CN110351494A - 一种全景视频合成方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种全景视频合成方法、装置及电子设备，其中，全景视频合成方法包括：获取双鱼眼设备中两个鱼眼摄像头分别拍摄的原始视频；通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频，分别生成该原始视频对应的待拼接视频及各待拼接视频间的拼接关系，全景合成映射表基于各鱼眼摄像头采集的外参标定图像中标定的该鱼眼摄像头的外参、及根据各外参标定图像计算得到的该鱼眼摄像头的内参，分别对各外参标定图像进行处理得到；根据拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，合成全景视频。通过本方案，可以降低全景视频合成的硬件成本，并提高全景视频合成的效率。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种全景视频合成方法、装置及电子设备。
背景技术
鱼眼摄像头是模拟鱼类仰视水面效果的一种超广角摄像头，鱼眼摄像头的视场角大于或等于180度。鱼眼摄像头具有视场角大、可容纳场景多、可适应狭小空间拍摄等优点，因此，在虚实景技术、机器人导航、视觉监控、智能辅助驾驶等领域中被广泛应用。
由于鱼眼摄像头的视场角大于或等于180度，多将两个鱼眼摄像头背靠背设置，组成一个双鱼眼设备，这样，通过将两个鱼眼摄像头拍摄的鱼眼图像进行拼接，即可得到360度的全景图像。但是，采用鱼眼摄像头拍摄的鱼眼图像由于视角超广，所拍摄的鱼眼图像的弯形畸变非常大。因此，在对两个鱼眼摄像头所拍摄的鱼眼图像进行拼接时，需要进行畸变校正处理。
相应的全景图像合成方法中，利用离线标定的方式，标定各鱼眼摄像头的内参及外参，利用标定的各鱼眼摄像头的内参对采集的鱼眼图像进行球面投影，得到球面投影图，再根据各鱼眼摄像头的外参对球面投影图像进行拼接，得到全景图像。但是，由于对各鱼眼摄像头的内参和外参的离散标定结果，是分别通过标定辅助设备得到的，使得实现全景图像合成的硬件设备的硬件成本过高，并且全景图像合成的过程复杂、效率低。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种全景视频合成方法、装置及电子设备，以降低全景视频合成的硬件成本，并提高全景视频合成的效率。具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种全景视频合成方法，所述方法包括：
获取双鱼眼设备中两个鱼眼摄像头分别拍摄的原始视频；
通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频分别生成该原始视频对应的待拼接视频及各待拼接视频间的拼接关系，其中，所述全景合成映射表基于各鱼眼摄像头采集的外参标定图像中标定的该鱼眼摄像头的外参、及根据各外参标定图像计算得到的该鱼眼摄像头的内参，分别对各外参标定图像进行处理得到；
根据所述拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，合成全景视频。
可选的，所述全景合成映射表的建立方式，包括：
获取两个鱼眼摄像头分别采集的外参标定图像，以及各外参标定图像中标定的鱼眼摄像头的外参；
检测各外参标定图像的有效区域外边缘；
通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓；
针对各外参标定图像，基于该外参标定图像的有效区域的外轮廓，确定采集该外参标定图像的鱼眼摄像头的内参；
根据各鱼眼摄像头的内参，对各外参标定图像分别进行球面投影，生成该外参标定图像对应的球面投影图像；
对各球面投影图像进行球面展开，得到该球面投影图像对应的球面展开图像；
根据各鱼眼摄像头的外参，获得各球面展开图像之间的相对位置关系；
根据所述相对位置关系，对各球面展开图像进行处理，得到全景合成映射表。
可选的，所述全景合成映射表的建立方式，包括：
获取两个鱼眼摄像头分别采集的外参标定图像，以及各外参标定图像中标定的鱼眼摄像头的外参；
检测各外参标定图像的有效区域外边缘；
通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓；
针对各外参标定图像，基于该外参标定图像的有效区域的外轮廓，确定采集该外参标定图像的鱼眼摄像头的内参；
建立第一全景映射表，所述第一全景映射表的内容为空；
根据各鱼眼摄像头的外参，获得所述第一全景映射表中各预设区域之间的相对位置关系；
根据所述相对位置关系，对各预设区域进行逆变换，得到该预设区域的逆变换区域；
根据各鱼眼摄像头的内参，对各外参标定图像分别进行球面投影，生成该外参标定图像对应的球面投影图像；
对各球面投影图像进行球面展开，得到该球面投影图像对应的球面展开图像；
根据各球面展开图像与各逆变换区域之间的对应关系，确定全景合成映射表。
可选的，所述有效区域为椭圆区域；
所述通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓，包括：
通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓形成的椭圆；
所述针对各外参标定图像，基于该外参标定图像的有效区域的外轮廓，确定采集该外参标定图像的鱼眼摄像头的内参，包括：
针对各外参标定图像，基于所形成的椭圆，确定沿横轴方向的长轴为该鱼眼摄像头的水平方向焦距、沿纵轴方向的短轴为该鱼眼摄像头的竖直方向焦距、椭圆中心在所述外参标定图像中的坐标为该鱼眼摄像头的主点坐标。
可选的，所述根据各鱼眼摄像头的内参，对各外参标定图像分别进行球面投影，生成该外参标定图像对应的球面投影图像，包括：
根据各鱼眼摄像头的水平方向焦距及竖直方向焦距，通过预设投影半径计算公式，确定各外参标定图像的投影半径；
针对各鱼眼摄像头，以该鱼眼摄像头的主点坐标为投影中心坐标，根据预设投影换算公式，对该鱼眼摄像头采集的外参标定图像进行球面投影，得到球面投影表达式；
根据各球面投影表达式，生成各外参标定图像对应的球面投影图像。
可选的，所述预设投影半径计算公式为：
fxi为第i个鱼眼摄像头的水平方向焦距，fyi为第i个鱼眼摄像头的竖直方向焦距，Rxi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的水平方向焦距，Ryi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的竖直方向焦距，Ri为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的投影半径；
所述预设投影公式为：
αi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)与投影半径的夹角，ri为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)与第i个鱼眼摄像头的主点坐标(Cxi,Cyi)的距离，θi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像坐标系对应的球面坐标系的俯仰角；
所述球面投影表达式为：
(ui,vi,wi)为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)对应的球面坐标。
可选的，所述对各球面投影图像进行球面展开，得到该球面投影图像对应的球面展开图像，包括：
利用预设球面展开公式，对各球面投影图像进行球面展开，生成各球面投影图像对应的球面展开图像，其中，所述预设球面展开公式为：
(xzi,yzi)为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)对应的球面坐标(ui,vi,wi)在球面展开图像中所对应的坐标，θzi为坐标点(xzi,yzi)与坐标系竖直方向的夹角，Ri为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的投影半径，Rxi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的水平方向焦距，Ryi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的竖直方向焦距，αzi为在第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像对应的球面投影图像中球面坐标(ui,vi,wi)与投影展开面的夹角。
可选的，所述全景合成映射表包括所述两个鱼眼摄像头各自的映射表，所述两个鱼眼摄像头的映射表之间存在内容相同的重叠区域。
可选的，所述通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频分别生成该原始视频对应的待拼接视频及各待拼接视频间的拼接关系，包括：
通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频中的各视频帧，生成该视频帧对应的待拼接视频帧及各待拼接视频帧之间的拼接关系；
针对同一原始视频生成的各待拼接视频帧，通过预设视频生成技术，生成待拼接视频；
所述根据所述拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，合成全景视频，包括：
根据所述各待拼接视频帧之间的拼接关系，分别将各待拼接视频中对应的待拼接视频帧进行拼接，得到多个拼接图像；
根据预设三维投影策略，分别对各拼接图像进行三维投影，得到该拼接图像对应的三维全景图；
基于各三维全景图，通过预设视频生成技术，生成全景视频。
可选的，所述根据所述拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，合成全景视频，包括：
根据所述拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，生成二维视频；
根据预设三维投影策略，将所述二维视频进行三维投影，得到全景视频。
第二方面，本发明实施例提供了一种全景视频合成装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取双鱼眼设备中两个鱼眼摄像头分别拍摄的原始视频；
查找模块，用于通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频分别生成该原始视频对应的待拼接视频及各待拼接视频间的拼接关系，其中，所述全景合成映射表基于各鱼眼摄像头采集的外参标定图像中标定的该鱼眼摄像头的外参、及根据各外参标定图像计算得到的该鱼眼摄像头的内参，分别对各外参标定图像进行处理得到；
拼接模块，用于根据所述拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，合成全景视频。
可选的，所述获取模块，还用于：
获取两个鱼眼摄像头分别采集的外参标定图像，以及各外参标定图像中标定的鱼眼摄像头的外参；
所述装置还包括：
检测模块，用于检测各外参标定图像的有效区域外边缘；
曲线拟合模块，用于通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓；
内参确定模块，用于针对各外参标定图像，基于该外参标定图像的有效区域的外轮廓，确定采集该外参标定图像的鱼眼摄像头的内参；
投影模块，用于根据各鱼眼摄像头的内参，对各外参标定图像分别进行球面投影，生成该外参标定图像对应的球面投影图像；
展开模块，用于对各球面投影图像进行球面展开，得到该球面投影图像对应的球面展开图像；
获得模块，用于根据各鱼眼摄像头的外参，获得各球面展开图像之间的相对位置关系；
处理模块，用于根据所述相对位置关系，对各球面展开图像进行处理，得到全景合成映射表。
可选的，所述获取模块，还用于：
获取两个鱼眼摄像头分别采集的外参标定图像，以及各外参标定图像中标定的鱼眼摄像头的外参；
所述装置还包括：
检测模块，用于检测各外参标定图像的有效区域外边缘；
曲线拟合模块，用于通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓；
内参确定模块，用于针对各外参标定图像，基于该外参标定图像的有效区域的外轮廓，确定采集该外参标定图像的鱼眼摄像头的内参；
建立模块，用于建立第一全景映射表，所述第一全景映射表的内容为空；
获得模块，用于根据各鱼眼摄像头的外参，获得所述第一全景映射表中各预设区域之间的相对位置关系；
逆变换模块，用于根据所述相对位置关系，对各预设区域进行逆变换，得到该预设区域的逆变换区域；
投影模块，用于根据各鱼眼摄像头的内参，对各外参标定图像分别进行球面投影，生成该外参标定图像对应的球面投影图像；
展开模块，用于对各球面投影图像进行球面展开，得到该球面投影图像对应的球面展开图像；
确定模块，用于根据各球面展开图像与各逆变换区域之间的对应关系，确定全景合成映射表。
可选的，所述有效区域为椭圆区域；
所述曲线拟合模块，具体用于：
通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓形成的椭圆；
所述内参确定模块，具体用于：
针对各外参标定图像，基于所形成的椭圆，确定沿横轴方向的长轴为该鱼眼摄像头的水平方向焦距、沿纵轴方向的短轴为该鱼眼摄像头的竖直方向焦距、椭圆中心在所述外参标定图像中的坐标为该鱼眼摄像头的主点坐标。
可选的，所述投影模块，具体用于：
根据各鱼眼摄像头的水平方向焦距及竖直方向焦距，通过预设投影半径计算公式，确定各外参标定图像的投影半径；
针对各鱼眼摄像头，以该鱼眼摄像头的主点坐标为投影中心坐标，根据预设投影换算公式，对该鱼眼摄像头采集的外参标定图像进行球面投影，得到球面投影表达式；
根据各球面投影表达式，生成各外参标定图像对应的球面投影图像。
可选的，所述预设投影半径计算公式为：
fxi为第i个鱼眼摄像头的水平方向焦距，fyi为第i个鱼眼摄像头的竖直方向焦距，Rxi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的水平方向焦距，Ryi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的竖直方向焦距，Ri为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的投影半径；
所述预设投影公式为：
αi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)与投影半径的夹角，ri为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)与第i个鱼眼摄像头的主点坐标(Cxi,Cyi)的距离，θi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像坐标系对应的球面坐标系的俯仰角；
所述球面投影表达式为：
(ui,vi,wi)为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)对应的球面坐标。
可选的，所述展开模块，具体用于：
利用预设球面展开公式，对各球面投影图像进行球面展开，生成各球面投影图像对应的球面展开图像，其中，所述预设球面展开公式为：
(xzi,yzi)为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)对应的球面坐标(ui,vi,wi)在球面展开图像中所对应的坐标，θzi为坐标点(xzi,yzi)与坐标系竖直方向的夹角，Ri为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的投影半径，Rxi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的水平方向焦距，Ryi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的竖直方向焦距，αzi为在第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像对应的球面投影图像中球面坐标(ui,vi,wi)与投影展开面的夹角。
可选的，所述全景合成映射表包括所述两个鱼眼摄像头各自的映射表，所述两个鱼眼摄像头的映射表之间存在内容相同的重叠区域。
可选的，所述查找模块，具体用于：
通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频中的各视频帧，生成该视频帧对应的待拼接视频帧及各待拼接视频帧之间的拼接关系；
针对同一原始视频生成的各待拼接视频帧，通过预设视频生成技术，生成待拼接视频；
所述拼接模块，具体用于：
根据所述各待拼接视频帧之间的拼接关系，分别将各待拼接视频中对应的待拼接视频帧进行拼接，得到多个拼接图像；
根据预设三维投影策略，分别对各拼接图像进行三维投影，得到该拼接图像对应的三维全景图；
基于各三维全景图，通过预设视频生成技术，生成全景视频。
可选的，所述拼接模块，具体用于：
根据所述拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，生成二维视频；
根据预设三维投影策略，将所述二维视频进行三维投影，得到全景视频。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，其中，
所述存储器，用于存放计算机程序；
所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现本发明实施例第一方面所述的任一方法步骤。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例第一方面所述的任一方法步骤。
本发明实施例提供的一种全景视频合成方法、装置及电子设备，通过获取双鱼眼设备中两个鱼眼摄像头分别拍摄的原始视频；通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频分别生成该原始视频对应的待拼接视频及各待拼接视频间的拼接关系；根据拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，合成全景视频；全景合成映射表是基于各鱼眼摄像头采集的外参标定图像中标定的该鱼眼摄像头的外参、及根据各外参标定图像计算得到的该鱼眼摄像头的内参，分别对各外参标定图像进行处理得到的。在进行全景视频合成时，根据全景合成映射表即可完成视频拼接；各鱼眼摄像头的外参在采集的外参标定图像中标定，而各鱼眼摄像头的内参可以根据外参标定图像计算得到，也就是说，只需要一次外参标定，即可得到各鱼眼摄像头的内参和外参，即不需要分别针对各鱼眼摄像头的内参和外参分别配置标定辅助设备，从而降低了全景视频合成的硬件成本，简化了标定过程，进而提高了全景视频合成的效率。
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为本发明实施例的全景视频合成方法的流程示意图；
图2a为现有技术的无裁剪无偏移的鱼眼图像；
图2b为现有技术的无裁剪有偏移的鱼眼图像；
图2c为现有技术的有裁剪无偏移的鱼眼图像；
图2d为现有技术的有裁剪有偏移的鱼眼图像；
图3为本发明实施例的全景合成映射表生成过程的流程示意图；
图4a为本发明实施例的双鱼眼设备中第一鱼眼摄像头采集的外参标定图像的有效区域示意图；
图4b为本发明实施例的双鱼眼设备中第二鱼眼摄像头采集的外参标定图像的有效区域示意图；
图5为本发明实施例的全景合成映射表的结构示意图；
图6为本发明实施例的球面投影的流程示意图；
图7为本发明实施例的球面展开的流程示意图；
图8为本发明实施例的全景视频生成过程的流程示意图；
图9为本发明实施例的全景视频合成装置的结构示意图；
图10为本发明实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
为了降低全景视频合成的硬件成本，并提高全景视频合成的效率，本发明实施例提供了一种全景视频合成方法、装置及电子设备。
下面，首先对本发明实施例所提供的全景视频合成方法进行介绍。
本发明实施例所提供的全景视频合成方法的执行主体可以为包含有核心处理芯片的双鱼眼设备，也可以为具有视频处理合成功能的电子设备，实现本发明实施例所提供的全景视频合成方法的方式可以为设置于执行主体中的软件、硬件电路和逻辑电路中的至少一种。如图1所示本发明实施例所提供的一种全景视频合成方法，可以包括如下步骤：
S101，获取双鱼眼设备中两个鱼眼摄像头分别拍摄的原始视频。
双鱼眼设备包括两个鱼眼摄像头，每个鱼眼摄像头的视场角大于或等于180度，因此双鱼眼设备的总视场角大于或等于360度。双鱼眼设备即可以包含核心处理芯片，也可以不包含核心处理芯片。如果双鱼眼设备包含核心处理芯片，则可以由双鱼眼设备中的核心处理芯片获取各鱼眼摄像头分别拍摄的原始视频；如果双鱼眼设备不包含核心处理芯片，则需要由具有视频处理合成功能的电子设备获取双鱼眼设备中各鱼眼摄像头分别拍摄的原始视频。
两个双鱼眼摄像头可以不具有一致的关键参数和安装参数，其中，关键参数包括但不限于摄像头内参、视场角、畸变量、焦距等；安装参数包括但不限于安装位置、安装角度等。双鱼眼设备的总视场角大于或等于360度即可。
S102，通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频分别生成该原始视频对应的待拼接视频及各待拼接视频间的拼接关系，全景合成映射表基于各鱼眼摄像头采集的外参标定图像中标定的该鱼眼摄像头的外参、及根据各外参标定图像计算得到的该鱼眼摄像头的内参，分别对各外参标定图像进行处理得到。
全景合成映射表预先建立、并且已存储在执行主体中，全景合成映射表用于合成全景视频。
传统的全景图像合成方法中，假设鱼眼设备采集的鱼眼图像有个圆形有效区域，如图2a所示，该有效区域在水平方向和竖直方向最大长度的一半为鱼眼图像的水平方向和竖直方向焦距，即如公式(1)所示：
其中，Rxi为第i个鱼眼摄像头采集的鱼眼图像的水平方向焦距，Ryi为第i个鱼眼摄像头采集的鱼眼图像的竖直方向焦距，Wi为第i个鱼眼摄像头采集的鱼眼图像的有效区域在水平方向的最大长度，Hi为第i个鱼眼摄像头采集的鱼眼图像的有效区域在竖直方向的最大长度。
可求得投影半径如公式(2)所示：
其中，Ri为第i个鱼眼摄像头采集的鱼眼图像的投影半径。
在传统的全景图像合成方法中，以鱼眼图像有效区域的中心为投影中心，则第i个鱼眼摄像头采集的鱼眼图像上像素点(xi,yi)与鱼眼半径的夹角αi为：
第i个鱼眼摄像头采集的鱼眼图像上像素点(xi,yi)与第i个鱼眼摄像头采集的鱼眼图像有效区域的中心的距离ri为：
第i个鱼眼摄像头采集的鱼眼图像坐标系对应的球面坐标系的俯仰角θi为：
θi＝arcsin(ri/Ri) (5)
若球面坐标为(ui,vi,wi)，那么与第i个鱼眼摄像头采集的鱼眼图像坐标对应的球面坐标为：
鱼眼摄像头存在两个普遍问题，即鱼眼图像被裁剪和主点偏移。如图2b所示，当鱼眼图像的主点发生偏移时，鱼眼图像的主点不再是鱼眼图像有效区域的中心，鱼眼图像的焦距无法通过上述传统方法计算得到；如图2c所示，当鱼眼图像被裁剪时，鱼眼图像有效区域不再是一个完整的圆形，采用传统方法进行圆检测将失效，无法获取准确的鱼眼图像有效区域半径。如图2d所示，还存在一种鱼眼图像即被裁剪又发生主点偏移的情况，这种情况下，更不可能获取到准确的有效区域半径和焦距。
为了应对上述问题，本发明实施例中，使用鱼眼摄像头的内参来进行球面投影，精度更高，适应性更好。相应的，通过对鱼眼摄像头采集的预先标定的外参标定图像进行处理，建立全景合成映射表，这样，在采集到原始视频时，可以直接利用全景合成映射表对原始视频进行拼接，提高了视频拼接的效率。
可选的，全景合成映射表的建立方式可以包括如下步骤：
第一步，获取两个鱼眼摄像头分别采集的外参标定图像，以及各外参标定图像中标定的鱼眼摄像头的外参；
第二步，检测各外参标定图像的有效区域外边缘；
第三步，通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓；
第四步，针对各外参标定图像，基于该外参标定图像的有效区域的外轮廓，确定采集该外参标定图像的鱼眼摄像头的内参；
第五步，根据各鱼眼摄像头的内参，对各外参标定图像分别进行球面投影，生成该外参标定图像对应的球面投影图像；
第六步，对各球面投影图像进行球面展开，得到该球面投影图像对应的球面展开图像；
第七步，根据各鱼眼摄像头的外参，获得各球面展开图像之间的相对位置关系；
第八步，根据相对位置关系，对各球面展开图像进行处理，得到全景合成映射表。
如图3所示，提供了全景合成映射表的生成过程。通过球面投影将两个鱼眼摄像头分别采集的标定图像进行投影、展开，生成对应的球面展开图像，该球面展开图像为无畸变的图像，然后根据鱼眼摄像头的外参，获得两个球面展开图像之间的相对位置关系，根据该相对位置关系，对两个球面展开图像进行处理，即可得到全景合成映射表，对球面展开图的处理可以包括对两个球面展开图像进行变换、裁剪；对两个球面展开图像进行变换可以是：以其中一幅球面展开图像为基准，对另外一幅球面展开图像进行变换，以达到全景无缝拼接的目的。
全景合成映射表的建立过程还可以是按照逆过程来建立，即建立空的全景映射表，通过逆变换、拟投影展开，建立全集合成映射表与标定图像之间的对应关系。
可选的，全景合成映射表的建立方式，可以包括如下步骤：
第一步，获取两个鱼眼摄像头分别采集的外参标定图像，以及各外参标定图像中标定的鱼眼摄像头的外参；
第二步，检测各外参标定图像的有效区域外边缘；
第三步，通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓；
第四步，针对各外参标定图像，基于该外参标定图像的有效区域的外轮廓，确定采集该外参标定图像的鱼眼摄像头的内参；
第五步，建立第一全景映射表，其中，第一全景映射表的内容为空；
第六步，根据各鱼眼摄像头的外参，获得第一全景映射表中各预设区域之间的相对位置关系；
第七步，根据相对位置关系，对各预设区域进行逆变换，得到该预设区域的逆变换区域；
第八步，根据各鱼眼摄像头的内参，对各标定图像分别进行球面投影，生成该标定图像对应的球面投影图像；
第九步，对各球面投影图像进行球面展开，得到该球面投影图像对应的球面展开图像；
第十步，根据各球面展开图像与各逆变换区域之间的对应关系，确定全景合成映射表。
通过上述正过程或者逆过程可以建立全景合成映射表，相比之下，正过程建立全景合成映射表的耗时更短，而逆过程建立全景合成映射表的准确度更高。
外参标定图像为在建立全景合成映射表时，双鱼眼设备中各鱼眼摄像头基于各自的外参预先采集的图像，该外参标定图像可以是预先拍摄的图片，也可以是预先基于各鱼眼摄像头各自的外参采集的视频样本中的任一视频帧，或多个视频帧；当然，外参标定图像还可以是在对各鱼眼摄像头采集的原始视频进行全景视频生成之前，从原始视频中提取的任一视频帧或者多个视频帧。外参标定图像中预先标定了鱼眼摄像头的外参，例如，鱼眼摄像头的安装位置、安装高度等，因此，可以直接通过各外参标定图像获取到标定的各鱼眼摄像头的外参。通过有效区域外边缘的检测，可以得到外参标定图像的有效区域的外轮廓，根据外轮廓所形成的图形，即可确定鱼眼摄像头的内参。
上述检测各外参标定图像的有效区域外边缘的方式可以为：通过对图像黑白区域过渡边缘的识别检测到有效区域外边缘；也可以为直线搜索的方式搜索得到有效区域外边缘的四个最远点，然后通过连线得到有效区域外边缘。当然，能够检测得到有效区域外边缘的方式均属于本实施例的保护范围，这里不再一一赘述。
可选的，各外参标定图像的有效区域可以为椭圆区域；
则，在上述建立全景合成映射表的方法中，通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓的步骤，具体可以为：
通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓形成的椭圆；
针对各外参标定图像，基于该外参标定图像的有效区域的外轮廓，确定采集该外参标定图像的鱼眼摄像头内参的步骤，具体可以为：
针对各外参标定图像，基于所形成的椭圆，确定沿横轴方向的长轴为该鱼眼摄像头的水平方向焦距、沿纵轴方向的短轴为该鱼眼摄像头的竖直方向焦距、椭圆中心在所述外参标定图像中的坐标为该鱼眼摄像头的主点坐标。
通过曲线拟合，分别拟合两个外参标定图像的有效区域外边缘，得到两个外参标定图像的有效区域的外轮廓形成的椭圆，如图4a所示的第一鱼眼设备采集的外参标定图像中的椭圆，以及图4b所示的第二鱼眼设备采集的外参标定图像中的椭圆。椭圆区域即外参标定图像的有效区域，因此，椭圆沿x方向(横轴方向)的长轴fx即为鱼眼摄像头的水平方向焦距、沿y方向(纵轴方向)的短轴fy即为鱼眼摄像头的竖直方向焦距、椭圆中心的坐标即为主点坐标(xc，yc)。
可选的，全景合成映射表包括两个鱼眼摄像头各自的映射表，两个鱼眼摄像头的映射表之间存在内容相同的重叠区域。
如图5所示的全景合成映射表结构，全景合成映射表分为两个部分，第一鱼眼摄像头映射表501和第二鱼眼摄像头映射表502，分别代表两个鱼眼摄像头所采集外参标定图像在平面全景图中的映射关系。其中，第一鱼眼摄像头映射表501和第二鱼眼摄像头映射表502都存在一个重叠区域，代表了两个鱼眼摄像头在视场上的重叠区域，在视场上的重叠区域两个鱼眼摄像头的内容相同。通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频，可以生成该原始视频对应的待拼接视频及各待拼接视频间的拼接关系。
可选的，在上述建立全景合成映射表的方法中，根据各鱼眼摄像头的内参，对各外参标定图像分别进行球面投影，生成该外参标定图像对应的球面投影图像的步骤，具体可以为：
根据各鱼眼摄像头的水平方向焦距及竖直方向焦距，通过预设投影半径计算公式，确定各外参标定图像的投影半径；
针对各鱼眼摄像头，以该鱼眼摄像头的主点坐标为投影中心坐标，根据预设投影换算公式，对该鱼眼摄像头采集的外参标定图像进行球面投影，得到球面投影表达式；
根据各球面投影表达式，生成各外参标定图像对应的球面投影图像。
如图6所示，提供了本发明实施例的球面投影过程，使用鱼眼摄像头的内参来进行球面投影，上述的预设投影半径计算公式如公式(7)所示：
其中，fxi为第i个鱼眼摄像头的水平方向焦距，fyi为第i个鱼眼摄像头的竖直方向焦距，Rxi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的水平方向焦距，Ryi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的竖直方向焦距，Ri为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的投影半径。
使用标定图像的主点作为投影中心，上述的预设投影公式如公式(8)所示：
其中，αi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)与投影半径的夹角，ri为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)与第i个鱼眼摄像头的主点坐标(Cxi,Cyi)的距离，θi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像坐标系对应的球面坐标系的俯仰角；
上述的球面投影表达式如公式(9)所示：
其中，(ui,vi,wi)为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)对应的球面坐标。
可选的，在上述建立全景合成映射表的方法中，对各球面投影图像进行球面展开，得到该球面投影图像对应的球面展开图像的步骤，具体可以为：
利用预设球面展开公式，对各球面投影图像进行球面展开，生成各球面投影图像对应的球面展开图像。
球面投影和球面展开的目的是模拟鱼眼成像模型，将有畸变的标定图像校正为无畸变的球面展开图像，以便后续进行图像拼接。
如图7所示，提供了本发明实施例的球面展开过程，上述的预设球面展开公式如公式(10)所示：
其中，(xzi,yzi)为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)对应的球面坐标(ui,vi,wi)在球面展开图像中所对应的坐标，θzi为坐标点(xzi,yzi)与坐标系竖直方向的夹角，Ri为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的投影半径，Rxi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的水平方向焦距，Ryi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的竖直方向焦距，αzi为在第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像对应的球面投影图像中球面坐标(ui,vi,wi)与投影展开面的夹角。
显然，无论是采集的视频被裁剪还是采集的视频不是标准圆形，亦或是主点发生偏移，内参是唯一能够真实反映主点偏移及焦距变化的参数，将鱼眼摄像头的内参使用在建立全景合成映射表的过程中的球面投影环节，会显著改善球面投影效果，保证球面展开后图像的校正效果。
S103，根据拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，合成全景视频。
全景合成映射表基于各鱼眼摄像头采集的外参标定图像中标定的该鱼眼摄像头的外参、及根据各外参标定图像计算得到的该鱼眼摄像头的内参建立，对于一台两个鱼眼摄像头相对位置固定不变的双鱼眼设备，只需要将全景合成映射表进行存储，当双鱼眼设备采集到视频时，两个鱼眼摄像头拍摄到的原始视频利用全景合成映射表进行查表，得到待拼接视频，通过对待拼接视频进行拼接，即可生成全景视频。拼接关系中给出了各待拼接视频的拼接方式，例如，第二个待拼接视频的第一列像素与第一个待拼接视频的第二十列像素重叠、第二个待拼接视频翻转45度后与第一个待拼接视频重叠等等。
由于全景合成映射表是基于外参标定图像建立的，因此，在进行视频拼接时，可以是对视频帧进行拼接，再对拼接后的视频帧进行视频合成，得到全景视频。
可选的，S102可以包括：
通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频中的各视频帧，生成该视频帧对应的待拼接视频帧及各待拼接视频帧之间的拼接关系；
针对同一原始视频生成的各待拼接视频帧，通过预设视频生成技术，生成待拼接视频；
S103可以包括：
根据各待拼接视频帧之间的拼接关系，分别将各待拼接视频中对应的待拼接视频帧进行拼接，得到多个拼接图像；
根据预设三维投影策略，分别对各拼接图像进行三维投影，得到该拼接图像对应的三维全景图；
基于各三维全景图，通过预设视频生成技术，生成全景视频。
基于全景合成映射表，可以得到原始视频中各视频帧对应的待拼接视频帧以及各待拼接视频帧之间的拼接关系，由于视频是由视频帧生成的，通过预设视频生成技术，即可生成待拼接视频，预设视频生成技术中规定了视频生成时，各视频帧在视频中的顺序以及播放速度。基于待拼接视频帧之间的拼接关系，可以将对应的待拼接视频帧进行拼接，得到多个拼接图像，再通过三维投影策略，对拼接图像进行三维投影，然后利用预设视频生成技术，对三维投影后得到的三维全景图进行视频转换，即可生成全景视频。当然，全景视频的生成，还可以是先通过拼接技术生成二维视频，再对该二维视频进行三维投影，得到全景视频。
可选的，S203具体可以为：
根据拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，生成二维视频；
根据预设三维投影策略，将二维视频进行三维投影，得到全景视频。
当双鱼眼设备拍摄到原始视频时，针对两个鱼眼摄像头拍摄的原始视频，利用全景合成映射表进行查表，得到两个待拼接视频，根据拼接关系，拼接两个待拼接视频，生成二维视频，然后，通过对二维视频进行球面渲染，可以生成三维球面全景视频。采用先拼接成二维视频，再根据预设三维投影策略，投影到相应的三维模型上，可以支持多种三维全景展示形式，扩展了双鱼眼设备的展示方式。
如图8所示，当双鱼眼设备拍摄到原始视频时，还可以从中提取两个鱼眼摄像头拍摄的视频帧，利用全景合成映射表进行查表，得到两幅待拼接子图，两个待拼接子图经过图像拼接，得到一副二维全景图像，经过视频生成技术，生成二维全景视频，二维全景视频经过球面渲染，可以生成三维球面全景视频。二维全景视频可以经过柱面投影、立方体投影等投影方式生成相应的三维球面全景视频。当然，也可以是先对二维全景图像进行球面投影，得到三维全景图像，在通过视频生成技术，生成三维球面全景视频，这里不做具体限定。
应用本实施例，通过获取双鱼眼设备中两个鱼眼摄像头分别拍摄的原始视频；通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频分别生成该原始视频对应的待拼接视频及各待拼接视频间的拼接关系；根据拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，合成全景视频；全景合成映射表是基于各鱼眼摄像头采集的外参标定图像中标定的该鱼眼摄像头的外参、及根据各外参标定图像计算得到的该鱼眼摄像头的内参，分别对各外参标定图像进行处理得到的。在进行全景视频合成时，根据全景合成映射表即可完成视频拼接；各鱼眼摄像头的外参在采集的外参标定图像中标定，而各鱼眼摄像头的内参可以根据外参标定图像计算得到，也就是说，只需要一次外参标定，即可得到各鱼眼摄像头的内参和外参，即不需要分别针对各鱼眼摄像头的内参和外参分别配置标定辅助设备，从而降低了全景视频合成的硬件成本，简化了标定过程，进而提高了全景视频合成的效率。
相应于上述方法实施例，本发明实施例还提供了一种全景视频合成装置，如图9所示，该全景视频合成装置包括：
获取模块910，用于获取双鱼眼设备中两个鱼眼摄像头分别拍摄的原始视频；
查找模块920，用于通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频分别生成该原始视频对应的待拼接视频及各待拼接视频间的拼接关系，其中，所述全景合成映射表基于各鱼眼摄像头采集的外参标定图像中标定的该鱼眼摄像头的外参、及根据各外参标定图像计算得到的该鱼眼摄像头的内参，分别对各外参标定图像进行处理得到；
拼接模块930，用于根据所述拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，合成全景视频。
可选的，所述获取模块910，还可以用于：
获取两个鱼眼摄像头分别采集的外参标定图像，以及各外参标定图像中标定的鱼眼摄像头的外参；
所述装置还包括：
检测模块，用于检测各外参标定图像的有效区域外边缘；
曲线拟合模块，用于通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓；
内参确定模块，用于针对各外参标定图像，基于该外参标定图像的有效区域的外轮廓，确定采集该外参标定图像的鱼眼摄像头的内参；
投影模块，用于根据各鱼眼摄像头的内参，对各外参标定图像分别进行球面投影，生成该外参标定图像对应的球面投影图像；
展开模块，用于对各球面投影图像进行球面展开，得到该球面投影图像对应的球面展开图像；
获得模块，用于根据各鱼眼摄像头的外参，获得各球面展开图像之间的相对位置关系；
处理模块，用于根据所述相对位置关系，对各球面展开图像进行处理，得到全景合成映射表。
可选的，所述获取模块910，还可以用于：
获取两个鱼眼摄像头分别采集的外参标定图像，以及各外参标定图像中标定的鱼眼摄像头的外参；
所述装置还包括：
检测模块，用于检测各外参标定图像的有效区域外边缘；
曲线拟合模块，用于通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓；
内参确定模块，用于针对各外参标定图像，基于该外参标定图像的有效区域的外轮廓，确定采集该外参标定图像的鱼眼摄像头的内参；
建立模块，用于建立第一全景映射表，所述第一全景映射表的内容为空；
获得模块，用于根据各鱼眼摄像头的外参，获得所述第一全景映射表中各预设区域之间的相对位置关系；
逆变换模块，用于根据所述相对位置关系，对各预设区域进行逆变换，得到该预设区域的逆变换区域；
投影模块，用于根据各鱼眼摄像头的内参，对各外参标定图像分别进行球面投影，生成该外参标定图像对应的球面投影图像；
展开模块，用于对各球面投影图像进行球面展开，得到该球面投影图像对应的球面展开图像；
确定模块，用于根据各球面展开图像与各逆变换区域之间的对应关系，确定全景合成映射表。
可选的，所述有效区域可以为椭圆区域；
所述曲线拟合模块，具体可以用于：
通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓形成的椭圆；
所述内参确定模块，具体可以用于：
针对各外参标定图像，基于所形成的椭圆，确定沿横轴方向的长轴为该鱼眼摄像头的水平方向焦距、沿纵轴方向的短轴为该鱼眼摄像头的竖直方向焦距、椭圆中心在所述外参标定图像中的坐标为该鱼眼摄像头的主点坐标。
可选的，所述投影模块，具体可以用于：
根据各鱼眼摄像头的水平方向焦距及竖直方向焦距，通过预设投影半径计算公式，确定各外参标定图像的投影半径；
针对各鱼眼摄像头，以该鱼眼摄像头的主点坐标为投影中心坐标，根据预设投影换算公式，对该鱼眼摄像头采集的外参标定图像进行球面投影，得到球面投影表达式；
根据各球面投影表达式，生成各外参标定图像对应的球面投影图像。
可选的，所述预设投影半径计算公式可以为：
fxi为第i个鱼眼摄像头的水平方向焦距，fyi为第i个鱼眼摄像头的竖直方向焦距，Rxi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的水平方向焦距，Ryi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的竖直方向焦距，Ri为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的投影半径；
所述预设投影公式可以为：
αi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)与投影半径的夹角，ri为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)与第i个鱼眼摄像头的主点坐标(Cxi,Cyi)的距离，θi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像坐标系对应的球面坐标系的俯仰角；
所述球面投影表达式可以为：
(ui,vi,wi)为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)对应的球面坐标。
可选的，所述展开模块，具体可以用于：
利用预设球面展开公式，对各球面投影图像进行球面展开，生成各球面投影图像对应的球面展开图像，其中，所述预设球面展开公式可以为：
(xzi,yzi)为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)对应的球面坐标(ui,vi,wi)在球面展开图像中所对应的坐标，θzi为坐标点(xzi,yzi)与坐标系竖直方向的夹角，Ri为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的投影半径，Rxi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的水平方向焦距，Ryi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的竖直方向焦距，αzi为在第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像对应的球面投影图像中球面坐标(ui,vi,wi)与投影展开面的夹角。
可选的，所述全景合成映射表可以包括所述两个鱼眼摄像头各自的映射表，所述两个鱼眼摄像头的映射表之间存在内容相同的重叠区域。
可选的，所述查找模块920，具体可以用于：
通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频中的各视频帧，生成该视频帧对应的待拼接视频帧及各待拼接视频帧之间的拼接关系；
针对同一原始视频生成的各待拼接视频帧，通过预设视频生成技术，生成待拼接视频；
所述拼接模块930，具体可以用于：
根据所述各待拼接视频帧之间的拼接关系，分别将各待拼接视频中对应的待拼接视频帧进行拼接，得到多个拼接图像；
根据预设三维投影策略，分别对各拼接图像进行三维投影，得到该拼接图像对应的三维全景图；
基于各三维全景图，通过预设视频生成技术，生成全景视频。
可选的，所述拼接模块930，具体可以用于：
根据所述拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，生成二维视频；
根据预设三维投影策略，将所述二维视频进行三维投影，得到全景视频。
应用本实施例，通过获取双鱼眼设备中两个鱼眼摄像头分别拍摄的原始视频；通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频分别生成该原始视频对应的待拼接视频及各待拼接视频间的拼接关系；根据拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，合成全景视频；全景合成映射表是基于各鱼眼摄像头采集的外参标定图像中标定的该鱼眼摄像头的外参、及根据各外参标定图像计算得到的该鱼眼摄像头的内参，分别对各外参标定图像进行处理得到的。在进行全景视频合成时，根据全景合成映射表即可完成视频拼接；各鱼眼摄像头的外参在采集的外参标定图像中标定，而各鱼眼摄像头的内参可以根据外参标定图像计算得到，也就是说，只需要一次外参标定，即可得到各鱼眼摄像头的内参和外参，即不需要分别针对各鱼眼摄像头的内参和外参分别配置标定辅助设备，从而降低了全景视频合成的硬件成本，简化了标定过程，进而提高了全景视频合成的效率。
本发明实施例还提供了一种电子设备，如图10所示，可以包括处理器1001和存储器1002，其中，
所述存储器1002，用于存放计算机程序；
所述处理器1001，用于执行所述存储器1002上所存放的程序时，实现本发明实施例所提供的全景视频合成方法的所有步骤。
上述存储器可以包括RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，也可以包括NVM(Non-Volatile Memory，非易失性存储器)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离于上述处理器的存储装置。
上述处理器可以是通用处理器，包括CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、NP(Network Processor，网络处理器)等；还可以是DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
通过上述电子设备，能够实现：通过获取双鱼眼设备中两个鱼眼摄像头分别拍摄的原始视频；通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频分别生成该原始视频对应的待拼接视频及各待拼接视频间的拼接关系；根据拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，合成全景视频；全景合成映射表是基于各鱼眼摄像头采集的外参标定图像中标定的该鱼眼摄像头的外参、及根据各外参标定图像计算得到的该鱼眼摄像头的内参，分别对各外参标定图像进行处理得到的。在进行全景视频合成时，根据全景合成映射表即可完成视频拼接；各鱼眼摄像头的外参在采集的外参标定图像中标定，而各鱼眼摄像头的内参可以根据外参标定图像计算得到，也就是说，只需要一次外参标定，即可得到各鱼眼摄像头的内参和外参，即不需要分别针对各鱼眼摄像头的内参和外参分别配置标定辅助设备，从而降低了全景视频合成的硬件成本，简化了标定过程，进而提高了全景视频合成的效率。
另外，相应于上述实施例所提供的全景视频合成方法，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现本发明实施例所提供的全景视频合成方法的所有步骤。
上述计算机可读存储介质存储有在运行时执行本发明实施例所提供的全景视频合成方法的应用程序，因此能够实现：通过获取双鱼眼设备中两个鱼眼摄像头分别拍摄的原始视频；通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频分别生成该原始视频对应的待拼接视频及各待拼接视频间的拼接关系；根据拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，合成全景视频；全景合成映射表是基于各鱼眼摄像头采集的外参标定图像中标定的该鱼眼摄像头的外参、及根据各外参标定图像计算得到的该鱼眼摄像头的内参，分别对各外参标定图像进行处理得到的。在进行全景视频合成时，根据全景合成映射表即可完成视频拼接；各鱼眼摄像头的外参在采集的外参标定图像中标定，而各鱼眼摄像头的内参可以根据外参标定图像计算得到，也就是说，只需要一次外参标定，即可得到各鱼眼摄像头的内参和外参，即不需要分别针对各鱼眼摄像头的内参和外参分别配置标定辅助设备，从而降低了全景视频合成的硬件成本，简化了标定过程，进而提高了全景视频合成的效率。
对于电子设备以及计算机可读存储介质实施例而言，由于其所涉及的方法内容基本相似于前述的方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、电子设备及计算机可读存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (22)
1.一种全景视频合成方法，其特征在于，所述方法包括：
获取双鱼眼设备中两个鱼眼摄像头分别拍摄的原始视频；
通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频分别生成该原始视频对应的待拼接视频及各待拼接视频间的拼接关系，其中，所述全景合成映射表基于各鱼眼摄像头采集的外参标定图像中标定的该鱼眼摄像头的外参、及根据各外参标定图像计算得到的该鱼眼摄像头的内参，分别对各外参标定图像进行处理得到；
根据所述拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，合成全景视频。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述全景合成映射表的建立方式，包括：
获取两个鱼眼摄像头分别采集的外参标定图像，以及各外参标定图像中标定的鱼眼摄像头的外参；
检测各外参标定图像的有效区域外边缘；
通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓；
针对各外参标定图像，基于该外参标定图像的有效区域的外轮廓，确定采集该外参标定图像的鱼眼摄像头的内参；
根据各鱼眼摄像头的内参，对各外参标定图像分别进行球面投影，生成该外参标定图像对应的球面投影图像；
对各球面投影图像进行球面展开，得到该球面投影图像对应的球面展开图像；
根据各鱼眼摄像头的外参，获得各球面展开图像之间的相对位置关系；
根据所述相对位置关系，对各球面展开图像进行处理，得到全景合成映射表。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述全景合成映射表的建立方式，包括：
获取两个鱼眼摄像头分别采集的外参标定图像，以及各外参标定图像中标定的鱼眼摄像头的外参；
检测各外参标定图像的有效区域外边缘；
通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓；
针对各外参标定图像，基于该外参标定图像的有效区域的外轮廓，确定采集该外参标定图像的鱼眼摄像头的内参；
建立第一全景映射表，所述第一全景映射表的内容为空；
根据各鱼眼摄像头的外参，获得所述第一全景映射表中各预设区域之间的相对位置关系；
根据所述相对位置关系，对各预设区域进行逆变换，得到该预设区域的逆变换区域；
根据各鱼眼摄像头的内参，对各外参标定图像分别进行球面投影，生成该外参标定图像对应的球面投影图像；
对各球面投影图像进行球面展开，得到该球面投影图像对应的球面展开图像；
根据各球面展开图像与各逆变换区域之间的对应关系，确定全景合成映射表。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述有效区域为椭圆区域；
所述通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓，包括：
通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓形成的椭圆；
所述针对各外参标定图像，基于该外参标定图像的有效区域的外轮廓，确定采集该外参标定图像的鱼眼摄像头的内参，包括：
针对各外参标定图像，基于所形成的椭圆，确定沿横轴方向的长轴为该鱼眼摄像头的水平方向焦距、沿纵轴方向的短轴为该鱼眼摄像头的竖直方向焦距、椭圆中心在所述外参标定图像中的坐标为该鱼眼摄像头的主点坐标。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据各鱼眼摄像头的内参，对各外参标定图像分别进行球面投影，生成该外参标定图像对应的球面投影图像，包括：
根据各鱼眼摄像头的水平方向焦距及竖直方向焦距，通过预设投影半径计算公式，确定各外参标定图像的投影半径；
针对各鱼眼摄像头，以该鱼眼摄像头的主点坐标为投影中心坐标，根据预设投影换算公式，对该鱼眼摄像头采集的外参标定图像进行球面投影，得到球面投影表达式；
根据各球面投影表达式，生成各外参标定图像对应的球面投影图像。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预设投影半径计算公式为：
fxi为第i个鱼眼摄像头的水平方向焦距，fyi为第i个鱼眼摄像头的竖直方向焦距，Rxi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的水平方向焦距，Ryi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的竖直方向焦距，Ri为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的投影半径；
所述预设投影公式为：
θi＝arcsin(ri/Ri)
αi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)与投影半径的夹角，ri为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)与第i个鱼眼摄像头的主点坐标(Cxi,Cyi)的距离，θi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像坐标系对应的球面坐标系的俯仰角；
所述球面投影表达式为：
(ui,vi,wi)为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)对应的球面坐标。
7.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述对各球面投影图像进行球面展开，得到该球面投影图像对应的球面展开图像，包括：
利用预设球面展开公式，对各球面投影图像进行球面展开，生成各球面投影图像对应的球面展开图像，其中，所述预设球面展开公式为：
(xzi,yzi)为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)对应的球面坐标(ui,vi,wi)在球面展开图像中所对应的坐标，θzi为坐标点(xzi,yzi)与坐标系竖直方向的夹角，Ri为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的投影半径，Rxi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的水平方向焦距，Ryi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的竖直方向焦距，αzi为在第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像对应的球面投影图像中球面坐标(ui,vi,wi)与投影展开面的夹角。
8.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述全景合成映射表包括所述两个鱼眼摄像头各自的映射表，所述两个鱼眼摄像头的映射表之间存在内容相同的重叠区域。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频分别生成该原始视频对应的待拼接视频及各待拼接视频间的拼接关系，包括：
通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频中的各视频帧，生成该视频帧对应的待拼接视频帧及各待拼接视频帧之间的拼接关系；
针对同一原始视频生成的各待拼接视频帧，通过预设视频生成技术，生成待拼接视频；
所述根据所述拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，合成全景视频，包括：
根据所述各待拼接视频帧之间的拼接关系，分别将各待拼接视频中对应的待拼接视频帧进行拼接，得到多个拼接图像；
根据预设三维投影策略，分别对各拼接图像进行三维投影，得到该拼接图像对应的三维全景图；
基于各三维全景图，通过预设视频生成技术，生成全景视频。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，合成全景视频，包括：
根据所述拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，生成二维视频；
根据预设三维投影策略，将所述二维视频进行三维投影，得到全景视频。
11.一种全景视频合成装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取双鱼眼设备中两个鱼眼摄像头分别拍摄的原始视频；
查找模块，用于通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频分别生成该原始视频对应的待拼接视频及各待拼接视频间的拼接关系，其中，所述全景合成映射表基于各鱼眼摄像头采集的外参标定图像中标定的该鱼眼摄像头的外参、及根据各外参标定图像计算得到的该鱼眼摄像头的内参，分别对各外参标定图像进行处理得到；
拼接模块，用于根据所述拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，合成全景视频。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述获取模块，还用于：
获取两个鱼眼摄像头分别采集的外参标定图像，以及各外参标定图像中标定的鱼眼摄像头的外参；
所述装置还包括：
检测模块，用于检测各外参标定图像的有效区域外边缘；
曲线拟合模块，用于通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓；
内参确定模块，用于针对各外参标定图像，基于该外参标定图像的有效区域的外轮廓，确定采集该外参标定图像的鱼眼摄像头的内参；
投影模块，用于根据各鱼眼摄像头的内参，对各外参标定图像分别进行球面投影，生成该外参标定图像对应的球面投影图像；
展开模块，用于对各球面投影图像进行球面展开，得到该球面投影图像对应的球面展开图像；
获得模块，用于根据各鱼眼摄像头的外参，获得各球面展开图像之间的相对位置关系；
处理模块，用于根据所述相对位置关系，对各球面展开图像进行处理，得到全景合成映射表。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述获取模块，还用于：
获取两个鱼眼摄像头分别采集的外参标定图像，以及各外参标定图像中标定的鱼眼摄像头的外参；
所述装置还包括：
检测模块，用于检测各外参标定图像的有效区域外边缘；
曲线拟合模块，用于通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓；
内参确定模块，用于针对各外参标定图像，基于该外参标定图像的有效区域的外轮廓，确定采集该外参标定图像的鱼眼摄像头的内参；
建立模块，用于建立第一全景映射表，所述第一全景映射表的内容为空；
获得模块，用于根据各鱼眼摄像头的外参，获得所述第一全景映射表中各预设区域之间的相对位置关系；
逆变换模块，用于根据所述相对位置关系，对各预设区域进行逆变换，得到该预设区域的逆变换区域；
投影模块，用于根据各鱼眼摄像头的内参，对各外参标定图像分别进行球面投影，生成该外参标定图像对应的球面投影图像；
展开模块，用于对各球面投影图像进行球面展开，得到该球面投影图像对应的球面展开图像；
确定模块，用于根据各球面展开图像与各逆变换区域之间的对应关系，确定全景合成映射表。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述有效区域为椭圆区域；
所述曲线拟合模块，具体用于：
通过曲线拟合，拟合各外参标定图像的有效区域外边缘，得到各外参标定图像的有效区域的外轮廓形成的椭圆；
所述内参确定模块，具体用于：
针对各外参标定图像，基于所形成的椭圆，确定沿横轴方向的长轴为该鱼眼摄像头的水平方向焦距、沿纵轴方向的短轴为该鱼眼摄像头的竖直方向焦距、椭圆中心在所述外参标定图像中的坐标为该鱼眼摄像头的主点坐标。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述投影模块，具体用于：
根据各鱼眼摄像头的水平方向焦距及竖直方向焦距，通过预设投影半径计算公式，确定各外参标定图像的投影半径；
针对各鱼眼摄像头，以该鱼眼摄像头的主点坐标为投影中心坐标，根据预设投影换算公式，对该鱼眼摄像头采集的外参标定图像进行球面投影，得到球面投影表达式；
根据各球面投影表达式，生成各外参标定图像对应的球面投影图像。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述预设投影半径计算公式为：
fxi为第i个鱼眼摄像头的水平方向焦距，fyi为第i个鱼眼摄像头的竖直方向焦距，Rxi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的水平方向焦距，Ryi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的竖直方向焦距，Ri为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的投影半径；
所述预设投影公式为：
θi＝arcsin(ri/Ri)
αi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)与投影半径的夹角，ri为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)与第i个鱼眼摄像头的主点坐标(Cxi,Cyi)的距离，θi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像坐标系对应的球面坐标系的俯仰角；
所述球面投影表达式为：
(ui,vi,wi)为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)对应的球面坐标。
17.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述展开模块，具体用于：
利用预设球面展开公式，对各球面投影图像进行球面展开，生成各球面投影图像对应的球面展开图像，其中，所述预设球面展开公式为：
(xzi,yzi)为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像上像素点(xi,yi)对应的球面坐标(ui,vi,wi)在球面展开图像中所对应的坐标，θzi为坐标点(xzi,yzi)与坐标系竖直方向的夹角，Ri为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的投影半径，Rxi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的水平方向焦距，Ryi为第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像的竖直方向焦距，αzi为在第i个鱼眼摄像头采集的外参标定图像对应的球面投影图像中球面坐标(ui,vi,wi)与投影展开面的夹角。
18.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述全景合成映射表包括所述两个鱼眼摄像头各自的映射表，所述两个鱼眼摄像头的映射表之间存在内容相同的重叠区域。
19.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述查找模块，具体用于：
通过查找预先建立的全景合成映射表，针对各原始视频中的各视频帧，生成该视频帧对应的待拼接视频帧及各待拼接视频帧之间的拼接关系；
针对同一原始视频生成的各待拼接视频帧，通过预设视频生成技术，生成待拼接视频；
所述拼接模块，具体用于：
根据所述各待拼接视频帧之间的拼接关系，分别将各待拼接视频中对应的待拼接视频帧进行拼接，得到多个拼接图像；
根据预设三维投影策略，分别对各拼接图像进行三维投影，得到该拼接图像对应的三维全景图；
基于各三维全景图，通过预设视频生成技术，生成全景视频。
20.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述拼接模块，具体用于：
根据所述拼接关系，将各待拼接视频进行拼接，生成二维视频；
根据预设三维投影策略，将所述二维视频进行三维投影，得到全景视频。
21.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，其中，
所述存储器，用于存放计算机程序；
所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-10任一所述的方法步骤。
22.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-10任一所述的方法步骤。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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