CN111866488A - 一种基于全景影像的编辑系统及编辑方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于全景影像的编辑系统及编辑方法，属于一种编辑系统，编辑系统包括定位模块和编辑模块，向定位模块导入由全景三维成像系统生成的全景影像，定位模块展示全景影像，根据用户请求在定位模块所展示的全景影像中选择与目标物位置重合的点作为目标点；编辑模块用于根据用户请求建立与目标点相关联的编辑窗口，用户将与目标物相关的编辑信息记录并保存于编辑窗口；解决的技术问题：办案人员需要不断翻看现场勘查照片或勘查录像，并需要一一结合具体线索所对应的相关信息，以回溯案件的具体案情，无不耗费大量时间。

Description

一种基于全景影像的编辑系统及编辑方法

技术领域

本发明涉及一种编辑系统，尤其涉及一种基于全景影像的编辑系统及编辑方法。

背景技术

目前，公安部门在现场勘验检查工作中，要求现场勘验的检查人员均需要制作现场勘验检查的工作记录，用于重建现场的实际情况场景，其内容包括现场勘验笔录、现场图、现场照片、现场录像和现场录音。现场勘验检查工作记录应当客观、全面、详细、准确、规范，能够作为核查现场或者恢复现场原状的依据。

过去，我国在刑事案件办理中，一直采用拍照录像等方式记录案发现场中的具体线索，形成线索图片，再采用文字描述等记录串联该线索的相关信息，诸如作案凶器、作案手法等标注类信息。

但是上述技术方案存在以下问题：办案人员需要不断翻看现场勘查照片或勘查录像，并需要一一结合具体线索所对应的相关信息，以回溯案件的具体案情，无不耗费大量时间，因此有待改善。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于全景影像的编辑系统及编辑方法，以解决上述的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于全景影像的编辑系统，包括定位模块和编辑模块，向所述定位模块导入由全景三维成像系统生成的全景影像，所述定位模块展示全景影像，根据用户请求在定位模块所展示的全景影像中选择与目标物位置重合的点作为目标点；所述编辑模块用于根据用户请求建立与目标点相关联的编辑窗口，用户将与目标物相关的编辑信息记录并保存于所述编辑窗口。

作为优选，所述全景三维成像系统包括摄像控制设备，以及至少一个球形摄像装置；所述全景三维成像系统生成包括定位全景一和定位全景二在内的多个全景，所述定位全景一和定位全景二具有拍摄重叠区域，且所述目标点位于所述拍摄重叠区域内；所述定位全景一和定位全景二由同一球形摄像装置于两个不同位置拍摄形成，或由两个不同的球形摄像装置分别于两个不同位置拍摄形成。

作为优选，所述球形摄像装置包括至少三个镜头组、用于接收镜头组光信号的图像传感器，以及数据处理单元，所述摄像控制设备用于控制所有球形摄像装置对目标点同时拍摄。

作为优选，所述球形摄像装置设置有三个，且三个球形摄像装置的球心不在同一条直线上。

一种基于全景影像的编辑方法，包括以下步骤：

S1、利用全景三维成像系统生成全景影像；

S2、根据用户请求向定位模块中导入全景影像，定位模块展示全景影像；

S3、根据用户请求在定位模块所展示的全景影像中选择与目标物位置重合的点作为目标点；

S4、编辑模块根据用户请求建立与目标点相关联的编辑窗口，用户将与目标物相关的编辑信息记录并保存于所述编辑窗口。

作为优选，所述全景三维成像系统包括至少一个球形摄像装置，且分别为第一球形摄像装置、第二球形摄像装置、…、第n球形摄像装置，其中n≥1，且n为整数；所述全景三维成像系统生成第一全景、第二全景、…、第m全景，其中m≥2，且m为整数。

作为优选，在S2步骤中，所述全景影像为第一全景、第二全景、…、第m全景的集合，用户可选择任一全景作为定位模块的当前视角。

作为优选，所述S3步骤具体包括以下步骤：

S31、从m个全景中选取均能够拍摄到目标点的两个全景，分别记为定位全景一和定位全景二，且定位全景一的中心、定位全景二的中心和目标点三者不在同一条直线上；

S32、用户选择定位全景一作为当前视角，在定位全景一中选择与目标物重合的点作为初始点；

S33、用户将当前视角切换至定位全景二，定位全景一选取的初始点与生成定位全景一的球形摄像装置的球心连线在定位全景二中对应为一条射线，用户在定位全景二中选择所述射线与目标物相交的点即为所述目标点。

作为优选，通过步骤S3选取一个目标点后，在每个全景中对应的该目标点位置均会生成相同的坐标定位标识，不同的目标点所对应的坐标定位标识不同。

作为优选，其特征在于，所述编辑窗口包括标题栏、内容栏、图片栏、视频栏和音频栏，用户将目标物的名称、描述、特写、拍摄视频和录音分别填入标题栏、内容栏、图片栏、视频栏和音频栏中，并保存；

根据用户请求在定位模块中选取任一已建立编辑窗口的目标点时，定位模块展示该目标点所对应的目标物的名称、描述、特写、拍摄视频和录音。

本发明的有益效果是：

1、利用全景三维成像系统拍摄全景影像并于定位模块中展示，有助于实现案件现场的前后端协同、远程实景指挥和沉浸式现场分析等智能化现场勘查工作；

2、利用编辑模块，检查人员可快速地将与某线索或某证据相关的信息与该线索或证据关联起来，在后端重现案发场景时，可快速展开与该线索相关的所有信息，便于检查人员进行信息搜集归类工作；

3、由本发明拍摄延伸的全景三维成像系统运用到其他现场领域，例如房屋租售领域、增强现实的场景应有和消防现场重现等现场场景中，可以辅助到不同行业的现场人员快速地进行现场固定，高效阅读现场，保存好现场以往的编辑阅读信息。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明中球形摄像装置的结构示意图；

图2为图1的球形摄像装置的立体剖视图；

图3为本发明中全景三维成像系统；

图4为本发明中编辑方法的流程示意图。

图中各附图标记说明如下：

1、球体；2、镜头组；3、图像传感器；4、数据处理单元；5、储存单元；6、电源模块。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

过去，我国在刑事案件办理中，一直采用拍照录像等方式记录案发现场。但对于复杂案件，仅靠这些手段难以实现场景化重现，案情还原不够直观。多位基层办案人员表示，传统案件现场记录方式存在短板。采用文字和平面图片描述，办案人员需要通过大量自行想象来重构现场。通常检察官在审查这类案件时，需要不断翻看现场勘查照片与讯问笔录，回溯案件“脑补”案情，无不耗费大量时间。

当前在现场重建的应用中，主要有三种方案可得到三维数据模型：一利用3D渲染引擎手工创建三维犯罪现场模型，此方案取决于手工创建者的能力，可以做出高画质模型，但掺杂了主观推断，容易遗留细节，缺乏尺寸信息；二基于2D图像的三维建模技术或全景，此方案通过传统便捷的拍照方式可实现处理，但采集数据工作量大，模型计算时间长，缺乏尺寸信息；三利用激光或者数字扫描设备得到3D模型，此方案是真正的场景数字化，但操作较复杂需专业培训，现阶段设备昂贵，扫描速度有待提高。

本发明是基于球形摄像装置，以及主要由若干球形摄像装置构成的全景三维成像系统之上的一个辅助类型的编辑系统，因此下文将预先介绍球形摄像装置及全景三维成像系统。

一种球形摄像装置，包括球体1，在球体1的表面安装有至少三个镜头组2，在优选的情况时，可安装三十六个或七十二个镜头组2。

镜头组2等距且均匀地分布于球体1的表面，每一镜头组2均具有实焦点和成像面，每一镜头组2的实焦点均汇集于球体1的球心处，镜头组2用于采集其所负责的区域内的场景，拍摄形成图像。

在球体1的内部设有数量与镜头组2相同的图像传感器3，并且与镜头组2一一对应，图像传感器3位于与其对应的镜头组2的成像面处，用于接收镜头组2的光信号，并将光信号转化为电信号。

在球体1内还设有数据处理单元4、储存模块和电源模块6。

数据处理单元4，与所有的图像传感器3均电连接，接收部分或所有图像传感器3传输过来的电信号，能控制在同一时刻所有镜头组2采集到所负责区域内的场景图像集合。

储存模块，与数据处理单元4电连接，接收并储存由数据处理单元4输出的场景图像集合。

电源模块6，与镜头组2、数据处理单元4及储存模块连接，用于为镜头组2、数据处理单元4及储存模块供电。

同一个球形摄像装置中的所有镜头组同时拍摄便会形成以球形摄像装置的球心为中心往外扩散的一个全景，具体可参照公开号为CN110381306A的中国发明专利。

以上即为球形摄像装置的构成结构以及球形摄像装置拍摄形成全景的原理。

一种全景三维成像系统，包括摄像控制设备，以及至少一个上述的球形摄像装置，且分别为第一球形摄像装置、第二球形摄像装置、…、第n球形摄像装置，其中n≥1，且n为整数。

摄像控制设备用于控制所有球形摄像装置同时拍摄，且摄像控制设备在拍摄时同时向多个球形摄像装置发送电压信号，使得每个球形摄像装置的摄像时间间隔不大于100毫秒，以此提高所有的球形摄像装置所形成的全景三维场景在时间上的统一性，避免由于拍摄时间误差所导致的光线、物体位置等多因素的变化而引起的定位误差。

利用全景三维成像系统可以生成第一全景、第二全景、…、第m全景，其中m≥2，且m为整数，m个全景中任意选择两个全景作为定位全景一和定位全景二，定位全景一和定位全景二具有拍摄重叠区域，且目标点位于拍摄重叠区域内。

理论上若定位全景一和定位全景二向外辐射的范围无限大，则拍摄重叠区域也会无限大。

除目标点位于两个摄像装置连线之上的特殊情况，利用两个球形摄像装置即可完成在某一空间中任一目标点的定位。

定位全景一由第一球形摄像装置拍摄形成，定位全景二由第二球形摄像装置拍摄形成，第一球形摄像装置和第二球形摄像装置可以是同一个球形摄像装置。

将定位全景一和定位全景二想象成两个球心位置不同的巨大的球体，在电脑系统中观察定位全景一和定位全景二，即相当于人体位于巨大的球体中心处观察空间的全景，若确定某一方向作为初始方向，那么以第一球形摄像装置的球心至目标点作出一条射线，该射线的方向是可以通过定位全景一以及初始方向所确定，再以第二球形摄像装置的球心至目标点作出一条射线，该射线的方向也是可以通过定位全景二以及初始方向所确定，如此两条射线的方向向量即可在确定，射线所在的交点坐标亦可确定，由此便确定目标点的坐标。

但是，若目标点位于上述两个球形摄像装置的球心所在的直线上时，上述形成的两条射线便会在同一直线上，如此其交点有无数个，便无法确定目标点的坐标。

此时，球形摄像装置设置为三个，且三个球形摄像装置的球心不在同一条直线上。如此，即便目标点位于其中两个球形摄像装置的球心连线处时，亦可将其中任一球形摄像装置替换成第三个球形摄像装置进行定位目标点的坐标。

m个全景可以由同一球形摄像装置依次在m个不同的地方拍摄形成，可以由两个球形摄像装置共同依次在m个不同的地方拍摄形成，也可以由n个球形摄像装置分别置于m个不同的地方拍摄形成，即m个全景的形成方式不受球形摄像装置的数量所局限，只要是利用了全景三维成像系统生成的全景均可。

但为了保证所有m个全景均在同一刻形成，避免由于时间差产生的环境影响，优选的方式还应当是形成通过n个球形摄像装置分别置于个m不同的地方同时拍摄形成m个全景。

为在上述方案中，获取全景中确定某一目标点的具体坐标，本发明还提供一种全景三维成像系统的定位方法，能够应用该定位方法的全景三维成像系统包括至少一个球形摄像装置，且别形成第一全景和第二全景。

第一全景由第一球形摄像装置拍摄形成，第二全景由第二球形摄像装置拍摄形成，第一球形摄像装置和第二球形摄像装置可以是同一个球形摄像装置。

定位方法定位空间中目标点的坐标具体包括以下步骤：

S1、将第一球形摄像装置和第二球形摄像装置安装至第一全景和第二全景均包含有目标点P₁(x,y,z)的位置；

在安装前应当先确定所勘验的现场的首要目标点的位置，然后位于该位置的附近安装第一球形摄像装置和第二球形摄像装置；

S2、在空间中任取一点作为坐标原点O(0,0,0)建立三维坐标系XYZ，经实地测量，得到第一球形摄像装置的球心坐标D₁(a₁,b₁,c₁)，第二球形摄像装置的球心坐标D₂(a₂,b₂,c₂)；

坐标原点通常选择在空间所拍摄的角落处，比如若在一间房间中进行拍摄，可选择房间任一墙角作为坐标原点O(0,0,0)，如此可使第一球形摄像装置和第二球形摄像装置的球心坐标以及目标点的坐标均位于同一空间象限中；

S3、确定D₁P₁所在直线的其中一个方向向量，由该方向向量得到所在直线的对称式方程(1)，具体包括以下步骤：

S31、以第一球形摄像装置的球心作为坐标原点建立三维坐标系X₁Y₁Z₁；

S32、以Z₁轴为转轴，旋转Y₁D₁Z₁所在平面至其经过目标点P₁(x,y,z)所需转动的角度为α₁，以X₁轴为转轴，旋转X₁D₁Y₁所在平面至其经过目标点P₁所需转动的角度为β₁；

S33、得到D₁P₁所在直线的其中一个方向向量为

(cosβ₁×sinα₁,-sinβ₁,cosβ₁×cosα₁)；

并且，D₁P₁所在直线的对称式方程表示为：

S4、确定D₂P₁所在直线的其中一个方向向量，由该方向向量得到所在直线的对称式方程(2)，具体包括以下步骤：

S41、以第二球形摄像装置的球心作为坐标原点建立三维坐标系X₂Y₂Z₂；

S42、以Z₂轴为转轴，旋转Y₂D₂Z₂所在平面至其经过目标点P₁所需转动的角度为α₂，以X₂轴为转轴，旋转X₂D₂Y₂所在平面至其经过目标点P₁所需转动的角度为β₂；

S43、得到D₂P₁所在直线的其中一个方向向量为

(cosβ₂×sinα₂,-sinβ₂,cosβ₂×cosα₂)；

并且，D₂P₁所在直线的对称式方程表示为：

S5、联立方程(1)和方程(2)，解得(x,y,z)，即为目标点P₁在三维坐标系XYZ中的坐标。

在上述中，X₁轴、X₂轴平行于X轴，Y₁轴、Y₂轴平行于Y轴，Z₁轴、Z₂轴平行于Z轴。

同理，上述的定位方法无法定位位于第一球形摄像装置和第二球形摄像装置的连线之上的目标点。

为此，在本定位方法中，将全景三维成像系统设置有三个球形摄像装置，分别为第一球形摄像装置、第二球形摄像装置和第三球形摄像装置，此时的全景三维成像系统可定位空间任一目标点的坐标。

以下以同时需要对空间若干个目标点P₁、P₂、P₃，进行定位举例说明如何实现空间任一目标点的定位工作，其中，P₁位于第一球形摄像装置和第二球形摄像装置的球心连线的所在直线上，P₂位于第一球形摄像装置和第三球形摄像装置的球心连线的所在直线上，P₃位于第二球形摄像装置和第三球形摄像装置的球心连线的所在直线上。

利用第一球形摄像装置和第三球形摄像装置的组合或者利用第二球形摄像装置和第三球形摄像装置的组合，并利用本定位方法，即可定位目标点P₁的坐标。

利用第一球形摄像装置和第二球形摄像装置的组合或者利用第一球形摄像装置和第三球形摄像装置的组合，并利用本定位方法，即可定位目标点P₂的坐标。

利用第一球形摄像装置和第二球形摄像装置的组合或者利用第二球形摄像装置和第三球形摄像装置的组合，并利用本定位方法，即可定位目标点P₃的坐标。

以上即为本发明所基于的全景三维成像系统的具体构造、形成n个全景，以及获取某一目标点的具体坐标的工作原理，下面将据此具体阐述一种基于全景影像的编辑系统及一种基于全景影像的编辑方法。

一种基于全景影像的编辑系统，包括定位模块和编辑模块，向所述定位模块导入由全景三维成像系统生成的全景影像，所述定位模块展示全景影像，根据用户请求在定位模块所展示的全景影像中选择与目标物位置重合的点作为目标点；所述编辑模块用于根据用户请求建立与目标点相关联的编辑窗口，用户将与目标物相关的编辑信息记录并保存于所述编辑窗口。

其中全景影像即为由全景三维成像系统生成的第一全景、第二全景、…、第m全景的集合。

编辑系统具体工作原理：检查人员在案发现场安装全景三维成像系，利用全景三维成像系统形成全景影像，导入定位模块中展示；检查人员勘察案发现场找到多条线索，分别记为A、B、C，每条线索对应有多条相关信息，比如线索的名称、特写等，用户在定位模块中选择与A线索重叠的的点作为目标点，并启用编辑模块，将与A线索相关的a₁、a₂、a₃分门别类地记录在A线索所对应的编辑窗口中，重复操作完成线索B和线索C的定位和编辑工作；在离开案发现场后，可通过定位模块展示案发现场的全景影像，同时在A、B、C线索所在地查看与其相关的其他信息。

本发明利用全景三维成像系统拍摄全景影像并于定位模块中展示，有助于实现案件现场的前后端协同、远程实景指挥和沉浸式现场分析等智能化现场勘查工作；利用编辑模块，检查人员可快速地将与某线索或某证据相关的信息与该线索或证据关联起来，在后端重现案发场景时，可快速展开与该线索相关的所有信息，便于检查人员进行信息搜集归类工作。

此外，本发明还提供一种基于全景影像的编辑方法，包括以下步骤：

S1、利用全景三维成像系统生成全景影像；

S2、根据用户请求向定位模块中导入全景影像，定位模块展示全景影像；

S3、根据用户请求在定位模块所展示的全景影像中选择与目标物位置重合的点作为目标点；

S31、从m个全景中选取均能够拍摄到目标点的两个全景，分别记为定位全景一和定位全景二，且定位全景一的中心、定位全景二的中心和目标点三者不在同一条直线上；

S32、用户选择定位全景一作为当前视角，在定位全景一中选择与目标物重合的点作为初始点；

S33、用户将当前视角切换至定位全景二，定位全景一选取的初始点与生成定位全景一的球形摄像装置的球心连线在定位全景二中对应为一条射线，用户在定位全景二中选择所述射线与目标物相交的点即为所述目标点，该射线由生成定位全景一的球形摄像装置的球心出发，经过定位全景一选取的初始点。

S4、编辑模块根据用户请求建立与目标点相关联的编辑窗口，用户将与目标物相关的编辑信息记录并保存于所述编辑窗口。

在S2步骤中，所述全景影像为第一全景、第二全景、…、第m全景的集合，用户可选择任一全景作为定位模块的当前视角。

为了方便检查人员在全景影像中能够快速地识别并对应不同的线索，本发明进一步设置如下。

通过步骤S3选取一个目标点后，在每个全景中对应的该目标点位置均会生成相同的坐标图案定位标识，不同的目标点所对应的坐标定位标识图案不同。

所述编辑窗口包括标题栏、内容栏、图片栏、视频栏和音频栏，用户将目标物的名称、描述、特写、拍摄视频和录音分别填入标题栏、内容栏、图片栏、视频栏和音频栏中，并保存；

根据用户请求在定位模块中选取任一已建立编辑窗口的目标点时，定位模块展示该目标点所对应的目标物的名称、描述、特写、拍摄视频和录音。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种基于全景影像的编辑系统，其特征在于，包括定位模块和编辑模块，向所述定位模块导入由全景三维成像系统生成的全景影像，所述定位模块展示全景影像，根据用户请求在定位模块所展示的全景影像中选择与目标物位置重合的点作为目标点；所述编辑模块用于根据用户请求建立与目标点相关联的编辑窗口，用户将与目标物相关的编辑信息记录并保存于所述编辑窗口。

2.根据权利要求1所述的基于全景影像的编辑系统，其特征在于，所述全景三维成像系统包括摄像控制设备，以及至少一个球形摄像装置；所述全景三维成像系统生成包括定位全景一和定位全景二在内的多个全景，所述定位全景一和定位全景二具有拍摄重叠区域，且所述目标点位于所述拍摄重叠区域内；所述定位全景一和定位全景二由同一球形摄像装置于两个不同位置拍摄形成，或由两个不同的球形摄像装置分别于两个不同位置拍摄形成。

3.根据权利要求2所述的基于全景影像的编辑系统，其特征在于，所述球形摄像装置包括至少三个镜头组、用于接收镜头组光信号的图像传感器，以及数据处理单元，所述摄像控制设备用于控制所有球形摄像装置对目标点同时拍摄。

4.根据权利要求2所述的基于全景影像的编辑系统，其特征在于，所述球形摄像装置设置有三个，且三个球形摄像装置的球心不在同一条直线上。

5.一种基于全景影像的编辑方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用全景三维成像系统生成全景影像；

S2、根据用户请求向定位模块中导入全景影像，定位模块展示全景影像；

S3、根据用户请求在定位模块所展示的全景影像中选择与目标物位置重合的点作为目标点；

S4、编辑模块根据用户请求建立与目标点相关联的编辑窗口，用户将与目标物相关的编辑信息记录并保存于所述编辑窗口。

6.根据权利要求5所述的基于全景影像的编辑方法，其特征在于，所述全景三维成像系统包括至少一个球形摄像装置，且分别为第一球形摄像装置、第二球形摄像装置、…、第n球形摄像装置，其中n≥1，且n为整数；所述全景三维成像系统生成第一全景、第二全景、…、第m全景，其中m≥2，且m为整数。

7.根据权利要求6所述的基于全景影像的编辑方法，其特征在于，在S2步骤中，所述全景影像为第一全景、第二全景、…、第m全景的集合，用户可选择任一全景作为定位模块的当前视角。

8.根据权利要求7所述的基于全景影像的编辑方法，其特征在于，所述S3步骤具体包括以下步骤：

S31、从m个全景中选取均能够拍摄到目标点的两个全景，分别记为定位全景一和定位全景二，且定位全景一的中心、定位全景二的中心和目标点三者不在同一条直线上；

S32、用户选择定位全景一作为当前视角，在定位全景一中选择与目标物重合的点作为初始点；

S33、用户将当前视角切换至定位全景二，定位全景一选取的初始点与生成定位全景一的球形摄像装置的球心连线在定位全景二中对应为一条射线，用户在定位全景二中选择所述射线与目标物相交的点即为所述目标点。

9.根据权利要求6所述的基于全景影像的编辑方法，其特征在于，通过步骤S3选取一个目标点后，在每个全景中对应的该目标点位置均会生成相同的坐标定位标识，不同的目标点所对应的坐标定位标识不同。

10.根据权利要求5所述的基于全景影像的编辑方法，其特征在于，所述编辑窗口包括标题栏、内容栏、图片栏、视频栏和音频栏，用户将目标物的名称、描述、特写、拍摄视频和录音分别填入标题栏、内容栏、图片栏、视频栏和音频栏中，并保存；

根据用户请求在定位模块中选取任一已建立编辑窗口的目标点时，定位模块展示该目标点所对应的目标物的名称、描述、特写、拍摄视频和录音。

Images