CN109889736A - 基于双摄像头、多摄像头的图像获取方法、装置及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种基于双摄像头、多摄像头的图像获取方法、装置及设备，其中基于双摄像头的图像获取方法包括：获取第一摄像头拍摄的第一图像以及与第一摄像头同时拍摄的第二摄像头拍摄的第二图像；经由几何光学获得第一图像与第二图像的重叠区域；在所述第一图像中去除所述重叠区域，获得去除所述重叠区域后的备用图像；拼接所述备用图像与所述第二图像。从而不需要采用每图像帧像素级的比较算法，起到节省算力，加快拼接速度的技术效果。

Description

基于双摄像头、多摄像头的图像获取方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及到摄像领域，特别是涉及一种基于双摄像头、多摄像头的图 像获取方法、装置及设备。
背景技术
手机集成多摄像头是一个趋势，可以扩大拍摄区域。双摄像头或多摄像 头成像，先获取每个摄像头拍摄时的图像，再将每个摄像头拍摄时的图像进 行拼接处理，从而获取具有更广拍摄区域的最终图像。现有技术的多摄像头 成像的拼接合成技术一般采用基于不同摄像头每图像帧像素级的比较算法， 耗费算力，不易使用。因此现有技术缺乏快捷地计算重叠区域、快捷地拼接 图像，以获得最终的多摄像头成像的方案。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种基于双摄像头、多摄像头的图像获取方法、 装置及设备，仅通过几何光学的方法就能去除重叠区域，从而提高拼接处理 的速度。
本发明提供一种基于双摄像头的图像获取方法，包括：
获取第一摄像头拍摄的第一图像以及与第一摄像头同时拍摄的第二摄像 头拍摄的第二图像；
经由几何光学获得第一图像与第二图像的重叠区域；
在所述第一图像中去除所述重叠区域，获得去除所述重叠区域后的备用 图像；
拼接所述备用图像与所述第二图像。
进一步地，所述经由几何光学获得第一图像与第二图像的重叠区域的步 骤，包括：
建立第一摄像头的第一取景边界函数与第二摄像头的第二取景边界函 数，计算出所述第一取景边界函数与所述第二取景边界函数的取景边界相交 曲线函数；
获取物距，将所述物距代入所述取景边界相交曲线函数中，得到第一相 交曲线函数；
根据成像原理，计算出第一相交曲线函数通过第一摄像头成像的第一相 交曲线成像函数，所述第一相交曲线成像函数所围成的区域即为第一图像与 第二图像的重叠区域；
获取所述重叠区域。
进一步地，所述第一摄像头与所述第二摄像头的取景范围均为圆锥体状， 所述建立第一摄像头的第一取景边界函数与第二摄像头的第二取景边界函 数，计算出所述第一取景边界函数与所述第二取景边界函数的取景边界相交 曲线函数的步骤，包括：
以第一摄像头与第二摄像头的间距的中心为原点，以第一摄像头的中心 与第二摄像头的中心连线为y轴，使z轴所在直线平行于第一摄像头的中心 与第一摄像头的焦点的连线，设置x轴垂直于所述y轴与z轴，建立三维直 角坐标系；
建立第一摄像头的第一取景边界函数：F1＝k2(x2+(y+d/2+r/2)2)-(z+f)2＝0,k≠0,z<＝-f；建立第二摄像头的第二取景边界函数：F2＝k2(x2+(y-d/2-r/2) 2)-(z+f)2＝0,k≠0,z<＝-f，其中d为第一摄像头与第二摄像头的间隔,r为第一 摄像头与第二摄像头的直径,f为第一摄像头与第二摄像头的焦距,k2＝f2/(r/2) 2；
计算出第一取景边界函数与第二取景边界函数的取景边界相交曲线函数 F3：当y>0时,F3＝k2(x2+(y+d/2+r/2)2)-(z+f)2＝0,k≠0,z<＝-f；当y<＝0 时，F3＝k2(x2+(y-d/2-r/2)2)-(z+f)2＝0,k≠0,z<＝-f。
进一步地，所述获取物距，将所述物距代入所述取景边界相交曲线函数 中，得到第一相交曲线函数的步骤中，所述获取物距包括：
通过第一摄像头获取暂时图像，接收用户在所述暂时图像中选择的拍摄 对象；
打开第二摄像头，利用双摄像头测距原理，获得所述拍摄对象与第一摄 像头、第二摄像头所在平面间的距离，并将所述距离设置为所述物距。
进一步地，所述拼接所述备用图像与所述第二图像的步骤之前，包括：
比较所述备用图像的第一像素点与所述第二图像的第二像素点；
在所述备用图像中删除与所述第二像素点相同的第一像素点，从而获得 用于拼接使用的备用图像。
本申请提供一种基于多摄像头的图像获取方法，包括：
采用前述任一项所述的方法,获取A12,A13,…,A1n,A23,A24,…,A2n,Am (m+1),Am(m+2),…,Amn重叠区域，其中所述摄像头共有n个，n大于 等于3，且n大于m，所述Amn指第m个摄像头与第n个摄像头的重叠区域；
获取所有摄像头同时拍摄的多个初步图像；
在所述多个初步图像中去除所述A12,A13,…,A1n,A23,A24,…,A2n,Am (m+1),Am(m+2),…,Amn重叠区域；
接拼去除重叠区域的所述多个初步图像。
本申请提供一种基于双摄像头的图像获取装置，包括：
同时获取单元，用于获取第一摄像头拍摄的第一图像以及与第一摄像头 同时拍摄的第二摄像头拍摄的第二图像；
重叠区域获取单元，用于经由几何光学获得第一图像与第二图像的重叠 区域；
备用图像生成单元，用于在所述第一图像中去除所述重叠区域，获得去 除所述重叠区域后的备用图像；
拼接单元，用于拼接所述备用图像与所述第二图像。
进一步地，所述重叠区域获取单元，包括：
取景边界相交曲线函数计算子单元，用于建立第一摄像头的第一取景边 界函数与第二摄像头的第二取景边界函数，计算出所述第一取景边界函数与 所述第二取景边界函数的取景边界相交曲线函数；
第一相交曲线函数计算子单元，用于获取物距，将所述物距代入所述取 景边界相交曲线函数中，得到第一相交曲线函数；
重叠区域计算子单元，用于根据成像原理，计算出第一相交曲线函数通 过第一摄像头成像的第一相交曲线成像函数，所述第一相交曲线成像函数所 围成的区域即为第一图像与第二图像的重叠区域；
重叠区域获取子单元，用于获取所述重叠区域。
本申请提供一种基于多摄像头的图像获取装置，包括：
多个重叠区域获取单元，用于采用前述任一项所述的方法,获取 A12,A13,…,A1n,A23,A24,…,A2n,Am(m+1),Am(m+2),…,Amn重叠区域， 其中所述摄像头共有n个，n大于等于3，且n大于m，所述Amn指第m个 摄像头与第n个摄像头的重叠区域；
多个初步图像获取单元，用于获取所有摄像头同时拍摄的多个初步图像；
多个重叠区域去除单元，用于在所述多个初步图像中去除所述 A12,A13,…,A1n,A23,A24,…,A2n,Am(m+1),Am(m+2),…,Amn重叠区域；
多个初步图像接拼单元，用于接拼去除重叠区域的所述多个初步图像。
本申请提供一种设备，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并 可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实 现如前述任一项所述的基于双摄像头的图像获取方法，或者所述处理器执行 所述计算机程序时实现如前述任一项所述的基于多摄像头的图像获取方法。
根据本发明提供的基于双摄像头、多摄像头的图像获取方法、装置及设 备，通过几何光学计算出不同摄像头拍摄的图像中的重叠区域，并在拼接处 理前，在第一摄像头所成图像中删除所述重叠区域，从而在对多幅图像进行 拼接时，减少了重叠区域内每一像素的拼接运算，也就是说，不需要采用每 图像帧像素级的比较算法，起到节省拼接运算力、加快拼接速度的技术效果。
附图说明
图1为本申请一实施例的基于双摄像头的图像获取方法的流程示意图；
图2为本申请一实施例的基于双摄像头的图像获取装置的结构示意框 图；
图3为本申请一实施例的存储介质的结构框图；
图4为本申请一实施例的设备的结构框图；
图5、6、9为本申请的基于双摄像头的图像获取方法的原理示意图；
图7、8为本申请求取图6中点A1和点B1坐标值时所做辅助线的示意图；
图10为求取本申请图9中点B2的坐标值时所做辅助线的示意图。
其中附图标记示意如下：
A2为第一摄像头，A1为第二摄像头，f为焦点，A为可同时在第一摄像头、 第二摄像头中成像的点，直线l1为第一摄像头下端与焦点连线，直线l2为第二 摄像头上端与焦点连线。
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说 明。
具体实施方式
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。
下面详细描述本发明的实施例，本技术领域技术人员可以理解，除非特 意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。 应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特 征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多 个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包 括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理 解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被 理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样 被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
如图1所示，一种基于双摄像头的图像获取方法的一实施方式，包括：
S1、获取第一摄像头拍摄的第一图像以及与第一摄像头同时拍摄的第二 摄像头拍摄的第二图像；
S2、经由几何光学获得第一图像与第二图像的重叠区域；
S3、在所述第一图像中去除所述重叠区域，获得去除所述重叠区域后的 备用图像；
S4、拼接所述备用图像与所述第二图像。
在此介绍本申请的原理：参见图5，以第一摄像头(图中下方的透镜A2) 与第二摄像头(图中上方的透镜A1)的间距的中心为原点，以第一摄像头的 中心与第二摄像头的中心连线为y轴，第一摄像头的中心与第一摄像头的焦 距的连线的经过所述原点的平行线为x轴，设置z轴垂直于所述y轴与x轴 (即垂直纸面)，建立三维直角坐标系；直线l1(第一摄像头下端与焦距连线， 即成像边界)与直线l2(第二摄像头上端与焦距连线，即成像边界)所构成 的左面圆锥体区域即是第一摄像头、第二摄像头均能成像的区域(即点A可被 第一摄像头、第二摄像头同时成像)，只需在在第一摄像头所成图像中去除该 区域通过第一摄像头的成像，即可进行后续的拼接步骤。
参见图6、7，更具体地，在此将利用几何光学获取成像坐标点的方法介 绍如下：AB为待成像目标，且该AB为成像的重叠区域对应的实体区域， A(-u1,h1)为与l1直线的交点，B(-u2,-h2)为与l2直线的交点，利用几何光学计 算出A点、B点所成像的坐标A1和B1(第一摄像头的成像点坐标)、或者A2和B2(第二摄像头的成像点坐标)，由于A1和B1为边界点/临界点，因此，求 出A1和B1的坐标就可以知道成像A1B1，A2B2也是如此，然后将A1B1或A2B2去除即可。
其中，A1\B1\A2\B2 4个点的坐标的计算方法结合了成像原理与相似三角 形。其中，假设摄像头(即凸透镜)的直径为r，两摄像头之间的间距为d， 镜片焦距为f。以下介绍点A1的坐标的求法。
对于点A1，过点A作平行于x轴的直线，求出s1(如图a所示)就可以 知道点A1的坐标。由相似三角形有：所以有再推出A1的横坐标Xa1，有：所以：也就是说，A1的坐标为:同理也可以推出A2、B1、B2，可参见图8、图10，此处不做详细描述。
最终，求得A1\B1\A2\B2 4个点的坐标如下:
在获取A1\B1\A2\B24个点坐标之后，在相应的摄像头获取的图片中去取相 应的重叠区域，再进行拼接操作即可。
如上述步骤S1所述，获取第一摄像头拍摄的第一图像以及与第一摄像头 同时拍摄的第二摄像头拍摄的第二图像。据此，获得同时拍摄的第一图像与 第二图像，以作为后续拼接的基础。
如上述步骤S2所述，经由几何光学获得第一图像与第二图像的重叠区域。 通过几何光学获得第一图像与第二图像的重叠区域可以采用任意可行方法， 例如：建立第一摄像头的第一取景边界函数与第二摄像头的第二取景边界函 数，计算出所述第一取景边界函数与所述第二取景边界函数的取景边界相交 曲线函数；获取物距，将所述物距代入所述取景边界相交曲线函数中，得到 第一相交曲线函数；根据成像原理，计算出第一相交曲线函数通过第一摄像 头成像的第一相交曲线成像函数，所述第一相交曲线成像函数所围成的区域 即为第一图像与第二图像的重叠区域；获取所述重叠区域。
如上述步骤S3所述，在所述第一图像中去除所述重叠区域，获得去除所 述重叠区域后的备用图像。如前所述，所述重叠区域是在第一摄像头获取的 图像中，与第二图像重叠的区域。因此为了得到合适的图像，应在第一图像 中去除所述重叠区域。
如上述步骤S4所述，拼接所述备用图像与所述第二图像。从而获得最终 图像。其中拼接的方法可以包括：以所述备用图像为基础，将所述第二图像 由预定方向并入所述备用图像中，所述预定方向指第二摄像头指向第一摄像 头的方向。
一实施方式中，所述经由几何光学获得第一图像与第二图像的重叠区域 的步骤S2，包括：
S201、建立第一摄像头的第一取景边界函数与第二摄像头的第二取景边 界函数，计算出所述第一取景边界函数与所述第二取景边界函数的取景边界 相交曲线函数；
S202、获取物距，将所述物距代入所述取景边界相交曲线函数中，得到 第一相交曲线函数；
S203、根据成像原理，计算出第一相交曲线函数通过第一摄像头成像的 第一相交曲线成像函数，所述第一相交曲线成像函数所围成的区域即为第一 图像与第二图像的重叠区域；
S204、获取所述重叠区域。
如上所述，实现了经由几何光学获得第一图像与第二图像的重叠区域。 本实施方式中，优选的，所述第一摄像头与第二摄像头的参数相同，且取景 范围可以均为圆锥体范围，可以理解的是，该“圆锥体”形状仅为一个实施 示例，并不构成本方案在其他可实施方式中的限制。摄像头取景是有范围的， 无法360度无死角拍摄，因此摄像头所能拍摄的范围可用三维的函数圈成的 范围来表示，而摄像头所能拍摄的范围的边界，被称为取景边界函数。进一 步地，所述第一摄像头与第二摄像头的参数也可以不同，且取景范围可以为 任意可行范围。因此两个圆锥体的相交区域即为重叠取景区域，所述重叠取 景区域的边界曲线即为取景边界相交曲线，该曲线的函数即为取景边界相交 曲线函数。具体计算方法可以通过解析几何的方法计算出取景边界相交曲线 函数。获取物距，将所述物距代入所述取景边界相交曲线函数中，得到第一 相交曲线函数。其中，物距是指被拍摄对象所在竖直平面与双摄像头所在竖 直平面的距离，可以是用户操作而进行设置物距，例如将物距的参数手动输 入，或者由用户选择拍摄对象，以通过双摄像头测距原理计算得到物距。其 中双摄像头测距原理为已有技术，不再赘述。其中所述第一相交曲线函数为 所述取景边界相交曲线函数与所述物距对应的物体所在竖直平面(即被拍摄 物所在竖直平面)的相交曲线的函数，是二维闭合曲线，而前述的取景边界 相交曲线函数，是三维空间的函数。根据成像原理，计算出第一相交曲线函 数通过第一摄像头成像的第一相交曲线成像函数，所述第一相交曲线成像函 数所围成的区域即为成像侧的重叠区域。基于成像原理，在摄像头参数已知 的前提下，被拍摄对像所成的像是一定的。据此可以获取与第一相交曲线函 数通过第一摄像头成像的第一相交曲线成像函数。其中计算方法采用解析几 何的方法，不再赘述。
一实施方式中，所述第一摄像头与所述第二摄像头的取景范围均为圆锥 体状，所述建立第一摄像头的第一取景边界函数与第二摄像头的第二取景边 界函数，计算出所述第一取景边界函数与所述第二取景边界函数的取景边界 相交曲线函数的步骤S201，包括：
S2011、以第一摄像头与第二摄像头的间距的中心为原点，以第一摄像头 的中心与第二摄像头的中心连线为y轴，使z轴所在直线平行于第一摄像头 的中心与第一摄像头的焦点的连线，设置x轴垂直于所述y轴与z轴，建立 三维直角坐标系；
S2012、建立第一摄像头的第一取景边界函数：F1＝k2(x2+(y+d/2+r/2) 2)-(z+f)2＝0,k≠0,z<＝-f；建立第二摄像头的第二取景边界函数：F2＝k2(x2+ (y-d/2-r/2)2)-(z+f)2＝0,k≠0,z<＝-f，其中d为第一摄像头与第二摄像头的 间隔,r为第一摄像头与第二摄像头的直径,f为第一摄像头与第二摄像头的焦 距,k2＝f2/(r/2)2；
S2013、计算出第一取景边界函数与第二取景边界函数的取景边界相交曲 线函数F3：当y>0时,F3＝k2(x2+(y+d/2+r/2)2)-(z+f)2＝0,k≠0,z<＝-f； 当y<＝0时，F3＝k2(x2+(y-d/2-r/2)2)-(z+f)2＝0,k≠0,z<＝-f。
如上所述，计算出第一摄像头与第二摄像头的取景边界相交曲线函数， 值得一提的是，该三维坐标系与图5中描述和示意出的坐标系定义的维度方 向有所不一样，不同的坐标系仅分别针对所描述的内容，并不造成矛盾。
具体的，标准圆锥体边界曲线方程为z2＝k2(x2+y2)，在本实施例中建立 的三维坐标系中，可得到第一取景边界函数：F1＝k2(x2+(y+d/2+r/2)2)-(z+f)2＝0,(k≠0),z<＝-f；建立第二摄像头的第二取景边界函数：F2＝k2(x2+ (y-d/2-r/2)2)-(z+f)2＝0,(k≠0),z<＝-f，其中d为第一摄像头与第二摄像 头的间隔,r为第一摄像头与第二摄像头的直径,f为第一摄像头与第二摄像头 的焦距,k2＝f2/(r/2)2。从而得到第一取景边界函数F1与第二取景边界函数 F2的相交轨迹，即取景边界相交曲线函数F3：当y>0时,F3＝k2(x2+(y+d/2+r/2)2)-(z+f)2＝0,(k≠0),z<＝-f；当y<＝0时，F3＝k2(x2+(y-d/2-r/2)2)-(z+f)2＝0,(k≠0),z<＝-f。进一步地，本申请的取景范围可以不为圆锥体状，此时 参数r根据取景范围的不同而设置不同的数值，从而可以适用于各种镜头。
一实施方式中，所述获取物距，将所述物距代入所述取景边界相交曲线 函数中，得到第一相交曲线函数的步骤S202中，所述获取物距包括：
S2021、通过第一摄像头获取暂时图像，接收用户在所述暂时图像中选择 的拍摄对象；
S2022、打开第二摄像头，利用双摄像头测距原理，获得所述拍摄对象与 第一摄像头、第二摄像头所在平面间的距离，并将所述距离设置为所述物距。
如上所述，得到了第一相交曲线函数。其中先打开第一摄像头，用户得 以在第一摄像头获取的暂时图像中选择感兴趣的拍摄对象，据此设置物距， 也可以是通过特定的设定来获取目标拍摄对象，比如在第一摄像头的摄像范 围内提取位于特殊区域的拍摄对象，以满足不同的需求。其中获得物距的方 法为利用双摄像头测距原理。
一实施方式中，所述拼接所述备用图像与所述第二图像的步骤S4之前， 包括：
S31、比较所述备用图像的第一像素点与所述第二图像的第二像素点；
S32、在所述备用图像中删除与所述第二像素点相同的第一像素点，从而 获得用于拼接使用的备用图像。
如上述步骤所述，实现了进一步删除重叠内容。由于前述步骤已在拼接 图像之前，删除了一个物距值所确定的重叠区域，因此剩下的重叠内容不多， 在此基础上进一步删除重叠的像素点，从而进一步提高图像的质量。另外， 由于剩下的重叠内容不多，因此本实施方式中所需要删除的像素点不多，能 大大减少算力的需求。
另外，在此介绍重复像素点出现的原因：由于本实施方式中，摄像头的 取景范围是呈锥形不断朝物侧延伸扩大的，因此两个摄像头取景范围的交叠 部分也随着不断的延伸扩大，本实施例之前所述取得的重叠区域，是指在朝 物侧延伸的交叠部分中，根据一个物距值所确定的部分的交叠区域，也就是 说，在大于该物距值的延伸空间内的物体，依旧存在部分物体同时出现在两 个摄像头的取景范围中，因此，本实施例在删除一个物距内的重叠区域后， 大于该物距的部分物体在拍摄图像中仍会存在部分的重叠，因此出现重复像素点。
一种基于多摄像头的图像获取方法的一实施方式，包括：
ST1、采用前述的方法,获取A12,A13,…,A1n,A23,A24,…,A2n,Am (m+1),Am(m+2),…,Amn重叠区域，其中所述摄像头共有n个，n大于 等于3，且n大于m，所述Amn指第m个摄像头与第n个摄像头的重叠区域；
ST2、获取所有摄像头同时拍摄的多个初步图像；
ST3、在所述多个初步图像中去除所述 A12,A13,…,A1n,A23,A24,…,A2n,Am(m+1),Am(m+2),…,Amn重叠区域；
ST4、接拼去除重叠区域的所述多个初步图像。
如上述步骤ST1-ST4所述，实现了基于多摄像头的图像获取。由于前述 方法已获得双摄像头的图像获取，据此，可以实现基于多摄像头的图像获取。
其中，由于Amo(其中，o大于m且小于等于n)是在第m个摄像头拍摄 的图像中与第o个摄像头拍摄的图像的重叠区域，且该重叠区域应被去除， 从而第m个摄像头拍摄的图像与第o个摄像头拍摄的图不存在重叠区域。据 此，可以将所有重叠区域去除，再进行拼接，即可得到最终无重叠的图像。
参见图2,一种基于双摄像头的图像获取装置的一实施方式，包括：
同时获取单元1，用于获取第一摄像头拍摄的第一图像以及与第一摄像头 同时拍摄的第二摄像头拍摄的第二图像；
重叠区域获取单元2，用于经由几何光学获得第一图像与第二图像的重叠 区域；
备用图像生成单元3，用于在所述第一图像中去除所述重叠区域，获得去 除所述重叠区域后的备用图像；
拼接单元4，用于拼接所述备用图像与所述第二图像。
如上述单元1所述，获取第一摄像头拍摄的第一图像以及与第一摄像头 同时拍摄的第二摄像头拍摄的第二图像。据此，获得同时拍摄的第一图像与 第二图像，以作为后续拼接的基础。
如上述单元2所述，经由几何光学获得第一图像与第二图像的重叠区域。 通过几何光学获得第一图像与第二图像的重叠区域可以采用任意可行方法， 例如：建立第一摄像头的第一取景边界函数与第二摄像头的第二取景边界函 数，计算出所述第一取景边界函数与所述第二取景边界函数的取景边界相交 曲线函数；获取物距，将所述物距代入所述取景边界相交曲线函数中，得到 第一相交曲线函数；根据成像原理，计算出第一相交曲线函数通过第一摄像 头成像的第一相交曲线成像函数，所述第一相交曲线成像函数所围成的区域 即为第一图像与第二图像的重叠区域；获取所述重叠区域。
如上述单元3所述，在所述第一图像中去除所述重叠区域，获得去除所 述重叠区域后的备用图像。如前所述，所述重叠区域是在第一摄像头获取的 图像中，与第二图像重叠的区域。因此为了得到合适的图像，应在第一图像 中去除所述重叠区域。
如上述单元4所述，拼接所述备用图像与所述第二图像。从而获得最终 图像。其中拼接的方法可以包括：以所述备用图像为基础，将所述第二图像 由预定方向并入所述备用图像中，所述预定方向指第二摄像头指向第一摄像 头的方向。
一实施方式中，所述重叠区域获取单元，包括：
取景边界相交曲线函数计算子单元，用于建立第一摄像头的第一取景边 界函数与第二摄像头的第二取景边界函数，计算出所述第一取景边界函数与 所述第二取景边界函数的取景边界相交曲线函数；
第一相交曲线函数计算子单元，用于获取物距，将所述物距代入所述取 景边界相交曲线函数中，得到第一相交曲线函数；
重叠区域计算子单元，用于根据成像原理，计算出第一相交曲线函数通 过第一摄像头成像的第一相交曲线成像函数，所述第一相交曲线成像函数所 围成的区域即为第一图像与第二图像的重叠区域；
重叠区域获取子单元，用于获取所述重叠区域。
如上所述，实现了经由几何光学获得第一图像与第二图像的重叠区域。 本实施方式中，优选的，所述第一摄像头与第二摄像头的参数相同，且取景 范围可以均为圆锥体范围，可以理解的是，该“圆锥体”仅为一个实施示例， 并不构成本方案在其他可实施方式中的限制。进一步地，所述第一摄像头与 第二摄像头的参数不同，且取景范围可以为任意可行范围。因此两个圆锥体 的相交区域即为重叠取景区域，所述重叠取景区域的边界曲线即为取景边界 相交曲线，该曲线的函数即为取景边界相交曲线函数。具体计算方法可以通过解析几何的方法计算出取景边界相交曲线函数。获取物距，将所述物距代 入所述取景边界相交曲线函数中，得到第一相交曲线函数。其中，物距是指 被拍摄对象所在竖直平面与双摄像头所在竖直平面的距离，可以是用户操作 而进行设置物距，例如将物距的参数手动输入，或者由用户选择拍摄对象， 以通过双摄像头测距原理计算得到物距。其中双摄像头测距原理为已有技术， 不再赘述。其中所述第一相交曲线函数为所述取景边界相交曲线函数与所述 物距对应的物体所在竖直平面(即被拍摄物所在竖直平面)的相交曲线的函 数，是二维闭合曲线，而前述的取景边界相交曲线函数，是三维空间的函数。 根据成像原理，计算出第一相交曲线函数通过第一摄像头成像的第一相交曲 线成像函数，所述第一相交曲线成像函数所围成的区域即为成像侧的重叠区 域。基于成像原理，在摄像头参数已知的前提下，被拍摄对像所成的像是一 定的。据此可以获取与第一相交曲线函数通过第一摄像头成像的第一相交曲 线成像函数。其中计算方法采用解析几何的方法，不再赘述。
一实施方式中，所述第一摄像头与所述第二摄像头的取景范围均为圆锥 体状，所述取景边界相交曲线函数计算子单元，包括：
三维直角坐标系建立模块，用于以第一摄像头与第二摄像头的间距的中 心为原点，以第一摄像头的中心与第二摄像头的中心连线为y轴，使z轴所 在直线平行于第一摄像头的中心与第一摄像头的焦点的连线，设置x轴垂直 于所述y轴与z轴，建立三维直角坐标系；
取景边界函数建立模块，用于建立第一摄像头的第一取景边界函数：F1＝ k2(x2+(y+d/2+r/2)2)-(z+f)2＝0,k≠0,z<＝-f；建立第二摄像头的第二取景 边界函数：F2＝k2(x2+(y-d/2-r/2)2)-(z+f)2＝0,k≠0,z<＝-f，其中d为第一 摄像头与第二摄像头的间隔,r为第一摄像头与第二摄像头的直径,f为第一摄 像头与第二摄像头的焦距,k2＝f2/(r/2)2；
取景边界相交曲线函数计算模块，用于计算出第一取景边界函数与第二 取景边界函数的取景边界相交曲线函数F3：当y>0时,F3＝k2(x2+(y+d/2+r/2) 2)-(z+f)2＝0,k≠0,z<＝-f；当y<＝0时，F3＝k2(x2+(y-d/2-r/2)2)-(z+f)2＝ 0,k≠0,z<＝-f。
如上所述，计算出第一摄像头与第二摄像头的取景边界相交曲线函数。 具体的，标准圆锥体边界曲线方程为z2＝k2(x2+y2)，在本实施例中建立的三 维坐标系中，可得到第一取景边界函数：F1＝k2(x2+(y+d/2+r/2)2)-(z+f)2＝0,(k≠0),z<＝-f；建立第二摄像头的第二取景边界函数：F2＝k2(x2+(y-d/2-r/2) 2)-(z+f)2＝0,(k≠0),z<＝-f，其中d为第一摄像头与第二摄像头的间隔,r 为第一摄像头与第二摄像头的直径,f为第一摄像头与第二摄像头的焦距, k2＝f2/(r/2)2。从而得到第一取景边界函数F1与第二取景边界函数F2的相交 轨迹，即取景边界相交曲线函数F3：当y>0时,F3＝k2(x2+(y+d/2+r/2)2)- (z+f)2＝0,(k≠0),z<＝-f；当y<＝0时，F3＝k2(x2+(y-d/2-r/2)2)-(z+f)2＝ 0,(k≠0),z<＝-f。
一实施方式中，所述第一相交曲线函数计算子单元,包括：
拍摄对象接收模块，用于通过第一摄像头获取暂时图像，接收用户在所 述暂时图像中选择的拍摄对象；
物距设置模块，用于打开第二摄像头，利用双摄像头测距原理，获得所 述拍摄对象与第一摄像头、第二摄像头所在平面间的距离，并将所述距离设 置为所述物距。
如上所述，得到了第一相交曲线函数。其中先打开第一摄像头，用户得 以在第一摄像头获取的暂时图像中选择感兴趣的拍摄对象，据此设置物距， 也可以是通过特定的设定来获取目标拍摄对象，比如在第一摄像头的摄像范 围内提取位于特殊区域的拍摄对象，以满足不同的需求。其中获得物距的方 法为利用双摄像头测距原理。
一实施方式中，所述装置包括：
比较单元，用于比较所述备用图像的第一像素点与所述第二图像的第二 像素点；
像素点删除单元，用于在所述备用图像中删除与所述第二像素点相同的 第一像素点，从而获得用于拼接使用的备用图像。
如上所述，实现了进一步删除重叠内容。由于前述步骤已在拼接图像之 前删除了重叠区域，因此剩下的重叠内容不多，在此基础上进一步删除重叠 的像素点，从而进一步提高图像的质量。另外，由于剩下的重叠内容不多， 因此本实施方式中所需要删除的像素点不多，能大大减少算力的需求。另外， 在此介绍重复像素点出现的原因：由于本实施例是删除物距内的重叠区域， 因此大于物距的拍摄图像仍会存在部分的重叠，因此出现重复像素点。
一种基于多摄像头的图像获取装置的一个实施方式，包括：
多个重叠区域获取单元，用于采用权利要求1-5中任一项所述的方法,获 取A12,A13,…,A1n,A23,A24,…,A2n,Am(m+1),Am(m+2),…,Amn重叠区 域，其中所述摄像头共有n个，n大于等于3，且n大于m，所述Amn指第 m个摄像头与第n个摄像头的重叠区域；
多个初步图像获取单元，用于获取所有摄像头同时拍摄的多个初步图像；
多个重叠区域去除单元，用于在所述多个初步图像中去除所述 A12,A13,…,A1n,A23,A24,…,A2n,Am(m+1),Am(m+2),…,Amn重叠区域；
多个初步图像接拼单元，用于接拼去除重叠区域的所述多个初步图像。
如上所述，实现了基于多摄像头的图像获取。由于前述方法已获得双摄 像头的图像获取，据此，可以实现基于多摄像头的图像获取。
其中，由于Amo(其中，o大于m且小于等于n)是在第m个摄像头拍摄 的图像中与第o个摄像头拍摄的图像的重叠区域，且该重叠区域应被去除， 从而第m个摄像头拍摄的图像与第o个摄像头拍摄的图不存在重叠区域。据 此，可以将所有重叠区域去除，再进行拼接，即可得到最终无重叠的图像。
根据本发明提供的基于双摄像头、多摄像头的图像获取装置，通过几何 光学计算出不同摄像头拍摄的图像中的重叠区域，并在拼接处理前，在第一 摄像头所成图像中删除所述重叠区域，从而在对多幅图像进行拼接时，减少 了重叠区域内每一像素的拼接运算，也就是说，不需要采用每图像帧像素级 的比较算法，起到节省拼接运算力、加快拼接速度的技术效果。
参考附图3，本申请还提供了一种存储介质10，存储介质10中存储有计 算机程序20，当其在计算机上运行时，使得计算机执行以上实施例所描述的 基于双摄像头的图像获取方法，或者所述处理器执行所述计算机程序时实现 如以上实施例所描述的基于多摄像头的图像获取方法。
参考附图4，本申请还提供了一种包含指令的设备30，当存储介质10在 设备30上运行时，使得设备30通过其内部设置的处理器40执行以上实施例 所描述的基于双摄像头的图像获取方法，或者所述处理器执行所述计算机程 序时实现如以上实施例所描述的基于多摄像头的图像获取方法。本实施方式 中的设备30为计算机设备30。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意 组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形 式实现。
所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执 行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程 或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其 他可编程装置。所述计算机指令可以存储在存储介质中，或者从一个存储介 质向另一存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算 机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)) 或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务 器或数据中心进行传输。所述存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介 质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。 所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例 如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。

Claims (10)

1.一种基于双摄像头的图像获取方法，其特征在于，包括：
获取第一摄像头拍摄的第一图像以及与第一摄像头同时拍摄的第二摄像头拍摄的第二图像；
经由几何光学获得第一图像与第二图像的重叠区域；
在所述第一图像中去除所述重叠区域，获得去除所述重叠区域后的备用图像；
拼接所述备用图像与所述第二图像。
2.根据权利要求1所述的基于双摄像头的图像获取方法，其特征在于，所述经由几何光学获得第一图像与第二图像的重叠区域的步骤，包括：
建立第一摄像头的第一取景边界函数与第二摄像头的第二取景边界函数，计算出所述第一取景边界函数与所述第二取景边界函数的取景边界相交曲线函数；
获取物距，将所述物距代入所述取景边界相交曲线函数中，得到第一相交曲线函数；
根据成像原理，计算出第一相交曲线函数通过第一摄像头成像的第一相交曲线成像函数，所述第一相交曲线成像函数所围成的区域即为第一图像与第二图像的重叠区域；
获取所述重叠区域。
3.根据权利要求2所述的基于双摄像头的图像获取方法，其特征在于，所述第一摄像头与所述第二摄像头的取景范围均为圆锥体状，所述建立第一摄像头的第一取景边界函数与第二摄像头的第二取景边界函数，计算出所述第一取景边界函数与所述第二取景边界函数的取景边界相交曲线函数的步骤，包括：
以第一摄像头与第二摄像头的间距的中心为原点，以第一摄像头的中心与第二摄像头的中心连线为y轴，使z轴所在直线平行于第一摄像头的中心与第一摄像头的焦点的连线，设置x轴垂直于所述y轴与z轴，建立三维直角坐标系；
建立第一摄像头的第一取景边界函数：F1＝k2(x2+(y+d/2+r/2)2)-(z+f)2＝0,k≠0,z<＝-f；建立第二摄像头的第二取景边界函数：F2＝k2(x2+(y-d/2-r/2)2)-(z+f)2＝0,k≠0,z<＝-f，其中d为第一摄像头与第二摄像头的间隔,r为第一摄像头与第二摄像头的直径,f为第一摄像头与第二摄像头的焦距,k2＝f2/(r/2)2；
计算出第一取景边界函数与第二取景边界函数的取景边界相交曲线函数F3：当y>0时,F3＝k2(x2+(y+d/2+r/2)2)-(z+f)2＝0,k≠0,z<＝-f；当y<＝0时，F3＝k2(x2+(y-d/2-r/2)2)-(z+f)2＝0,k≠0,z<＝-f。
4.根据权利要求2所述的基于双摄像头的图像获取方法，其特征在于，所述获取物距，将所述物距代入所述取景边界相交曲线函数中，得到第一相交曲线函数的步骤中，所述获取物距包括：
通过第一摄像头获取暂时图像，接收用户在所述暂时图像中选择的拍摄对象；
打开第二摄像头，利用双摄像头测距原理，获得所述拍摄对象与第一摄像头、第二摄像头所在平面间的距离，并将所述距离设置为所述物距。
5.根据权利要求2所述的基于双摄像头的图像获取方法，其特征在于，所述拼接所述备用图像与所述第二图像的步骤之前，包括：
比较所述备用图像的第一像素点与所述第二图像的第二像素点；
在所述备用图像中删除与所述第二像素点相同的第一像素点，从而获得用于拼接使用的备用图像。
6.一种基于多摄像头的图像获取方法，其特征在于，包括：
采用权利要求1-5中任一项所述的方法,获取A12,A13,…,A1n,A23,A24,…,A2n,Am(m+1),Am(m+2),…,Amn重叠区域，其中所述摄像头共有n个，n大于等于3，且n大于m，所述Amn指第m个摄像头与第n个摄像头的重叠区域；
获取所有摄像头同时拍摄的多个初步图像；
在所述多个初步图像中去除所述A12,A13,…,A1n,A23,A24,…,A2n,Am(m+1),Am(m+2),…,Amn重叠区域；
接拼去除重叠区域的所述多个初步图像。
7.一种基于双摄像头的图像获取装置，其特征在于，包括：
同时获取单元，用于获取第一摄像头拍摄的第一图像以及与第一摄像头同时拍摄的第二摄像头拍摄的第二图像；
重叠区域获取单元，用于经由几何光学获得第一图像与第二图像的重叠区域；
备用图像生成单元，用于在所述第一图像中去除所述重叠区域，获得去除所述重叠区域后的备用图像；
拼接单元，用于拼接所述备用图像与所述第二图像。
8.根据权利要求7所述的基于双摄像头的图像获取装置，其特征在于，所述重叠区域获取单元，包括：
取景边界相交曲线函数计算子单元，用于建立第一摄像头的第一取景边界函数与第二摄像头的第二取景边界函数，计算出所述第一取景边界函数与所述第二取景边界函数的取景边界相交曲线函数；
第一相交曲线函数计算子单元，用于获取物距，将所述物距代入所述取景边界相交曲线函数中，得到第一相交曲线函数；
重叠区域计算子单元，用于根据成像原理，计算出第一相交曲线函数通过第一摄像头成像的第一相交曲线成像函数，所述第一相交曲线成像函数所围成的区域即为第一图像与第二图像的重叠区域；
重叠区域获取子单元，用于获取所述重叠区域。
9.一种基于多摄像头的图像获取装置，其特征在于，包括：
多个重叠区域获取单元，用于采用权利要求1-5中任一项所述的方法,获取A12,A13,…,A1n,A23,A24,…,A2n,Am(m+1),Am(m+2),…,Amn重叠区域，其中所述摄像头共有n个，n大于等于3，且n大于m，所述Amn指第m个摄像头与第n个摄像头的重叠区域；
多个初步图像获取单元，用于获取所有摄像头同时拍摄的多个初步图像；
多个重叠区域去除单元，用于在所述多个初步图像中去除所述A12,A13,…,A1n,A23,A24,…,A2n,Am(m+1),Am(m+2),…,Amn重叠区域；
多个初步图像接拼单元，用于接拼去除重叠区域的所述多个初步图像。
10.一种设备，其特征在于，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述的基于双摄像头的图像获取方法，或者所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求6所述的基于多摄像头的图像获取方法。
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