CN111654676A - 一种协作拍摄系统及其拍摄方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种协作拍摄系统及其拍摄方法，包括客户端和服务器，所述客户端通过以太网与服务器实现双向连接，所述服务器通过以太网与协作拍摄系统实现双向连接，本发明涉及协作拍摄技术领域。该协作拍摄系统及其拍摄方法，实现终端对多个摄像机的同一控制，并且利用预操作单元对最终图像的框架进行选择，将多个摄像机分配到框架的对应区域，实现拍摄画面的同一分割，在拍摄前就达到对图像预处理的效果，然后通过拼图单元对单个摄像机拍摄的画面进行框架式组合，得到预处理的图像后，再经过图像处理模块进行最终处理，方便图像的最终成像，有效缩减了图像处理的步骤，进而缩短最终成像的所需时间，效率更高。

Description

一种协作拍摄系统及其拍摄方法
技术领域
本发明涉及协作拍摄技术领域，具体为一种协作拍摄系统及其拍摄方法。
背景技术
随着数字成像技术的发展，数字设备因其具有传统成像设备无可比拟的优势，在各个领域得到越来越广泛的运用。数字成像设备的功能也日益多样和复杂，例如高精度拍摄、立体拍摄、全景拍摄等功能，但是这些拍摄功能对拍摄设备图像处理的芯片的处理能力有很高的要求，因此多数普通的数字成像设备的拍摄功能比较简单，仅能完成常规拍摄，很难较好的完成诸如上述提到的相对复杂的拍摄功能。例如，具有拍摄功能的手机，考虑到手机的主要功能及其实现成本，其图像处理芯片的配置一般比较常规，大多仅能支持普通的拍摄功能，像素精度不高，一般也不支持全景拍摄或者立体拍摄功能，即使增加手机成本提高其图像处理芯片的配置使其支持上述功能，其拍摄效果也不尽如人意。而且，在拍摄过程中，用户往往需要移动多次以调整拍摄角度、反复设置拍摄参数，操作过程繁琐，拍摄的效果也很难控制。
为此人们采用多个摄像机协作的方式进行拍摄，往往就是通过一个终端连接多个摄像机协同工作，最终对得到的图像进行整体处理，详情参考专利号为CN108769516A所述的一种协作拍摄系统及其拍摄方法，这样的设置中，固然方便了图像的拍摄，但是最终对多个图像进行处理的时候，由于不能够对单个摄像机拍摄的画面进行统一的限制分割，导致后续图像处理操作较为复杂，严重影响最终成像进度，为此，特提供一种协作拍摄系统及其拍摄方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种协作拍摄系统及其拍摄方法，解决了不能够对单个摄像机拍摄的画面进行统一的限制分割，导致后续图像处理操作较为复杂，严重影响最终成像进度的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种协作拍摄系统，包括客户端和服务器，所述客户端通过以太网与服务器实现双向连接，所述服务器通过以太网与协作拍摄系统实现双向连接，所述协作拍摄系统通过以太网与中央处理模块实现双向连接，所述中央处理模块分别与通信连接单元和预操作单元实现双向连接，所述中央处理模块的输出端分别与拼图单元和图像处理模块的输入端连接，所述通信连接单元与摄像单元组实现双向连接，所述拼图单元与信息存储模块实现双向连接，所述拼图单元的输出端与图像处理模块的输入端连接，所述图像处理模块与信息存储模块实现双向连接。
优选的，所述通信连接单元包括通信连接模块、第一通信端口、第二通信端口和第N通信端口，所述通信连接模块通过导线分别与第一通信端口、第二通信端口和第N通信端口实现双向连接。
优选的，所述摄像单元组包括第一摄像单元、第二摄像单元和第N摄像单元，且第一摄像单元与第一通信端口实现双向连接，所述第二摄像单元与第二通信端口实现双向连接，所述第N摄像单元与第N通信端口实现双向连接。
优选的，所述第N摄像单元包括第N角度调节模块、第N摄像机、第N高度调节模块，所述第N摄像机分别与第N角度调节模块和第N高度调节模块实现双向连接。
优选的，所述预操作单元包括框架选择模块、景象划分模块、摄像分区模块、边缘选定模块和框架调节模块，所述框架选择模块的输出端与景象划分模块的输入端连接，所述景象划分模块的输出端与摄像分区模块的输入端连接，所述摄像分区模块的输出端与边缘选定模块的输入端连接，所述边缘选定模块的输出端与框架调节模块的输入端连接。
优选的，所述拼图单元包括成像拼接模块、框架对比生成模块、自动补偿模块和初步成像模块，所述成像拼接模块的输出端与框架对比生成模块的输入端连接，所述框架对比生成模块的输出端与自动补偿模块的输入端连接，所述自动补偿模块的输出端与初步成像模块的输入端连接。
优选的，所述初步成像模块的输出端分别与图像处理模块的输入端和信息存储模块的输入端连接。
本发明还公开了一种协作拍摄系统的拍摄方法，具体包括以下步骤：
步骤一、系统登录：用户通过客户端连接服务器登录到协作拍摄系统中，通过中央处理模块控制通信连接单元，使得第一摄像单元与第一通信端口、第二摄像单元与第二通信端口、第N摄像单元与第N通信端口进行信号连接；
步骤二、调试成像：多个摄像机拍摄的画面传输到客户端中后，进入预操作单元，利用框架选择模块选择需要的拍摄框架，并通过景象划分模块对多个摄像机拍摄的画面进行区分标记，之后通过摄像分区模块确定一个摄像机对应的拍摄画面，之后通过边缘选定模块确定一个摄像机拍摄的边缘位置，即拍摄范围，最后通过框架调节模块对多个摄像机的拍摄范围进行整体调节，确定每个摄像机的拍摄范围；
步骤三、图像拍摄：根据步骤二中确定的每个摄像机拍摄范围，由中央处理模块控制对应摄像单元中的角度调节模块和高度调节模块进行工作，即角度调节模块控制步进电机带动旋转组件使得对应的摄像机转动，调节拍摄角度，高度调节模块控制伸缩杆进行伸缩，调节对应摄像机的拍摄高度，然后将拍摄的画面传输到拼图单元中；
步骤四、图像拼接处理：根据步骤三中得到的每个摄像机画面，利用成像拼接模块将画面拼接到步骤一中设定的框架中，通过框架对比生成模块将图像确定到设定框架的对应区域，之后通过自动补偿模块对框架对应区域的景象进行调整补偿，利用初步成像模块生成初步处理的图像，之后初步处理的图像传输到图像处理模块和信息存储模块中，通过图像处理模块进行图像配准、建立变换模型、同一坐标变换、融合重构，最终得到平滑无缝的图像，并存储到信息存储模块中。
(三)有益效果
本发明提供了一种协作拍摄系统及其拍摄方法。具备以下有益效果：
(1)、该协作拍摄系统及其拍摄方法，通过通信连接单元对摄像单元组进行信号连接，实现终端对多个摄像机的同一控制，并且利用预操作单元对最终图像的框架进行选择，将多个摄像机分配到框架的对应区域，实现拍摄画面的同一分割，在拍摄前就达到对图像预处理的效果，然后通过拼图单元对单个摄像机拍摄的画面进行框架式组合，得到预处理的图像后，再经过图像处理模块进行最终处理，方便图像的最终成像，有效缩减了图像处理的步骤，进而缩短最终成像的所需时间，效率更高。
(2)、该协作拍摄系统及其拍摄方法，通过框架选择模块选择与最终成像结果适配的框架结构，再利用景象划分模块对多个摄像机拍摄的画面进行区分标记，确定出一个摄像机对应的拍摄画面，方便后续图像组合时的顺序标注和数字排列，为最终成像处理提供便利调节，并且可以利用框架调节模块对单个摄像机的拍摄范围进行框架范围内的调整，有效保证预处理质量。
(3)、该协作拍摄系统及其拍摄方法，通过框架对比生成模块将拼接后的图像确定到设定框架的对应区域，确定图像的对应位置，利用自动补偿模块对确定位置的图像进行调整补偿，进一步保证图像位置对应的精准度，有效保证后续图像处理的质量。
附图说明
图1为本发明的系统原理框图；
图2为本发明通信连接单元和摄像单元组的系统原理框图；
图3为本发明第N摄像单元的系统原理框图；
图4为本发明预操作单元的系统原理框图；
图5为本发明拼图单元的系统原理框图。
图中，1、客户端；2、服务器；3、协作拍摄系统；4、中央处理模块；5、通信连接单元；6、预操作单元；7、拼图单元；8、图像处理模块；9、摄像单元组；10、信息存储模块；11、通信连接模块；12、第一通信端口；13、第二通信端口；14、第N通信端口；15、第一摄像单元；16、第二摄像单元；17、第N摄像单元；18、第N角度调节模块；19、第N摄像机；20、第N高度调节模块；21、框架选择模块；22、景象划分模块；23、摄像分区模块；24、边缘选定模块；25、框架调节模块；26、成像拼接模块；27、框架对比生成模块；28、自动补偿模块；29、初步成像模块。
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。
请参阅图1-5，本发明实施例提供一种技术方案：一种协作拍摄系统，包括客户端1和服务器2，客户端1通过以太网与服务器2实现双向连接，服务器2通过以太网与协作拍摄系统3实现双向连接，协作拍摄系统3通过以太网与中央处理模块4实现双向连接，中央处理模块4为ARM9型号的中央处理器，中央处理模块4分别与通信连接单元5和预操作单元6实现双向连接，预操作单元6包括框架选择模块21、景象划分模块22、摄像分区模块23、边缘选定模块24和框架调节模块25，框架选择模块21的输出端与景象划分模块22的输入端连接，景象划分模块22的输出端与摄像分区模块23的输入端连接，摄像分区模块23的输出端与边缘选定模块24的输入端连接，边缘选定模块24的输出端与框架调节模块25的输入端连接，通过框架选择模块21选择与最终成像结果适配的框架结构，再利用景象划分模块22对多个摄像机拍摄的画面进行区分标记，确定出一个摄像机对应的拍摄画面，方便后续图像组合时的顺序标注和数字排列，为最终成像处理提供便利调节，并且可以利用框架调节模块25对单个摄像机的拍摄范围进行框架范围内的调整，有效保证预处理质量，通信连接单元5包括通信连接模块11、第一通信端口12、第二通信端口13和第N通信端口14，通信连接模块11通过导线分别与第一通信端口12、第二通信端口13和第N通信端口14实现双向连接，摄像单元组9包括第一摄像单元15、第二摄像单元16和第N摄像单元17，且第一摄像单元15与第一通信端口12实现双向连接，第二摄像单元16与第二通信端口13实现双向连接，第N摄像单元17与第N通信端口14实现双向连接，第N摄像单元17包括第N角度调节模块18、第N摄像机19、第N高度调节模块20，第N摄像机19分别与第N角度调节模块18和第N高度调节模块20实现双向连接，中央处理模块4的输出端分别与拼图单元7和图像处理模块8的输入端连接，通信连接单元5与摄像单元组9实现双向连接，拼图单元7与信息存储模块10实现双向连接，拼图单元7包括成像拼接模块26、框架对比生成模块27、自动补偿模块28和初步成像模块29，成像拼接模块26的输出端与框架对比生成模块27的输入端连接，框架对比生成模块27的输出端与自动补偿模块28的输入端连接，自动补偿模块28的输出端与初步成像模块29的输入端连接，框架对比生成模块27将拼接后的图像确定到设定框架的对应区域，确定图像的对应位置，利用自动补偿模块28对确定位置的图像进行调整补偿，进一步保证图像位置对应的精准度，有效保证后续图像处理的质量，初步成像模块29的输出端分别与图像处理模块8的输入端和信息存储模块10的输入端连接，拼图单元7的输出端与图像处理模块8的输入端连接，图像处理模块8与信息存储模块10实现双向连接，通过通信连接单元5对摄像单元组9进行信号连接，实现终端对多个摄像机的同一控制，并且利用预操作单元6对最终图像的框架进行选择，将多个摄像机分配到框架的对应区域，实现拍摄画面的同一分割，在拍摄前就达到对图像预处理的效果，然后通过拼图单元7对单个摄像机拍摄的画面进行框架式组合，得到预处理的图像后，再经过图像处理模块8进行最终处理，方便图像的最终成像，有效缩减了图像处理的步骤，进而缩短最终成像的所需时间，效率更高。
本发明还公开了一种协作拍摄系统的拍摄方法，具体包括以下步骤：
步骤一、系统登录：用户通过客户端1连接服务器2登录到协作拍摄系统3中，通过中央处理模块4控制通信连接单元5，使得第一摄像单元15与第一通信端口12、第二摄像单元16与第二通信端口13、第N摄像单元17与第N通信端口14进行信号连接；
步骤二、调试成像：多个摄像机拍摄的画面传输到客户端1中后，进入预操作单元6，利用框架选择模块21选择需要的拍摄框架，并通过景象划分模块22对多个摄像机拍摄的画面进行区分标记，之后通过摄像分区模块23确定一个摄像机对应的拍摄画面，之后通过边缘选定模块24确定一个摄像机拍摄的边缘位置，即拍摄范围，最后通过框架调节模块25对多个摄像机的拍摄范围进行整体调节，确定每个摄像机的拍摄范围；
步骤三、图像拍摄：根据步骤二中确定的每个摄像机拍摄范围，由中央处理模块4控制对应摄像单元中的角度调节模块和高度调节模块进行工作，即角度调节模块控制步进电机带动旋转组件使得对应的摄像机转动，调节拍摄角度，高度调节模块控制伸缩杆进行伸缩，调节对应摄像机的拍摄高度，然后将拍摄的画面传输到拼图单元7中；
步骤四、图像拼接处理：根据步骤三中得到的每个摄像机画面，利用成像拼接模块26将画面拼接到步骤一中设定的框架中，通过框架对比生成模块27将图像确定到设定框架的对应区域，之后通过自动补偿模块28对框架对应区域的景象进行调整补偿，利用初步成像模块29生成初步处理的图像，之后初步处理的图像传输到图像处理模块8和信息存储模块10中，通过图像处理模块8进行图像配准、建立变换模型、同一坐标变换、融合重构，最终得到平滑无缝的图像，并存储到信息存储模块10中。
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”。
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 (8)

1.一种协作拍摄系统，包括客户端(1)和服务器(2)，所述客户端(1)通过以太网与服务器(2)实现双向连接，其特征在于：所述服务器(2)通过以太网与协作拍摄系统(3)实现双向连接，所述协作拍摄系统(3)通过以太网与中央处理模块(4)实现双向连接，所述中央处理模块(4)分别与通信连接单元(5)和预操作单元(6)实现双向连接，所述中央处理模块(4)的输出端分别与拼图单元(7)和图像处理模块(8)的输入端连接，所述通信连接单元(5)与摄像单元组(9)实现双向连接，所述拼图单元(7)与信息存储模块(10)实现双向连接，所述拼图单元(7)的输出端与图像处理模块(8)的输入端连接，所述图像处理模块(8)与信息存储模块(10)实现双向连接。
2.根据权利要求1所述的一种协作拍摄系统，其特征在于：所述通信连接单元(5)包括通信连接模块(11)、第一通信端口(12)、第二通信端口(13)和第N通信端口(14)，所述通信连接模块(11)通过导线分别与第一通信端口(12)、第二通信端口(13)和第N通信端口(14)实现双向连接。
3.根据权利要求2所述的一种协作拍摄系统，其特征在于：所述摄像单元组(9)包括第一摄像单元(15)、第二摄像单元(16)和第N摄像单元(17)，且第一摄像单元(15)与第一通信端口(12)实现双向连接，所述第二摄像单元(16)与第二通信端口(13)实现双向连接，所述第N摄像单元(17)与第N通信端口(14)实现双向连接。
4.根据权利要求3所述的一种协作拍摄系统，其特征在于：所述第N摄像单元(17)包括第N角度调节模块(18)、第N摄像机(19)、第N高度调节模块(20)，所述第N摄像机(19)分别与第N角度调节模块(18)和第N高度调节模块(20)实现双向连接。
5.根据权利要求1所述的一种协作拍摄系统，其特征在于：所述预操作单元(6)包括框架选择模块(21)、景象划分模块(22)、摄像分区模块(23)、边缘选定模块(24)和框架调节模块(25)，所述框架选择模块(21)的输出端与景象划分模块(22)的输入端连接，所述景象划分模块(22)的输出端与摄像分区模块(23)的输入端连接，所述摄像分区模块(23)的输出端与边缘选定模块(24)的输入端连接，所述边缘选定模块(24)的输出端与框架调节模块(25)的输入端连接。
6.根据权利要求1所述的一种协作拍摄系统，其特征在于：所述拼图单元(7)包括成像拼接模块(26)、框架对比生成模块(27)、自动补偿模块(28)和初步成像模块(29)，所述成像拼接模块(26)的输出端与框架对比生成模块(27)的输入端连接，所述框架对比生成模块(27)的输出端与自动补偿模块(28)的输入端连接，所述自动补偿模块(28)的输出端与初步成像模块(29)的输入端连接。
7.根据权利要求6所述的一种协作拍摄系统，其特征在于：所述初步成像模块(29)的输出端分别与图像处理模块(8)的输入端和信息存储模块(10)的输入端连接。
8.根据权利要求1-7任意一项所述一种协作拍摄系统，其特征在于：其拍摄方法具体包括以下步骤：
步骤一、系统登录：用户通过客户端(1)连接服务器(2)登录到协作拍摄系统(3)中，通过中央处理模块(4)控制通信连接单元(5)，使得第一摄像单元(15)与第一通信端口(12)、第二摄像单元(16)与第二通信端口(13)、第N摄像单元(17)与第N通信端口(14)进行信号连接；
步骤二、调试成像：多个摄像机拍摄的画面传输到客户端(1)中后，进入预操作单元(6)，利用框架选择模块(21)选择需要的拍摄框架，并通过景象划分模块(22)对多个摄像机拍摄的画面进行区分标记，之后通过摄像分区模块(23)确定一个摄像机对应的拍摄画面，之后通过边缘选定模块(24)确定一个摄像机拍摄的边缘位置，即拍摄范围，最后通过框架调节模块(25)对多个摄像机的拍摄范围进行整体调节，确定每个摄像机的拍摄范围；
步骤三、图像拍摄：根据步骤二中确定的每个摄像机拍摄范围，由中央处理模块(4)控制对应摄像单元中的角度调节模块和高度调节模块进行工作，即角度调节模块控制步进电机带动旋转组件使得对应的摄像机转动，调节拍摄角度，高度调节模块控制伸缩杆进行伸缩，调节对应摄像机的拍摄高度，然后将拍摄的画面传输到拼图单元(7)中；
步骤四、图像拼接处理：根据步骤三中得到的每个摄像机画面，利用成像拼接模块(26)将画面拼接到步骤一中设定的框架中，通过框架对比生成模块(27)将图像确定到设定框架的对应区域，之后通过自动补偿模块(28)对框架对应区域的景象进行调整补偿，利用初步成像模块(29)生成初步处理的图像，之后初步处理的图像传输到图像处理模块(8)和信息存储模块(10)中，通过图像处理模块(8)进行图像配准、建立变换模型、同一坐标变换、融合重构，最终得到平滑无缝的图像，并存储到信息存储模块(10)中。
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