzhen, Baoan District, Guangdong Province, 601 Applicant before: SHENZHEN ARASHI VISION Co.,Ltd. |