CN108432223A - 兼容空气和水中的拍摄方法和拍摄系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及兼容空气和水中的拍摄方法和拍摄系统，其中，兼容空气和水中的拍摄方法，包括以下步骤：步骤一、启动照相机；步骤二、照相机自动或手动识别当前应用场景参数和获取图像；步骤三、将获取的图像与已存储应用场景参数进行对应关联；步骤四、调取与获取图像相对应的已存储应用场景参数，并将已存储应用场景对应的参数模型输入到图像拼接算法中拼接，构成全景图。本发明通过照相机分别在空气和水中接收图像信息并计算出对图像拼接有影响的参数，或者使用光学镜头模拟计算出镜头在空气中的空中拍摄参数和在水下的水中拍摄参数，实现照相机在空气和水中都能够拍摄出全景照片，起到了降低照相机硬件重复投入的成本。
Description
技术领域
本发明涉及拍摄领域，更具体地说是指一种兼容空气和水中的拍摄方法和拍摄系统。
背景技术
实现360°全景相机的准确拼接（算法不出错）的前提条件是：相机所获取的图像信息能够满足拼接的要求。如使用两颗镜头的相机如需完成360°全景拼接，则所需的视角范围都应大于180°以上，而且是达到某个值时才能准确拼接。经过对光学模拟数据分析，发现由于入射介质不同，相机用镜头在陆上及水中所获取的参数，如FOV（视场角）、IMAGE
CIRLCE（像面大小）、Relative
illumination（相对照度）、MTF（光学传递函数）等是不一样的，而这些参数会对拼接算法的准确性造成直接的影响，导致相机环拍时出现拼接出错，无法呈现360°全景图。
目前市面上360°全景拍摄相机要么只能在陆上使用，要么只能在水中使用，不能在不改变硬件的情况下同时都能在陆上、水中都做到360°全景拍摄。而无法同时实现陆上、水中360°全景拍摄的关键原因在于相机环拍时出现拼接出错，导致无法呈现360°全景图，因为拼接算法的基础是摄像镜头及COMS对于成像信息收集是否准确一致。当设备在陆上、水中分别使用时，光学镜头获取的对图像拼接有重要影响的参数会发生改变，而这就是硬件在水中、陆上无法同时正常使用的关键原因。
因此有必要开发出提供了一种360°全景相机或多相机环拍装置，兼容空气、水中拍摄的方法及其系统，解决了360°全景相机或多相机环拍装置在陆上、水中无法直接同时都满足拼接要求的问题，达到同时适用水陆两用的目的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供兼容空气和水中的拍摄方法和拍摄系统。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
兼容空气和水中的拍摄方法，包括以下步骤：
步骤一、启动照相机；
步骤二、照相机自动或手动识别当前应用场景参数和获取图像；
步骤三、将获取的图像与已存储应用场景参数进行对应关联；
步骤四、调取与获取图像相对应的已存储应用场景参数，并将已存储应用场景对应的参数模型输入到图像拼接算法中拼接，构成全景图。
其进一步技术方案为：所述已存储应用场景参数的获取过程包括以下内容：
启动照相机，照相机分别获取在空气和水中的光学信息以及在空气和水中的标定环境下拍摄到的图像信息计算出对拼接有重要影响的参数，或者使用光学镜头模拟计算出镜头在空气中的空中应用场景参数和在水下的水中应用场景参数；
照相机分别生成在空气和水中拍摄应用场景所需要的参数模型并将参数模型存储在照相机的存储器中。
其进一步技术方案为：照相机以自动模式或手动模式来识别拍摄应用场景并关联和调取应用场景参数，所述自动模式为图像传感器识别模式或者镜头模拟计算出空中应用场景参数和水中应用场景参数识别模式，包括以下具体步骤：
步骤1、启动照相机，判断所述照相机是否手动切换参数模型；如果是手动切换参数模型，则进入步骤7，如果不是手动切换参数模型，则进入下步骤；
步骤2、图像传感器接收当前外部环境光学信息参数，或者镜头模拟计算出当前空中应用场景参数和水中应用场景参数；
步骤3、将当前光学信息参数或者镜头模拟计算出当前空中应用场景参数和水中应用场景参数与照相机中已存储的参数模型中的对应参数进行比对；
步骤4、当前光学信息参数或者镜头模拟计算出当前空中应用场景参数与已存储空气参数模型中的对应参数进行对比；如果差异值小于设定值，则进入下步骤，如果差异值大于设定值，则进入步骤6；
步骤5、将获取的图像与已存储的空气应用场景参数进行对应关联，并调取已存储的空气参数模型；
步骤6、将获取的图像与已存储的水中应用场景参数进行对应关联，并调取已存储的水中参数模型；
步骤7、照相机手动切换成空气参数模型将获取的图像与已存储的空气应用场景参数进行对应关联并调取已存储的空气参数模型，或水中参数模型将获取的图像与已存储的水中应用场景参数进行对应关联并调取已存储的水中参数模型。
其进一步技术方案为：照相机以自动模式或手动模式来识别拍摄应用场景并关联和调取应用场景参数，所述自动模式为外部传感器识别模式，采用外部传感器来识别照相机是否处于水中的拍摄场景；包括以下具体步骤：
步骤1、启动照相机，判断所述照相机是否手动切换参数模型；如果是手动切换参数模型，则进入步骤5，如果不是手动切换参数模型，则进入下步骤；
步骤2、外部传感器检测照相机当前是否处于水中的拍摄场景，如果不是，进入下一步骤，如果是，进入步骤4；
步骤3、将获取的图像与已存储的空气应用场景参数进行对应关联，并调取已存储的空气的参数模型；
步骤4、将获取的图像与已存储的水中应用场景参数进行对应关联，并调取已存储的水中的参数模型；
步骤5、照相机手动切换成空气参数模型将获取的图像与已存储的空气应用场景参数进行对应关联并调取已存储的空气参数模型，或水中参数模型将获取的图像与已存储的水中应用场景参数进行对应关联并调取已存储的水中参数模型。
其进一步技术方案为：所述水中应用场景参数包括海水应用场景参数和淡水应用场景参数。
其进一步技术方案为：所述设定值为3%-10%。
其进一步技术方案为：所述的外部传感器包括压力传感器或水浸传感器。
其进一步技术方案为：所述照相机为A拍摄装置或者B拍摄装置；
A拍摄装置包括二个或二个以上的照相单元，所述照相单元包括图像传感器，A拍摄装置还包括主控单元，所述主控单元包括主控制器，及与主控制器连接的主存储器；
B拍摄装置包括二个或二个以上的照相单元，所述照相单元包括图像传感器及与图像传感器电性连接的图像处理器和图像存储器。
兼容空气和水中的拍摄系统，包括A拍摄系统或者B拍摄系统；
A拍摄系统包括主控单元，及与主控单元连接的二个或二个以上的照相单元，所述照相单元包括图像传感器及与图像传感器电性连接的图像处理器和图像存储器，以及与图像处理器连接的I/O子组件；所述主控单元包括主控制器，及与主控制器连接的主存储器；所述照相单元的图像存储器内或者所述主控单元的主存储器内设有水中拍摄参数模型和空中拍摄参数模型；
B拍摄系统包括二个或二个以上的照相单元；所述照相单元包括图像传感器及与图像传感器电性连接的图像处理器和图像存储器；所述照相单元的图像存储器内设有水中拍摄参数模型和空中拍摄参数模型。
兼容空气和水中的拍摄系统，包括A拍摄系统或者B拍摄系统；
A拍摄系统包括主控单元，及与主控单元连接的二个或二个以上的照相单元，所述照相单元包括图像传感器；所述主控单元包括主控制器，及与主控制器连接的主存储器，主控单元还包括与主控制器连接的外部传感器，所述外部传感器包括水浸传感器或压力传感器；
B拍摄系统包括二个或二个以上的照相单元；所述照相单元包括图像传感器及与图像传感器电性连接的图像处理器和图像存储器；所述照相单元还包括与图像处理器连接的外部传感器，所述外部传感器包括水浸传感器或压力传感器。
本发明与现有技术相比的有益效果是：通过照相机分别在空气和水中接收图像信息并计算出对图像拼接有影响的参数，或者使用光学镜头模拟计算出镜头在空气中的空中拍摄参数和在水下的水中拍摄参数，实现照相机在空气和水中都能够拍摄出全景照片，起到了降低照相机硬件重复投入的成本。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为兼容空气和水中的拍摄方法第一实施例的流程图；
图2为兼容空气和水中的拍摄方法第二实施例的流程图；
图3为图像传感器识别模式或者镜头模拟计算参数调取流程图；
图4为外部传感器识别模式参数调取流程图；
图5为兼容空气和水中的拍摄系统第一实施例中A拍摄系统的方框图；
图6为兼容空气和水中的拍摄系统第一实施例中B拍摄系统的方框图；
图7为兼容空气和水中的拍摄系统第二实施例中A拍摄系统的方框图；
图8为兼容空气和水中的拍摄系统第二实施例中B拍摄系统的方框图。
10 照相单元 11 I/O子组件
12 图像处理器 13 图像传感器
14 图像存储器 20 主控单元
21 主控制器 22 主存储器
23 水浸传感器 24 压力传感器
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
如图1到图8所示的具体实施例，本发明兼容空气和水中的拍摄方法，第一实施例，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一、启动照相机；
步骤二、照相机自动或手动识别当前应用场景参数（本实施例中，应用场景参数为根据光学信息和标定环境拍摄到的图像信息计算出的参数、光学镜头模拟计算出的参数）和获取图像；
步骤三、将获取的图像与已存储应用场景参数进行对应关联；
步骤四、调取与获取图像相对应的已存储应用场景参数，并将已存储应用场景对应的参数模型输入到图像拼接算法中拼接，构成全景图。
其中，对于步骤二中，照相机自动或手动识别当前应用场景参数和获取图像包含以下3种方式，具体方式如下；
1、照相机先自动或手动识别当前应用场景参数、后获取图像；
2、先获取图像、后自动或手动识别当前应用场景参数；
3、自动或手动识别当前应用场景参数的同时获取图像。
其中，如图2所示，本发明兼容空气和水中的拍摄方法的第二实施例，第二实施例与第一实施例的区别在于，已存储应用场景参数的获取过程包括以下内容：
启动照相机，照相机分别获取在空气和水中的光学信息以及在空气和水中的标定环境下拍摄到的图像信息计算出对拼接有重要影响的参数，或者使用光学镜头模拟计算出镜头在空气中的空中应用场景参数和在水下的水中应用场景参数；
照相机分别生成在空气和水中拍摄应用场景所需要的参数模型并将参数模型存储在照相机的存储器中。
其中，对于空气和水中的应用场景参数的计算包含以下6种情况：
1、已知空中应用场景参数计算出水中应用场景参数；
2、已知水中应用场景参数计算出空中应用场景参数；
3、已知空气中的镜头参数模拟计算出空气中的拍摄参数；
4、已知水中的镜头参数模拟计算出水中的拍摄参数；
5、已知空气中的镜头参数模拟计算出水中的拍摄参数；
6、已知水中的镜头参数模拟计算出空气中的拍摄参数。
具体的，如图3所示，照相机以自动模式或手动模式来识别拍摄应用场景并关联和调取应用场景参数，自动模式为图像传感器识别模式或者镜头模拟计算出空中应用场景参数和水中应用场景参数识别模式，包括以下具体步骤：
步骤1、启动照相机，判断照相机是否手动切换参数模型；如果是手动切换参数模型，则进入步骤7，如果不是手动切换参数模型，则进入下步骤；
步骤2、图像传感器接收当前外部环境光学信息参数，或者镜头模拟计算出当前空中应用场景参数和水中应用场景参数；
步骤3、将当前光学信息参数或者镜头模拟计算出当前空中应用场景参数和水中应用场景参数与照相机中已存储的参数模型中的对应参数进行比对；
步骤4、当前光学信息参数或者镜头模拟计算出当前空中应用场景参数与已存储空气参数模型中的对应参数进行对比；如果差异值小于设定值，则进入下步骤，如果差异值大于设定值，则进入步骤6；
步骤5、将获取的图像与已存储的空气应用场景参数进行对应关联，并调取已存储的空气参数模型；
步骤6、将获取的图像与已存储的水中应用场景参数进行对应关联，并调取已存储的水中参数模型；
步骤7、照相机手动切换成空气参数模型将获取的图像与已存储的空气应用场景参数进行对应关联并调取已存储的空气参数模型，或水中参数模型将获取的图像与已存储的水中应用场景参数进行对应关联并调取已存储的水中参数模型。
如图4所示，照相机以自动模式或手动模式来识别拍摄应用场景并关联和调取应用场景参数，自动模式为外部传感器识别模式，采用外部传感器来识别照相机是否处于水中的拍摄场景；包括以下具体步骤：
步骤1、启动照相机，判断照相机是否手动切换参数模型；如果是手动切换参数模型，则进入步骤5，如果不是手动切换参数模型，则进入下步骤；
步骤2、外部传感器检测照相机当前是否处于水中的拍摄场景，如果不是，进入下一步骤，如果是，进入步骤4；
步骤3、将获取的图像与已存储的空气应用场景参数进行对应关联，并调取已存储的空气的参数模型；
步骤4、将获取的图像与已存储的水中应用场景参数进行对应关联，并调取已存储的水中的参数模型；
步骤5、照相机手动切换成空气参数模型将获取的图像与已存储的空气应用场景参数进行对应关联并调取已存储的空气参数模型，或水中参数模型将获取的图像与已存储的水中应用场景参数进行对应关联并调取已存储的水中参数模型。
具体的，如图1到图8所示，水中拍摄参数包括海水应用场景参数和淡水应用场景参数，设定值为3%-10%；外部传感器包括压力传感器或水浸传感器。
具体的，如图1到图8所示，照相机为A拍摄装置或者B拍摄装置；
A拍摄装置包括二个或二个以上的照相单元10，照相单元10包括图像传感器13，A拍摄装置还包括主控单元20，主控单元20包括主控制器21，及与主控制器21连接的主存储器22；
B拍摄装置包括二个或二个以上的照相单元10，照相单元10包括图像传感器13及与图像传感器13电性连接的图像处理器12和图像存储器14。
上述方法在使用中会有变化，尤其是不同区域的水体环境各有差异，为了有更好的适应性，在使用过程中，可以依照拍摄之后的图像数据，对拍摄参数进行手动调节或自动调节。或者将不满意的图像数据（即照片）通过无线通讯或有线通讯的方式发送到服务器端，由服务器端进行图像参数的调整，调节完毕，服务器端将图像参数的调整转换为新的拍摄参数，照相机可以使用新的拍摄参数，达到不断完善拍摄模型(或称之为拍摄参数）的数据，以提升照片的品质。上述调节既可以通过服务器端实现，也可以通过照相机本身的操作来实现。
如图5到图6所示，本发明还公开了一种兼容空气和水中的拍摄系统，第一实施例中，包括A拍摄系统或者B拍摄系统；
如图5所示，A拍摄系统包括主控单元20，及与主控单元20连接的二个或二个以上的照相单元10，照相单元10包括图像传感器13及与图像传感器13电性连接的图像处理器12和图像存储器14，以及与图像处理器12连接的I/O子组件11；主控单元20包括主控制器21，及与主控制器21连接的主存储器22；照相单元10的图像存储器14内或者主控单元20的主存储器22内设有水中拍摄参数模型和空中拍摄参数模型；
如图6所示，B拍摄系统包括二个或二个以上的照相单元10；照相单元10包括图像传感器13及与图像传感器13电性连接的图像处理器12和图像存储器14；照相单元10的图像存储器14内设有水中拍摄参数模型和空中拍摄参数模型。
如图7到图8所示，兼容空气和水中的拍摄系统，第二实施例中，包括A拍摄系统或者B拍摄系统；
如图7所示，A拍摄系统包括主控单元20，及与主控单元20连接的二个或二个以上的照相单元10，照相单元10包括图像传感器13；主控单元20包括主控制器21，及与主控制器21连接的主存储器22，主控单元20还包括与主控制器21连接的外部传感器，外部传感器包括水浸传感器23或压力传感器24；
如图8所示，B拍摄系统包括二个或二个以上的照相单元10；照相单元10包括图像传感器13及与图像传感器13电性连接的图像处理器12和图像存储器14；照相单元10还包括与图像处理器12连接的外部传感器，外部传感器包括水浸传感器23或压力传感器24。
其中，这个外部传感器设于照相机的壳体表面，当照相机处于水中环境时，采用压力传感器24时，它能检测到水压，进而输出相应的信号至主控制器21，对照相单元10的拍摄参数模型进行切换。采用水浸传感器23时，它被水浸湿后会触发相应的信号至主控制器21，对照相单元10的拍摄参数模型进行切换。由于水中的拍摄又分为海水环境和淡水环境，因此，还可以进一步采用测量PH值的传感器，以区分是在海水环境还是淡水环境，进而使照相单元的拍摄参数模型在海水模型与淡水模型之间进行相应地选择。
综上所述，本发明兼容空气和水中的拍摄方法和拍摄系统，通过照相机分别在空气和水中接收图像信息并计算出对图像拼接有影响的参数，或者使用光学镜头模拟计算出镜头在空气中的空中拍摄参数和在水下的水中拍摄参数，实现照相机在空气和水中都能够拍摄出全景照片，起到了降低照相机硬件重复投入的成本。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
- 兼容空气和水中的拍摄方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、启动照相机；步骤二、照相机自动或手动识别当前应用场景参数和获取图像；步骤三、将获取的图像与已存储应用场景参数进行对应关联；步骤四、调取与获取图像相对应的已存储应用场景参数，并将已存储应用场景对应的参数模型输入到图像拼接算法中拼接，构成全景图。
- 根据权利要求1所述的兼容空气和水中的拍摄方法，其特征在于，所述已存储应用场景参数的获取过程包括以下内容：启动照相机，照相机分别获取在空气和水中的光学信息以及在空气和水中的标定环境下拍摄到的图像信息计算出对拼接有重要影响的参数，或者使用光学镜头模拟计算出镜头在空气中的空中应用场景参数和在水下的水中应用场景参数；照相机分别生成在空气和水中拍摄应用场景所需要的参数模型并将参数模型存储在照相机的存储器中。
- 根据权利要求2所述的兼容空气和水中的拍摄方法，其特征在于，照相机以自动模式或手动模式来识别拍摄应用场景并关联和调取应用场景参数，所述自动模式为图像传感器识别模式或者镜头模拟计算出空中应用场景参数和水中应用场景参数识别模式，包括以下具体步骤：步骤1、启动照相机，判断所述照相机是否手动切换参数模型；如果是手动切换参数模型，则进入步骤7，如果不是手动切换参数模型，则进入下步骤；步骤2、图像传感器接收当前外部环境光学信息参数，或者镜头模拟计算出当前空中应用场景参数和水中应用场景参数；步骤3、将当前光学信息参数或者镜头模拟计算出当前空中应用场景参数和水中应用场景参数与照相机中已存储的参数模型中的对应参数进行比对；步骤4、当前光学信息参数或者镜头模拟计算出当前空中应用场景参数与已存储空气参数模型中的对应参数进行对比；如果差异值小于设定值，则进入下步骤，如果差异值大于设定值，则进入步骤6；步骤5、将获取的图像与已存储的空气应用场景参数进行对应关联，并调取已存储的空气参数模型；步骤6、将获取的图像与已存储的水中应用场景参数进行对应关联，并调取已存储的水中参数模型；步骤7、照相机手动切换成空气参数模型将获取的图像与已存储的空气应用场景参数进行对应关联并调取已存储的空气参数模型，或水中参数模型将获取的图像与已存储的水中应用场景参数进行对应关联并调取已存储的水中参数模型。
- 根据权利要求1所述的兼容空气和水中的拍摄方法，其特征在于，照相机以自动模式或手动模式来识别拍摄应用场景并关联和调取应用场景参数，所述自动模式为外部传感器识别模式，采用外部传感器来识别照相机是否处于水中的拍摄场景；包括以下具体步骤：步骤1、启动照相机，判断所述照相机是否手动切换参数模型；如果是手动切换参数模型，则进入步骤5，如果不是手动切换参数模型，则进入下步骤；步骤2、外部传感器检测照相机当前是否处于水中的拍摄场景，如果不是，进入下一步骤，如果是，进入步骤4；步骤3、将获取的图像与已存储的空气应用场景参数进行对应关联，并调取已存储的空气的参数模型；步骤4、将获取的图像与已存储的水中应用场景参数进行对应关联，并调取已存储的水中的参数模型；步骤5、照相机手动切换成空气参数模型将获取的图像与已存储的空气应用场景参数进行对应关联并调取已存储的空气参数模型，或水中参数模型将获取的图像与已存储的水中应用场景参数进行对应关联并调取已存储的水中参数模型。
- 根据权利要求2所述的兼容空气和水中的拍摄方法，其特征在于，所述水中应用场景参数包括海水应用场景参数和淡水应用场景参数。
- 根据权利要求3所述的兼容空气和水中的拍摄方法，其特征在于，所述设定值为3%-10%。
- 根据权利要求4所述的兼容空气和水中的拍摄方法，其特征在于，所述的外部传感器包括压力传感器或水浸传感器。
- 根据权利要求1所述的兼容空气和水中的拍摄方法，其特征在于，所述照相机为A拍摄装置或者B拍摄装置；A拍摄装置包括二个或二个以上的照相单元，所述照相单元包括图像传感器，A拍摄装置还包括主控单元，所述主控单元包括主控制器，及与主控制器连接的主存储器；B拍摄装置包括二个或二个以上的照相单元，所述照相单元包括图像传感器及与图像传感器电性连接的图像处理器和图像存储器。
- 兼容空气和水中的拍摄系统，其特征在于，包括A拍摄系统或者B拍摄系统；A拍摄系统包括主控单元，及与主控单元连接的二个或二个以上的照相单元，所述照相单元包括图像传感器及与图像传感器电性连接的图像处理器和图像存储器，以及与图像处理器连接的I/O子组件；所述主控单元包括主控制器，及与主控制器连接的主存储器；所述照相单元的图像存储器内或者所述主控单元的主存储器内设有水中拍摄参数模型和空中拍摄参数模型；B拍摄系统包括二个或二个以上的照相单元；所述照相单元包括图像传感器及与图像传感器电性连接的图像处理器和图像存储器；所述照相单元的图像存储器内设有水中拍摄参数模型和空中拍摄参数模型。
- 兼容空气和水中的拍摄系统，其特征在于，包括A拍摄系统或者B拍摄系统；A拍摄系统包括主控单元，及与主控单元连接的二个或二个以上的照相单元，所述照相单元包括图像传感器；所述主控单元包括主控制器，及与主控制器连接的主存储器，主控单元还包括与主控制器连接的外部传感器，所述外部传感器包括水浸传感器或压力传感器；B拍摄系统包括二个或二个以上的照相单元；所述照相单元包括图像传感器及与图像传感器电性连接的图像处理器和图像存储器；所述照相单元还包括与图像处理器连接的外部传感器，所述外部传感器包括水浸传感器或压力传感器。
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