CN113141466A - 图像处理系统、图像处理方法及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例涉及图像处理技术领域,提供一种图像处理系统、图像处理方法及电子设备,通过图像抓取单元实时接收图像采集装置采集的原始图像,并通过第一图像单元将原始图像格式转换为目标图像后存入预设的第一缓冲池中;当接收到控制单元发送的拍照指令时,图像抓取单元控制图像采集装置进行全局曝光同时记录全局曝光帧号,这样,图像抓取单元就能根据全局曝光帧号从第一缓冲池中抓取全局曝光图像,再通过第二图像处理单元将全局曝光图像处理成航拍图片。也就是,本申请实施例中的航拍图片是通过全局曝光方式采集的高精度图片,后续处理中不会发生图像形变,能够实现高精度测绘或者监控。
Description
技术领域
本申请实施例涉及图像处理技术领域,具体而言,涉及一种图像处理系统、图像处理方法及电子设备。
背景技术
随着无人机技术的发展,采用无人机进行测绘或者监控,已逐渐成为测绘领域和监控领域的一种重要方式。采用无人机进行测绘或者监控时,无人机先按照提前规划的航线飞行,并采集各个拍照点的航拍图像,再通过算法对航拍图像进行处理,得到测绘数据或监控数据。
因此,如何获得高精度的航拍图像,是实现高精度测绘或监控的基础。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种图像处理系统、图像处理方法及电子设备,用以获得高精度的航拍图像。
为了实现上述目的,本申请实施例采用的技术方案如下:
第一方面,本申请实施例提供了一种图像处理系统,所述图像处理系统包括图像采集装置和芯片平台,所述芯片平台包括控制单元、图像抓取单元、第一图像处理单元和第二图像处理单元,所述图像抓取单元与所述图像采集装置电连接;
所述图像抓取单元,用于实时接收所述图像采集装置采集的原始图像,并将所述原始图像传输至所述第一图像处理单元;
所述第一图像处理单元,用于对所述原始图像进行格式转换得到目标图像,并将所述目标图像存入预设的第一缓冲池中;
所述图像抓取单元,还用于在接收到所述控制单元发送的拍照指令时,控制所述图像采集装置进行全局曝光,并记录全局曝光帧号;
所述图像抓取单元,还用于根据所述全局曝光帧号从所述第一缓冲池中抓取全局曝光图像,并将所述全局曝光图像传输至所述第二图像处理单元;
所述第二图像处理单元,用于根据所述全局曝光图像生成航拍图片。
进一步地,所述图像抓取单元包括系统任务模块、用户任务模块和用户同步任务模块;
所述系统任务模块,用于在接收到所述拍照指令时,控制所述图像采集装置进行全局曝光并记录所述全局曝光帧号,下发抓拍指令至所述用户任务模块;
所述用户任务模块,用于在接收到所述抓拍指令时,控制所述图像采集装置抓拍全局曝光的原始图像,并在所述第一图像处理单元将所述全局曝光的原始图像转换后的全局曝光图像存入所述第一缓冲池中时,下发抓拍同步指令至所述用户同步任务模块;
所述用户同步任务模块,用于在接收到所述抓拍同步指令时,根据所述全局曝光帧号从所述第一缓冲池中抓取所述全局曝光图像,并将所述全局曝光图像传输至所述第二图像处理单元。
进一步地,所述系统任务模块,还用于接收所述拍照指令,且在指令接收时刻起的第一个系统场中断到来时,控制所述图像采集装置从行曝光切换到全局曝光,并记录当前帧号为所述全局曝光帧号、启动定时器开始定时、以及下发抓拍指令至所述用户任务模块;
所述系统任务模块,还用于在所述定时器定时设定时长时,控制所述图像采集装置关闭机械快门以进行全局曝光;
所述系统任务模块,还用于在与所述第一个系统场中断连续的下一个系统场中断到来时,控制所述图像采集装置从所述全局曝光切换回所述行曝光并重新打开所述机械快门。
进一步地,所述用户任务模块,还用于接收所述抓拍指令,且在指令接收时刻起的第一个场中断到来时,控制所述图像采集装置从预览模式切换到抓拍模式以抓拍所述全局曝光的原始图像;
所述用户任务模块,还用于在所述第一图像处理单元将所述全局曝光的原始图像转换后的全局曝光图像存入所述第一缓冲池中时,下发抓拍同步指令至所述用户同步任务模块;
所述用户任务模块,还用于在与所述第一个场中断连续的下一个场中断到来时,控制所述图像采集装置从所述抓拍模式切换回所述预览模式。
进一步地,所述用户同步任务模块,还用于在接收到所述抓拍同步指令时,根据所述全局曝光帧号和所述第一缓冲池的大小,计算所述全局曝光图像在所述第一缓冲池中的位置信息;
所述用户同步任务模块,还用于根据所述位置信息,从所述第一缓冲池中抓取所述全局曝光图像,并将所述全局曝光图像传输至所述第二图像处理单元。
进一步地,所述用户同步任务模块还用于:
根据所述全局曝光帧号和所述第一缓冲池的大小,按照预设公式d=m%n计算所述全局曝光图像在所述第一缓冲池中的位置信息,其中,d表示所述位置信息,%表示取余,m表示所述全局曝光帧号,n表示所述第一缓冲池的大小。
进一步地,所述第二图像处理单元还用于:
根据所述全局曝光图像生成所述航拍图片,并将所述航拍图片存入预设的第二缓冲池中。
进一步地,所述图像处理系统还包括RTK模块,所述图像抓取单元与所述RTK模块进行通信;
所述系统任务模块,还用于在所述定时器定时设定时长时,接收所述RTK模块采集的当前位置信息;
所述用户同步任务模块,还用于将所述当前位置信息存入所述第二缓冲池中并与所述航拍图片关联。
进一步地,所述图像抓取单元运行实时操作系统,所述控制单元运行非实时操作系统。
第二方面,本申请实施例还提供了一种图像处理方法,应用于图像处理系统,所述图像处理系统包括图像采集装置和芯片平台,所述芯片平台包括控制单元、图像抓取单元、第一图像处理单元和第二图像处理单元,所述图像抓取单元与所述图像采集装置电连接;
所述图像处理方法包括:
所述图像抓取单元实时接收所述图像采集装置采集的原始图像,并将所述原始图像传输至所述第一图像处理单元;
所述第一图像处理单元对所述原始图像进行格式转换得到目标图像,并将所述目标图像存入预设的第一缓冲池中;
所述图像抓取单元在接收到所述控制单元发送的拍照指令时,控制所述图像采集装置进行全局曝光,并记录全局曝光帧号;
所述图像抓取单元根据所述全局曝光帧号从所述第一缓冲池中抓取全局曝光图像,并将所述全局曝光图像传输至所述第二图像处理单元;
所述第二图像处理单元根据所述全局曝光图像生成航拍图片。
进一步地,所述图像抓取单元包括系统任务模块、用户任务模块和用户同步任务模块;
所述图像抓取单元在接收到所述控制单元发送的拍照指令时,控制所述图像采集装置进行全局曝光,并记录全局曝光帧号的步骤,包括:
所述系统任务模块在接收到所述拍照指令时,控制所述图像采集装置进行全局曝光并记录所述全局曝光帧号,下发抓拍指令至所述用户任务模块;
所述图像抓取单元根据所述全局曝光帧号从所述第一缓冲池中抓取全局曝光图像,并将所述全局曝光图像传输至所述第二图像处理单元的步骤,包括:
所述用户任务模块在接收到所述抓拍指令时,控制所述图像采集装置抓拍全局曝光的原始图像,并在所述第一图像处理单元将所述全局曝光的原始图像转换后的全局曝光图像存入所述第一缓冲池中时,下发抓拍同步指令至所述用户同步任务模块;
所述用户同步任务模块在接收到所述抓拍同步指令时,根据所述全局曝光帧号从所述第一缓冲池中抓取所述全局曝光图像,并将所述全局曝光图像传输至所述第二图像处理单元。
进一步地,所述系统任务模块在接收到所述拍照指令时,控制所述图像采集装置进行全局曝光并记录所述全局曝光帧号,下发抓拍指令至所述用户任务模块的步骤,包括:
所述系统任务模块接收所述拍照指令,且在指令接收时刻起的第一个系统场中断到来时,控制所述图像采集装置从行曝光切换到全局曝光,并记录当前帧号为所述全局曝光帧号、启动定时器开始定时、以及下发抓拍指令至所述用户任务模块;
所述系统任务模块在所述定时器定时设定时长时,控制所述图像采集装置关闭机械快门以进行全局曝光;
所述系统任务模块在与所述第一个系统场中断连续的下一个系统场中断到来时,控制所述图像采集装置从所述全局曝光切换回所述行曝光并重新打开所述机械快门。
进一步地,所述用户任务模块在接收到所述抓拍指令时,控制所述图像采集装置抓拍全局曝光的原始图像,并在所述第一图像处理单元将所述全局曝光的原始图像转换后的全局曝光图像存入所述第一缓冲池中时,下发抓拍同步指令至所述用户同步任务模块的步骤,包括:
所述用户任务模块接收所述抓拍指令,且在指令接收时刻起的第一个场中断到来时,控制所述图像采集装置从预览模式切换到抓拍模式以抓拍所述全局曝光的原始图像;
所述用户任务模块在所述第一图像处理单元将所述全局曝光的原始图像转换后的全局曝光图像存入所述第一缓冲池中时,下发抓拍同步指令至所述用户同步任务模块;
所述用户任务模块在与所述第一个场中断连续的下一个场中断到来时,控制所述图像采集装置从所述抓拍模式切换回所述预览模式。
进一步地,所述用户同步任务模块在接收到所述抓拍同步指令时,根据所述全局曝光帧号从所述第一缓冲池中抓取所述全局曝光图像,并将所述全局曝光图像传输至所述第二图像处理单元的步骤,包括:
所述用户同步任务模块在接收到所述抓拍同步指令时,根据所述全局曝光帧号和所述第一缓冲池的大小,计算所述全局曝光图像在所述第一缓冲池中的位置信息;
所述用户同步任务模块根据所述位置信息,从所述第一缓冲池中抓取所述全局曝光图像,并将所述全局曝光图像传输至所述第二图像处理单元。
进一步地,所述用户同步任务模块根据所述全局曝光帧号和所述第一缓冲池的大小,计算所述全局曝光图像在所述第一缓冲池中的位置信息的步骤,包括:
所述用户同步任务模块根据所述全局曝光帧号和所述第一缓冲池的大小,按照预设公式d=m%n计算所述全局曝光图像在所述第一缓冲池中的位置信息,其中,d表示所述位置信息,%表示取余,m表示所述全局曝光帧号,n表示所述第一缓冲池的大小。
进一步地,所述第二图像处理单元根据所述全局曝光图像生成航拍图片的步骤,包括:
所述第二图像处理单元根据所述全局曝光图像生成所述航拍图片,并将所述航拍图片存入预设的第二缓冲池中。
进一步地,所述图像处理系统还包括RTK模块,所述图像抓取单元与所述RTK模块进行通信;
所述图像处理方法还包括:
所述系统任务模块在所述定时器定时设定时长时,获得所述RTK模块采集的当前位置信息;
所述用户同步任务模块将所述当前位置信息存入所述第二缓冲池中并与所述航拍图片关联。
第三方面,本申请实施例还提供了一种电子设备,所述电子设备包括上述的图像处理系统。
相对现有技术,本申请实施例提供的一种图像处理系统、图像处理方法及电子设备,图像处理系统包括图像采集装置和芯片平台,芯片平台包括控制单元、图像抓取单元、第一图像处理单元和第二图像处理单元;通过图像抓取单元实时接收图像采集装置采集的原始图像,并通过第一图像单元将原始图像格式转换为目标图像后存入预设的第一缓冲池中;当接收到控制单元发送的拍照指令时,图像抓取单元控制图像采集装置进行全局曝光同时记录全局曝光帧号,这样,图像抓取单元就能根据全局曝光帧号从第一缓冲池中抓取全局曝光图像,再通过第二图像处理单元将全局曝光图像处理成航拍图片。也就是,本申请实施例中的航拍图片是通过全局曝光方式采集的高精度图片,后续处理中不会发生图像形变,能够实现高精度测绘或者监控。
附图说明
图1示出了本申请实施例提供的图像处理系统的一种结构示意图。
图2示出了本申请实施例提供的图像抓取单元的时序图。
图3示出了本申请实施例提供的图像处理系统的另一种结构示意图。
图4示出了本申请实施例提供的图像处理方法的一种流程示意图。
图5示出了本申请实施例提供的图像处理方法的另一种流程示意图。
图6为图5示出的图像处理方法中步骤S310的流程示意图。
图7为图5示出的图像处理方法中步骤S410的流程示意图。
图8为图5示出的图像处理方法中步骤S420的流程示意图。
图标:100-图像处理系统;110-图像采集装置;120-芯片平台;121-控制单元;122-图像抓取单元;123-第一图像处理单元;124-第二图像处理单元;130-RTK模块。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
无人机测绘或者监控中,一般是无人机按照设定航线飞行并采集各个拍照点的航拍图片,再采用相关算法对航拍图片进行处理,最终得到测绘数据或者监控数据。
图像采集方式包括行曝光和全局曝光。其中,行曝光是指从第1行开始逐行曝光,间隔一个行周期下一行开始曝光,曝光结束后逐行读出。即,从第1行开始曝光,一个行周期之后第2行才开始曝光,依次类推,经过n-1行后第n行开始曝光;第1行曝光结束后开始读出数据,读出一行需要一行周期时间,至第1行完全读出后,第2行刚好开始读出,依次类推,当第n-1行读完后,第n行开始读出,直到整幅图像完全读出。由于行曝光是在不同时间进行曝光取像,因此,拍摄运动物体时,会造成图像中的每一行像素出现错位,发生图像形变。
全局曝光是指所有行同时开始曝光,并同时结束曝光,在曝光结束后,Sensor将所有电子从感光区转到存储区,之后逐行地读出像素数据。全局曝光获得的图像每一行的曝光时间比较一致,并且在拍摄运动物体时图像不会出现偏移和歪斜。
因此,为了实现高精度测绘或监控,需要确保得到的航拍图片是通过全局曝光方式采集的,这样才能保证后续处理中不会发生图像形变。
基于此,本申请实施例提供一种图像处理系统、图像处理方法及电子设备,图像处理系统包括图像采集装置和芯片平台,芯片平台包括控制单元、图像抓取单元、第一图像处理单元和第二图像处理单元,控制单元、图像抓取单元、第一图像处理单元和第二图像处理单元是该芯片平台中的各个硬件单元,该芯片平台可以是各种通用芯片平台,例如,索喜平台等。
同时,图像采集装置图图像抓取单元电连接,通过图像抓取单元实时接收图像采集装置采集的原始图像,并通过第一图像单元将原始图像格式转换为目标图像后存入预设的第一缓冲池中,当接收到控制单元发送的拍照指令时,图像抓取单元控制图像采集装置进行全局曝光同时记录全局曝光帧号,这样,图像抓取单元就能根据全局曝光帧号从第一缓冲池中准确抓取到全局曝光图像,再通过第二图像处理单元将全局曝光图像处理成航拍图片。本申请实施例中的航拍图片是通过全局曝光方式采集的,后续处理中不会发生图像形变,能够实现高精度测绘或者监控。
下面结合说明书附图进行详细介绍。
请参照图1,图1示出了本申请实施例提供的图像处理系统100的结构示意图。该图像处理系统应用于电子设备,电子设备可以是无人机、移动终端等,下面以无人机为例进行说明,图像处理系统100用于实现在无人机测绘或者监控中,通过全局曝光方式采集航拍图片。
图像处理系统100包括图像采集装置110和芯片平台120,芯片平台包括控制单元121、图像抓取单元122、第一图像处理单元123和第二图像处理单元124,图像抓取单元122与图像采集装置110电连接。
图像抓取单元122与图像采集装置110电连接,可以是将图像采集装置110的数据传输接口与图像抓取单元122电连接,图像采集装置110可以是相机、摄像头、图像传感器等,数据传输接口可以是MIPI接口、LVDS接口、SLVS接口等。
图像采集装置110,用于当无人机按照设定航线飞行并满足设定拍照条件时,在无人机的飞行控制器的触发下拍照。设定航线可以是对测绘区域或者监控区域预先规划的航线,设定拍照条件可以是无人机飞行至设定拍照点、或者满足设定时间间隔等。
图像抓取单元122,用于实时接收图像采集装置采集的原始图像,并将原始图像传输至第一图像处理单元123。原始图像可以是RAW图像。
第一图像处理单元123,用于对图像抓取单元122传输的原始图像进行格式转换得到目标图像,并将目标图像存入预设的第一缓冲池中。目标图像可以是YUV图像。
在本实施例中,第一图像处理单元123可以是ISP(Image Signal Processing,图像信号处理单元)芯片,用于将图像抓取单元122传输的原始图像格式转换为目标图像,并将目标图像存入预设的第一缓冲池中。第一缓冲池是一个环形缓冲区(ringr buffer),环形缓冲区是一种用于表示一个固定尺寸、头尾相连的缓冲区的数据结构,适合缓存数据流,同时,环形缓冲区有一个特性是:当其中缓存的一个数据元素被用掉后,其余数据元素不需要移动存储位置,即,将一帧目标图像存入第一缓冲池中之后,该目标图像在第一缓冲池中的位置是不会发生变化的。图像抓取单元122,还用于在接收到控制单元121发送的拍照指令时,控制图像采集装置110进行全局曝光,并记录全局曝光帧号。
图像抓取单元122,还用于根据全局曝光帧号从第一缓冲池中抓取全局曝光图像,并将全局曝光图像传输至第二图像处理单元124。全局曝光图像可以是全局曝光的YUV图像。
第二图像处理单元124,用于根据全局曝光图像生成航拍图片。
在本实施例中,控制单元121、图像抓取单元122、第一图像处理单元123和第二图像处理单元124可以是芯片平台120中的各个硬件单元,该芯片平台自带多系统框架,不同的硬件单元可以运行不同的操作系统。
图像抓取单元122运行实时操作系统,该实时操作系统负责图像相关的系统逻辑业务,处理对实时性要求较高的业务,例如,原始图像的捕获、机械快门的控制、与RTK模块的交互、各个任务的调度等。控制单元121运行非实时操作系统,该非实时操作系统负责图像相关的业务逻辑业务,处理对实时性要求不高的线程。
例如,芯片平台为索喜平台,图像抓取单元122可以是一个cpu核,运行RTOS(RealTime Operating System,实时操作系统),处理对实时性要求较高的业务。控制单元121可以是其他cpu核,运行Linux系统,处理对实时性要求不高的线程。
为了实现高精度测绘或监控,需要确保得到的航拍图片是通过全局曝光方式采集的,即,本实施例的核心是图像抓取单元122要从第一缓冲池中准确地抓取到全局曝光图像。下面对图像抓取单元122这一功能的实现进行详细介绍。
图像抓取单元122包括系统任务模块、用户任务模块和用户同步任务模块。其中,系统任务模块、用户任务模块和用户同步任务模块是运行在图像抓取单元122的操作系统下的各个线程,并且具有不同的优先级。即,系统任务模块的优先级最高,负责最高级的图像硬件级中断响应;用户任务模块的优先级次之,负责图像业务事件响应处理,或者处理响应不需要特别快的硬件级中断响应,例如,与ISP芯片有关的硬件级中断响应等;用户同步任务的优先级最低,主要负责对最终抓取到的图像数据进行编码或者其他逻辑处理。
在本实施例中,图像采集装置110可以在无人机的飞行控制器的触发下开启工作,图像采集装置110开启工作后,其机械快门可以是打开的,并且采用行曝光方式采集原始图像、以预览模式工作。
系统任务模块,用于在接收到拍照指令时,控制图像采集装置110进行全局曝光并记录全局曝光帧号,下发抓拍指令至用户任务模块。
拍照指令可以是:在需要采集全局曝光帧时,控制单元121向图像抓取单元122发送的指令事件。拍照指令用于指示系统任务模块进行全局曝光并记录全局曝光帧号,例如,控制图像采集装置110从行曝光切换到全局曝光、确认机械快门为打开等。
用户任务模块,用于在接收到抓拍指令时,控制图像采集装置110抓拍全局曝光的原始图像,并在第一图像处理单元123将全局曝光的原始图像转换后的全局曝光图像存入第一缓冲池中时,下发抓拍同步指令至用户同步任务模块。
抓拍指令可以是:系统任务模块在进行全局曝光的同时,向用户任务模块下发的指令事件。抓拍指令用于指示用户任务模块抓拍全局曝光的原始图像,例如,控制图像采集装置110从预览模式切换到抓拍模式等。
用户同步任务模块,用于在接收到抓拍同步指令时,根据全局曝光帧号从第一缓冲池中抓取全局曝光图像,并将全局曝光图像传输至第二图像处理单元124。
抓拍同步指令可以是:用户任务模块在第一图像处理单元123将全局曝光的原始图像转换后的全局曝光图像存入第一缓冲池中后,向用户同步任务模块下发的指令事件。抓拍同步指令用于指示用户同步任务模块根据全局曝光帧号从第一缓冲池中抓取全局曝光图像,并将全局曝光图像传输至第二图像处理单元124。
下面分别对系统任务模块、用户任务模块、用户同步任务模块的工作过程进行详细介绍。
系统任务模块,还用于接收拍照指令,且在指令接收时刻起的第一个系统场中断到来时,控制图像采集装置110从行曝光切换到全局曝光,并记录当前帧号为全局曝光帧号、启动定时器开始定时、以及下发抓拍指令至用户任务模块;
系统任务模块,还用于在定时器定时设定时长时,控制图像采集装置110关闭机械快门以进行全局曝光;
系统任务模块,还用于在与第一个系统场中断连续的下一个系统场中断到来时,控制图像采集装置110从全局曝光切换回行曝光并重新打开机械快门。
在本实施例中,控制单元121的Linux业务层发送拍照指令,系统任务模块接收到拍照指令后,在指令接收时刻起的第一个系统场中断到来时,控制图像采集装置110从行曝光切换到全局曝光、确认机械快门为打开、记录当前标记的帧号为全局曝光帧号、启动定时器、下发抓拍指令至用户任务模块;以及,在定时器定时设定时长后关闭机械快门,同时发送event事件给无人机的RTK模块,RTK模块响应event事件后返回无人机的当前位置信息;以及,在第一个系统场中断连续的下一个系统场中断到来时,控制图像采集装置110从全局曝光切换回行曝光并重新打开机械快门。
由于控制图像采集装置110从行曝光切换到全局曝光后,图像采集装置110采集的原始图像会变成一帧曝光帧、一帧读取帧,帧率减半,该读取帧即为图像采集装置110传输至图像抓取单元122的全局曝光的原始图像,所以需要在读取帧前关闭机械快门。
因此,需要启动一个定时器定时,并在定时到读取帧前的某一时刻时控制图像采集装置110关闭机械快门。定时器的设定时长对于每个镜头都可能不一样,需要通过测试确定一个合适的值。通常来说,设定时长的长度可以是:(1000/帧率-(1~2))ms。
用户任务模块,还用于接收抓拍指令,且在指令接收时刻起的第一个场中断到来时,控制图像采集装置110从预览模式切换到抓拍模式以抓拍全局曝光的原始图像;
用户任务模块,还用于在第一图像处理单元将全局曝光的原始图像转换后的全局曝光图像存入第一缓冲池中时,下发抓拍同步指令至用户同步任务模块;
用户任务模块,还用于在与第一个场中断连续的下一个场中断到来时,控制图像采集装置从抓拍模式切换回预览模式。
在本实施例中,用户任务模块接收到抓拍指令后,在指令接收时刻起的第一个场中断到来时,控制图像采集装置110从预览模式切换到抓拍模式;以及,在与第一个场中断连续的下一个场中断到来时,控制图像采集装置110从抓拍模式切换回预览模式。
当图像采集装置110工作在预览模式时,图像采集装置110采集预览帧并实时传输给第一图像处理单元123,第一图像处理单元123进行格式转换后存入第一缓冲池;当图像采集装置110工作在抓拍模式时,图像采集装置110采集抓拍帧并实时传输给第一图像处理单元123,第一图像处理单元123进行格式转换后存入第一缓冲池;因此,第一缓冲池中存储有预览帧目标图像和抓拍帧目标图像,其中,抓拍帧目标图像即为全局曝光图像。同时,用户任务模块在第一图像处理单元将全局曝光的原始图像转换后的全局曝光图像存入第一缓冲池中时,下发抓拍同步指令至用户同步任务模块。
请参照图2,系统场中断作用于系统任务模块,场中断作用于用户任务模块。场中断是系统场中断作用到系统任务模块之后,系统任务模块发给用户任务模块的,因此,系统场中断与场中断一一对应,并且场中断在系统场中断之后。同时,系统任务模块收到一个系统场中断,采集一帧RAW数据,相应标记一个帧号。
用户同步任务模块,还用于在接收到抓拍同步指令时,根据全局曝光帧号和第一缓冲池的大小,计算全局曝光图像在第一缓冲池中的位置信息;
用户同步任务模块,还用于根据位置信息,从第一缓冲池中抓取全局曝光图像,并将全局曝光图像传输至第二图像处理单元。
用户同步任务模块还用于:根据全局曝光帧号和第一缓冲池的大小,按照预设公式d=m%n计算全局曝光图像在第一缓冲池中的位置信息,其中,d表示位置信息,%表示取余,m表示全局曝光帧号,n表示第一缓冲池的大小。
在本实施例中,第二图像处理单元124在生成航拍图片之后,可以将航拍图片存入预先的第二缓冲池中,第二缓冲池也可以是一个环形缓冲区。
第二图像处理单元124,还用于根据全局曝光图像生成航拍图片,并将航拍图片存入预设的第二缓冲池中。
可选地,航拍图片各种编码格式的图片,例如,jpeg图片等,具体的编码格式与第二图像处理单元124有关。例如,第二图像处理单元124为jpeg编码器,则航拍图片为jpeg图片。
在本实施例中,图像抓取单元122的系统任务模块在定时器定时设定时长后,除了关闭机械快门,还会发送event事件给无人机的RTK模块,RTK模块响应event事件后返回无人机的当前位置信息。
因此,请参照图3,图像处理系统100还包括RTK模块130,图像抓取单元122与RTK模块130进行通信,也就是,芯片平台120通过飞行控制器与RTK模块130进行数据交互。
图像抓取单元122的系统任务模块,还用于在定时器定时设定时长时,接收RTK模块130采集的当前位置信息。
图像抓取单元122的用户同步任务模块,还用于将当前位置信息存入第二缓冲池中并与航拍图片关联。
本申请实施例还提供了一种电子设备,该电子设备可以是无人机、移动终端等,包括上述的图像处理系统100。
下面以无人机为例进行说明,该无人机包括飞行控制器、以及上述的图像处理系统100,飞行控制器与图像处理系统100通信连接。
飞行控制器,用于控制无人机按照设定航线飞行,并在无人机满足设定拍照条件时触发图像处理系统100拍照。
图像处理系统100,用于在飞行控制器的触发下拍照,并从第一缓冲池中准确抓取全局曝光图像处理成航拍图片。
下面对应用于上述图像处理系统100的图像处理方法进行介绍。
请参照图4,图4示出了本申请实施例提供的图像处理方法的一种流程示意图,该图像处理方法包括以下步骤:
S100,图像抓取单元实时接收图像采集装置采集的原始图像,并将原始图像传输至第一图像处理单元。
S200,第一图像处理单元对原始图像进行格式转换得到目标图像,并将目标图像存入预设的第一缓冲池中。
S300,图像抓取单元在接收到控制单元发送的拍照指令时,控制图像采集装置进行全局曝光,并记录全局曝光帧号。
S400,图像抓取单元根据全局曝光帧号从第一缓冲池中抓取全局曝光图像,并将全局曝光图像传输至第二图像处理单元。
S500,第二图像处理单元根据全局曝光图像生成航拍图片。
在图4的基础上,请参照图5,步骤S300可以包括:
S310,系统任务模块在接收到拍照指令时,控制图像采集装置进行全局曝光并记录全局曝光帧号,下发抓拍指令至用户任务模块。
步骤S400可以包括:
S410,用户任务模块在接收到抓拍指令时,控制图像采集装置抓拍全局曝光的原始图像,并在第一图像处理单元将全局曝光的原始图像转换后的全局曝光图像存入第一缓冲池中时,下发抓拍同步指令至用户同步任务模块。
S420,用户同步任务模块在接收到抓拍同步指令时,根据全局曝光帧号从第一缓冲池中抓取全局曝光图像,并将全局曝光图像传输至第二图像处理单元。
在图5的基础上,请参照图6,步骤S310可以包括:
S310a,系统任务模块接收拍照指令,且在指令接收时刻起的第一个系统场中断到来时,控制图像采集装置从行曝光切换到全局曝光,并记录当前帧号为全局曝光帧号、启动定时器开始定时、以及下发抓拍指令至用户任务模块。
S310b,系统任务模块在定时器定时设定时长时,控制图像采集装置关闭机械快门以进行全局曝光。
S310c,系统任务模块在与第一个系统场中断连续的下一个系统场中断到来时,控制图像采集装置从全局曝光切换回行曝光并重新打开机械快门。
在图5的基础上,请参照图7,步骤S410可以包括:
S410a,用户任务模块接收抓拍指令,且在指令接收时刻起的第一个场中断到来时,控制图像采集装置从预览模式切换到抓拍模式以抓拍全局曝光的原始图像。
S410b,用户任务模块在第一图像处理单元将全局曝光的原始图像转换后的全局曝光图像存入第一缓冲池中时,下发抓拍同步指令至用户同步任务模块。
S410c,用户任务模块在与第一个场中断连续的下一个场中断到来时,控制图像采集装置从抓拍模式切换回预览模式。
在图5的基础上,请参照图8,步骤S420可以包括:
S420a,用户同步任务模块在接收到抓拍同步指令时,根据全局曝光帧号和第一缓冲池的大小,计算全局曝光图像在第一缓冲池中的位置信息。
S420b,用户同步任务模块根据位置信息,从第一缓冲池中抓取全局曝光图像,并将全局曝光图像传输至第二图像处理单元。
可选地,用户同步任务模块可以根据全局曝光帧号和第一缓冲池的大小,按照预设公式d=m%n计算全局曝光图像在第一缓冲池中的位置信息,其中,d表示位置信息,%表示取余,m表示全局曝光帧号,n表示第一缓冲池的大小。
可选地,步骤S500可以包括:
第二图像处理单元根据全局曝光图像生成航拍图片,并将航拍图片存入预设的第二缓冲池中。
同时,在步骤S500之后,图像处理方法还可以包括以下步骤:
系统任务模块在所述定时器定时设定时长时,获得RTK模块采集的当前位置信息;
用户同步任务模块将当前位置信息存入第二缓冲池中并与航拍图片关联。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的图像处理方法的具体过程,可以参考前述系统实施例中的对应过程,在此不再赘述。
与现有技术相比,本申请实施例具有以下有益效果:
首先,通过芯片平台自带的多系统框架进行全局曝光帧的抓取,降低了开发成本和开发周期;
其次,通过对图像抓取单元122的系统任务模块、用户任务模块、用户同步任务模块的时序控制,可以保证从第一缓冲池中准确抓取到全局曝光图像,并能进行实时性较高的机械快门控制和RTK模块的位置信息获取,从而能够实现高精度测绘或者监控。
综上所述,本申请实施例提供的一种图像处理系统、图像处理方法及电子设备,图像处理系统包括图像采集装置和芯片平台,芯片平台包括控制单元、图像抓取单元、第一图像处理单元和第二图像处理单元。图像采集装置图图像抓取单元电连接,通过图像抓取单元实时接收图像采集装置采集的原始图像,并通过第一图像单元将原始图像格式转换为目标图像后存入预设的第一缓冲池中,当接收到控制单元发送的拍照指令时,图像抓取单元控制图像采集装置进行全局曝光同时记录全局曝光帧号,这样,图像抓取单元就能根据全局曝光帧号从第一缓冲池中准确抓取到全局曝光图像,再通过第二图像处理单元将全局曝光图像处理成航拍图片。本申请实施例中的航拍图片是通过全局曝光方式采集的,后续处理中不会发生图像形变,能够实现高精度测绘或者监控。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (18)
1.一种图像处理系统,其特征在于,所述图像处理系统包括图像采集装置和芯片平台,所述芯片平台包括控制单元、图像抓取单元、第一图像处理单元和第二图像处理单元,所述图像抓取单元与所述图像采集装置电连接;
所述图像抓取单元,用于实时接收所述图像采集装置采集的原始图像,并将所述原始图像传输至所述第一图像处理单元;
所述第一图像处理单元,用于对所述原始图像进行格式转换得到目标图像,并将所述目标图像存入预设的第一缓冲池中;
所述图像抓取单元,还用于在接收到所述控制单元发送的拍照指令时,控制所述图像采集装置进行全局曝光,并记录全局曝光帧号;
所述图像抓取单元,还用于根据所述全局曝光帧号从所述第一缓冲池中抓取全局曝光图像,并将所述全局曝光图像传输至所述第二图像处理单元;
所述第二图像处理单元,用于根据所述全局曝光图像生成航拍图片。
2.如权利要求1所述的图像处理系统,其特征在于,所述图像抓取单元包括系统任务模块、用户任务模块和用户同步任务模块;
所述系统任务模块,用于在接收到所述拍照指令时,控制所述图像采集装置进行全局曝光并记录所述全局曝光帧号,下发抓拍指令至所述用户任务模块;
所述用户任务模块,用于在接收到所述抓拍指令时,控制所述图像采集装置抓拍全局曝光的原始图像,并在所述第一图像处理单元将所述全局曝光的原始图像转换后的全局曝光图像存入所述第一缓冲池中时,下发抓拍同步指令至所述用户同步任务模块;
所述用户同步任务模块,用于在接收到所述抓拍同步指令时,根据所述全局曝光帧号从所述第一缓冲池中抓取所述全局曝光图像,并将所述全局曝光图像传输至所述第二图像处理单元。
3.如权利要求2所述的图像处理系统,其特征在于,
所述系统任务模块,还用于接收所述拍照指令,且在指令接收时刻起的第一个系统场中断到来时,控制所述图像采集装置从行曝光切换到全局曝光,并记录当前帧号为所述全局曝光帧号、启动定时器开始定时、以及下发抓拍指令至所述用户任务模块;
所述系统任务模块,还用于在所述定时器定时设定时长时,控制所述图像采集装置关闭机械快门以进行全局曝光;
所述系统任务模块,还用于在与所述第一个系统场中断连续的下一个系统场中断到来时,控制所述图像采集装置从所述全局曝光切换回所述行曝光并重新打开所述机械快门。
4.如权利要求2所述的图像处理系统,其特征在于,
所述用户任务模块,还用于接收所述抓拍指令,且在指令接收时刻起的第一个场中断到来时,控制所述图像采集装置从预览模式切换到抓拍模式以抓拍所述全局曝光的原始图像;
所述用户任务模块,还用于在所述第一图像处理单元将所述全局曝光的原始图像转换后的全局曝光图像存入所述第一缓冲池中时,下发抓拍同步指令至所述用户同步任务模块;
所述用户任务模块,还用于在与所述第一个场中断连续的下一个场中断到来时,控制所述图像采集装置从所述抓拍模式切换回所述预览模式。
5.如权利要求2所述的图像处理系统,其特征在于,
所述用户同步任务模块,还用于在接收到所述抓拍同步指令时,根据所述全局曝光帧号和所述第一缓冲池的大小,计算所述全局曝光图像在所述第一缓冲池中的位置信息;
所述用户同步任务模块,还用于根据所述位置信息,从所述第一缓冲池中抓取所述全局曝光图像,并将所述全局曝光图像传输至所述第二图像处理单元。
6.如权利要求5所述的图像处理系统,其特征在于,所述用户同步任务模块还用于:
根据所述全局曝光帧号和所述第一缓冲池的大小,按照预设公式d=m%n计算所述全局曝光图像在所述第一缓冲池中的位置信息,其中,d表示所述位置信息,%表示取余,m表示所述全局曝光帧号,n表示所述第一缓冲池的大小。
7.如权利要求3所述的图像处理系统,其特征在于,所述第二图像处理单元还用于:
根据所述全局曝光图像生成所述航拍图片,并将所述航拍图片存入预设的第二缓冲池中。
8.如权利要求7所述的图像处理系统,其特征在于,所述图像处理系统还包括RTK模块,所述图像抓取单元与所述RTK模块进行通信;
所述系统任务模块,还用于在所述定时器定时设定时长时,接收所述RTK模块采集的当前位置信息;
所述用户同步任务模块,还用于将所述当前位置信息存入所述第二缓冲池中并与所述航拍图片关联。
9.如权利要求1所述的图像处理系统,其特征在于,所述图像抓取单元运行实时操作系统,所述控制单元运行非实时操作系统。
10.一种图像处理方法,其特征在于,应用于图像处理系统,所述图像处理系统包括图像采集装置和芯片平台,所述芯片平台包括控制单元、图像抓取单元、第一图像处理单元和第二图像处理单元,所述图像抓取单元与所述图像采集装置电连接;
所述图像处理方法包括:
所述图像抓取单元实时接收所述图像采集装置采集的原始图像,并将所述原始图像传输至所述第一图像处理单元;
所述第一图像处理单元对所述原始图像进行格式转换得到目标图像,并将所述目标图像存入预设的第一缓冲池中;
所述图像抓取单元在接收到所述控制单元发送的拍照指令时,控制所述图像采集装置进行全局曝光,并记录全局曝光帧号;
所述图像抓取单元根据所述全局曝光帧号从所述第一缓冲池中抓取全局曝光图像,并将所述全局曝光图像传输至所述第二图像处理单元;
所述第二图像处理单元根据所述全局曝光图像生成航拍图片。
11.如权利要求10所述的图像处理方法,其特征在于,所述图像抓取单元包括系统任务模块、用户任务模块和用户同步任务模块;
所述图像抓取单元在接收到所述控制单元发送的拍照指令时,控制所述图像采集装置进行全局曝光,并记录全局曝光帧号的步骤,包括:
所述系统任务模块在接收到所述拍照指令时,控制所述图像采集装置进行全局曝光并记录所述全局曝光帧号,下发抓拍指令至所述用户任务模块;
所述图像抓取单元根据所述全局曝光帧号从所述第一缓冲池中抓取全局曝光图像,并将所述全局曝光图像传输至所述第二图像处理单元的步骤,包括:
所述用户任务模块在接收到所述抓拍指令时,控制所述图像采集装置抓拍全局曝光的原始图像,并在所述第一图像处理单元将所述全局曝光的原始图像转换后的全局曝光图像存入所述第一缓冲池中时,下发抓拍同步指令至所述用户同步任务模块;
所述用户同步任务模块在接收到所述抓拍同步指令时,根据所述全局曝光帧号从所述第一缓冲池中抓取所述全局曝光图像,并将所述全局曝光图像传输至所述第二图像处理单元。
12.如权利要求11所述的图像处理方法,其特征在于,所述系统任务模块在接收到所述拍照指令时,控制所述图像采集装置进行全局曝光并记录所述全局曝光帧号,下发抓拍指令至所述用户任务模块的步骤,包括:
所述系统任务模块接收所述拍照指令,且在指令接收时刻起的第一个系统场中断到来时,控制所述图像采集装置从行曝光切换到全局曝光,并记录当前帧号为所述全局曝光帧号、启动定时器开始定时、以及下发抓拍指令至所述用户任务模块;
所述系统任务模块在所述定时器定时设定时长时,控制所述图像采集装置关闭机械快门以进行全局曝光;
所述系统任务模块在与所述第一个系统场中断连续的下一个系统场中断到来时,控制所述图像采集装置从所述全局曝光切换回所述行曝光并重新打开所述机械快门。
13.如权利要求11所述的图像处理方法,其特征在于,所述用户任务模块在接收到所述抓拍指令时,控制所述图像采集装置抓拍全局曝光的原始图像,并在所述第一图像处理单元将所述全局曝光的原始图像转换后的全局曝光图像存入所述第一缓冲池中时,下发抓拍同步指令至所述用户同步任务模块的步骤,包括:
所述用户任务模块接收所述抓拍指令,且在指令接收时刻起的第一个场中断到来时,控制所述图像采集装置从预览模式切换到抓拍模式以抓拍所述全局曝光的原始图像;
所述用户任务模块在所述第一图像处理单元将所述全局曝光的原始图像转换后的全局曝光图像存入所述第一缓冲池中时,下发抓拍同步指令至所述用户同步任务模块;
所述用户任务模块在与所述第一个场中断连续的下一个场中断到来时,控制所述图像采集装置从所述抓拍模式切换回所述预览模式。
14.如权利要求11所述的图像处理方法,其特征在于,所述用户同步任务模块在接收到所述抓拍同步指令时,根据所述全局曝光帧号从所述第一缓冲池中抓取所述全局曝光图像,并将所述全局曝光图像传输至所述第二图像处理单元的步骤,包括:
所述用户同步任务模块在接收到所述抓拍同步指令时,根据所述全局曝光帧号和所述第一缓冲池的大小,计算所述全局曝光图像在所述第一缓冲池中的位置信息;
所述用户同步任务模块根据所述位置信息,从所述第一缓冲池中抓取所述全局曝光图像,并将所述全局曝光图像传输至所述第二图像处理单元。
15.如权利要求14所述的图像处理方法,其特征在于,所述用户同步任务模块根据所述全局曝光帧号和所述第一缓冲池的大小,计算所述全局曝光图像在所述第一缓冲池中的位置信息的步骤,包括:
所述用户同步任务模块根据所述全局曝光帧号和所述第一缓冲池的大小,按照预设公式d=m%n计算所述全局曝光图像在所述第一缓冲池中的位置信息,其中,d表示所述位置信息,%表示取余,m表示所述全局曝光帧号,n表示所述第一缓冲池的大小。
16.如权利要求12所述的图像处理方法,其特征在于,所述第二图像处理单元根据所述全局曝光图像生成航拍图片的步骤,包括:
所述第二图像处理单元根据所述全局曝光图像生成所述航拍图片,并将所述航拍图片存入预设的第二缓冲池中。
17.如权利要求16所述的图像处理方法,其特征在于,所述图像处理系统还包括RTK模块,所述图像抓取单元与所述RTK模块进行通信;
所述图像处理方法还包括:
所述系统任务模块在所述定时器定时设定时长时,获得所述RTK模块采集的当前位置信息;
所述用户同步任务模块将所述当前位置信息存入所述第二缓冲池中并与所述航拍图片关联。
18.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括权利要求1-9任一项所述的图像处理系统。
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