CN113273172A - 全景拍摄方法、装置、系统及计算机可读存储介质 - Google Patents

全景拍摄方法、装置、系统及计算机可读存储介质 Download PDF

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CN113273172A CN202080007324.1A CN202080007324A CN113273172A CN 113273172 A CN113273172 A CN 113273172A CN 202080007324 A CN202080007324 A CN 202080007324A CN 113273172 A CN113273172 A CN 113273172A
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蒋昊
赵文军
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N23/951—Computational photography systems, e.g. light-field imaging systems by using two or more images to influence resolution, frame rate or aspect ratio

Abstract

一种全景拍摄方法、装置、系统及计算机可读存储介质，其中该方法包括：控制拍摄设备拍摄多个初始图像(S101)；在控制拍摄设备拍摄每个初始图像的同时，对在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像(S102)；对多个待合成图像进行全景合成，得到全景照片(S103)。本申请减少了全景照片的合成时间。

Description

全景拍摄方法、装置、系统及计算机可读存储介质
技术领域
本申请涉及全景拍摄技术领域，尤其涉及一种全景拍摄方法、装置、系统及计算机可读存储介质。
背景技术
全景拍摄，主要是指在同一场景下，通过有规律地拍摄多个角度的单张小视角照片，然后通过算法匹配、拼接、融合，得到一张该场景下的全景照片。现有全景照片的合成需要经过较长的时间，用户体验不好。
发明内容
基于此，本申请实施例提供了一种全景拍摄方法、装置、系统及计算机可读存储介质，旨在减少全景照片的合成时间，提高用户体验。
第一方面，本申请实施例提供了一种全景拍摄方法，应用于控制装置，所述控制装置用于控制拍摄设备，所述方法包括：
控制所述拍摄设备拍摄多个初始图像；
在控制所述拍摄设备拍摄每个所述初始图像的同时，对所述拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像；
获取所述多个初始图像对应的多个所述待合成图像，并对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片。
第二方面，本申请实施例还提供了一种控制装置，所述控制装置用于控制拍摄设备，所述控制装置包括存储器和处理器；
所述存储器，用于存储计算机程序；
所述处理器，用于执行所述计算机程序并在执行所述计算机程序时，实现如下步骤：
控制所述拍摄设备拍摄多个初始图像；
在控制所述拍摄设备拍摄每个所述初始图像的同时，对所述拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像；
获取所述多个初始图像对应的多个所述待合成图像，并对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片。
第三方面，本申请实施例还提供了一种拍摄系统，所述拍摄系统包括云台、拍摄设备和如本申请说明书提供的任一项所述的控制装置。
第四方面，本申请实施例还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存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如本申请说明书提供的任一项所述的全景拍摄方法的步骤。
本申请实施例提供了一种全景拍摄方法、装置、系统及计算机可读存储介质，通过控制拍摄设备拍摄多个初始图像，并在控制拍摄设备拍摄每个初始图像的同时，对拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像，然后获取多个初始图像对应的多个待合成图像，并对多个待合成图像进行全景合成，得到全景照片，由于是在拍摄过程中，同时的对上一时刻拍摄到的初始图像进行缩放处理，不需要等拍摄结束之后才开始对初始图像进行处理，能够极大的减少全景照片的合成时间，提高用户体验。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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是实施本申请实施例提供的全景拍摄方法的一场景示意图；
图2是实施本申请实施例提供的全景拍摄方法的另一场景示意图；
图3是本申请实施例提供的一种全景拍摄方法的步骤示意流程图；
图4是图3中的全景拍摄方法的子步骤示意流程图；
图5是本申请实施例中的合成图像的一示意图；
图6是本申请实施例中填补后的合成图像的一示意图；
图7是本申请实施例提供的一种控制装置的结构示意性框图；
图8是本申请实施例提供的一种拍摄系统的结构示意性框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
全景拍摄，主要是指在同一场景下，通过有规律地拍摄多个角度的单张小视角照片，然后通过算法匹配、拼接、融合，得到一张该场景下的全景照片。现有全景照片的合成需要经过较长的时间，用户体验不好。
为解决上述问题，本申请实施例提供一种全景拍摄方法、装置、系统及计算机可读存储介质，该全景拍摄方法可以应用于拍摄设备，该全景拍摄方法也可以应用于手持云台，该全景拍摄方法还可以应用于由云台和拍摄设备组成的拍摄系统，通过控制拍摄设备拍摄多个初始图像，并在控制拍摄设备拍摄每个初始图像的同时，对拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像，然后获取多个初始图像对应的多个待合成图像，并对多个待合成图像进行全景合成，得到全景照片，由于是在拍摄过程中，同时的对上一时刻拍摄到的初始图像进行缩放处理，不需要等拍摄结束之后才开始对初始图像进行处理，能够极大的减少全景照片的合成时间，提高用户体验。
例如，用户手动的移动拍摄设备拍摄全景照片时，拍摄设备拍摄多个初始图像，并在拍摄每个初始图像的同时，拍摄设备对上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像，然后获取多个初始图像对应的多个待合成图像，并对多个待合成图像进行全景合成，得到全景照片，由于是在拍摄过程中，同时的对上一时刻拍摄到的初始图像进行缩放处理，不需要等拍摄结束之后才开始对初始图像进行处理，能够极大的减少全景照片的合成时间，提高用户体验。
请参阅图1，图1是实施本申请实施例提供的全景拍摄方法的一场景示意图。如图1所示，该场景包括手持云台100和拍摄设备200，该手持云台100包括手柄部101和设于手柄部101上的云台102。可以理解的是，拍摄设备200可以与云台102一体设置，拍摄设备为智能手机，当然也可以为其他摄像设备，例如单反相机。
其中，云台102包括三轴电机，分别为俯仰(pitch)轴电机1021、横滚(roll)轴电机1022和平移(yaw)轴电机1023，用于调整搭载于云台102上的拍摄设备200的平衡姿态，以便随时随地拍摄出高精度的稳定画面。
其中，云台102上设置有惯性测量单元(Inertial measurement unit，IMU)，可例如为加速度计或陀螺仪中的至少一种，可以用于测量云台102的姿态和加速度等，以便根据姿态调整云台102的姿态。
在一实施例中，手柄部101上也设置有惯性测量单元(Inertial measurementunit，IMU)，例如包括加速度计或陀螺仪中的至少一种，可以用于测量手柄部101的姿态和加速度等，以便根据手柄部101的姿态和云台102的姿态调整云台102的姿态。
其中，手柄部101上还设有操作控键，以便用户操作该操作控键以控制云台102或搭载于云台102上的拍摄设备。该操作控键可例如为按键、扳机、旋钮或者摇杆等，当然也包括其他形式的物理按键。比如，摇杆可以用于控制三个转轴的运动，进而控制云台102的运动。
可选的，手持云台100可以通过控制线与拍摄设备200连接，以调节搭载于云台102上的拍摄设备200的拍摄参数。该控制线例如为快门线。此处不限定快门线的种类，例如，该快门线可以是通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)，该拍摄参数例如为拍摄设备的跟焦参数、变焦参数、跟焦参数和拍摄模式等。
其中，手持云台100包括控制装置，当用户开启手持云台的全景拍摄模式时，控制装置用于控制拍摄设备拍摄多个初始图像，并在控制拍摄设备拍摄每个初始图像的同时，对拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像，然后获取多个初始图像对应的多个待合成图像，并对多个待合成图像进行全景合成，得到全景照片，由于是在拍摄过程中，同时的对上一时刻拍摄到的初始图像进行缩放处理，不需要等拍摄结束之后才开始对初始图像进行处理，能够极大的减少全景照片的合成时间，提高用户体验。
请参阅图2，图2是实施本申请实施例提供的全景拍摄方法的另一场景示意图，如图2所示，该场景包括可移动平台10、云台20和拍摄设备30，可移动平台10与云台20电连接，拍摄设备30搭载于云台20，云台20也可以与拍摄设备30一体化设置，拍摄设备30可以为单反相机，也可以为智能手机。
其中，云台20包括三轴电机，分别为平移轴电机21、俯仰轴电机22和横滚轴电机23，用于调整搭载于云台20上的拍摄设备30的平衡姿态，以便随时随地拍摄出高精度的稳定画面。
其中，可移动平台10包括控制装置，控制装置用于控制拍摄设备拍摄多个初始图像，并在控制拍摄设备拍摄每个初始图像的同时，对拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像，然后获取多个初始图像对应的多个待合成图像，并对多个待合成图像进行全景合成，得到全景照片，由于是在拍摄过程中，同时的对上一时刻拍摄到的初始图像进行缩放处理，不需要等拍摄结束之后才开始对初始图像进行处理，能够极大的减少全景照片的合成时间，提高用户体验。
其中，可移动平台10包括无人机、无人驾驶汽车和可移动机器人，无人机可以是旋翼飞机。在某些情形下，无人机可以是可包括多个旋翼的多旋翼飞行器。多个旋翼可旋转而为无人机产生提升力。旋翼可以是推进单元，可使得无人机在空中自由移动。旋翼可按相同速率旋转和/或可产生相同量的提升力或推力。旋翼可按不同的速率随意地旋转，产生不同量的提升力或推力和/或允许无人机旋转。在某些情形下，在无人机上可提供一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多个旋翼。这些旋翼可布置成其旋转轴彼此平行。在某些情形下，旋翼的旋转轴可相对于彼此呈任意角度，从而可影响无人机的运动。
无人机可包括多个旋翼。旋翼可连接至无人机的本体，无人机的本体可包含控制单元、惯性测量单元(inertial measuring unit，IMU)、处理器、电池、电源和/或其他传感器。旋翼可通过从本体中心部分分支出来的一个或多个臂或延伸而连接至本体。例如，一个或多个臂可从无人机的中心本体放射状延伸出来，而且在臂末端或靠近末端处可具有旋翼。示例性的，无人机可例如为四旋翼无人机、六旋翼无人机、八旋翼无人机。当然，也可以是固定翼无人机，还可以是旋翼型与固定翼无人机的组合，在此不作限定。
以下，将结合图1、图2中的场景对本申请的实施例提供的全景拍摄方法进行详细介绍。需知，图1、图2中的场景仅用于解释本申请实施例提供的全景拍摄方法，但并不构成对本申请实施例提供的全景拍摄方法应用场景的限定。
请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种全景拍摄方法的步骤示意流程图。该全景拍摄方法可以应用于控制装置，该控制装置用于控制拍摄设备，以减少全景照片的合成时间，提高用户体验。
如图3所示，该全景拍摄方法包括步骤S101至步骤S103。
S101、控制所述拍摄设备拍摄多个初始图像。
当拍摄设备处于全景拍摄模式时，用户点击拍摄设备上的拍摄图标后，手动的平移拍摄设备按照设定的轨迹移动，在移动过程中当拍摄设备达到轨迹上的多个拍摄点中的任一拍摄点时，控制拍摄设备拍照，得到初始图像，使得用户按照设定的轨迹平移拍摄设备后，可以控制拍摄设备拍摄得到多个初始图像。
在一实施例中，如图4所示，步骤S101可以包括子步骤S1011至S1013。
S1011、获取全景拍摄轨迹。
其中，拍摄设备可以搭载于云台，该云台可以是手持云台，也可以是搭载于可移动平台上的云台，本申请实施例对此不做具体限定。
在一实施例中，获取全景拍摄指令，并根据该全景拍摄指令，获取全景拍摄轨迹，例如，根据该全景拍摄指令，从存储器中获取预设轨迹，并将预设轨迹作为全景拍摄轨迹。其中，该全景拍摄指令的获取方式可以包括：响应于用户对拍摄设备显示的拍摄图标的触控操作，触发全景拍摄指令；或，响应于用户对全景拍摄按键的按压操作，触发全景拍摄指令，其中，云台与一手柄部连接，该全景拍摄按键设于手柄部；或控制终端响应于对控制终端显示的拍摄图标的触控操作，触发全景拍摄指令，并将该全景拍摄指令发送至可移动平台，可移动平台的控制装置获取该全景拍摄指令，其中，控制终端与可移动平台通信连接，控制终端用于控制可移动平台。
在一实施例中，该云台与控制装置通讯连接，控制装置设有显示装置，获取全景拍摄轨迹的方式可以为：控制显示装置显示全景拍摄轨迹选择页面，其中，全景拍摄轨迹选择页面包括多条候选全景拍摄轨迹；获取被用户选择的候选全景拍摄轨迹，并将被用户选择的候选全景拍摄轨迹作为全景拍摄轨迹。通过显示多条候选全景拍摄轨迹，便于用户基于需求自行选择合适的全景拍摄轨迹，提高用户体验。
在一实施例中，控制终端显示全景拍摄轨迹选择页面，其中，全景拍摄轨迹选择页面包括多条候选全景拍摄轨迹；获取被用户选择的候选全景拍摄轨迹，并将用户选择的候选全景拍摄轨迹作为待使用的全景拍摄轨迹发送至可移动平台，可移动平台接收控制终端发送的全景拍摄轨迹，便于控制装置后续能够基于该全景拍摄轨迹控制搭载于可移动平台上的云台转动，使得拍摄设备的运动轨迹为全景拍摄轨迹。
在一实施例中，该全景拍摄轨迹选择页面包括轨迹规划图标，获取全景拍摄轨迹的方式还可以为：响应于用户对轨迹规划图标的触发操作，控制显示装置显示全景拍摄轨迹的角度范围设置弹窗；获取用户在角度范围设置弹窗内输入的角度范围，并根据角度范围规划全景拍摄轨迹。其中，角度范围包括水平方向的角度范围和俯仰方向的角度范围，例如，水平方向的最大角度范围为：水平方向0°至360°、俯仰方向的最大角度范围为0°至360°。通过显示全景拍摄轨迹的角度范围设置弹窗，便于用户按照需要自行设置全景拍摄轨迹的角度范围，使得控制装置能够基于角度范围规划全景拍摄轨迹。
S1012、根据所述全景拍摄轨迹，控制所述云台转动，使得所述拍摄设备的运动轨迹为所述全景拍摄轨迹。
在获取到全景拍摄轨迹后，基于该全景拍摄轨迹，控制云台转动，从而带动搭载于云台上的拍摄设备运动，使得拍摄设备的运动轨迹可以为全景拍摄轨迹。通过全景拍摄轨迹自动的控制云台运动，以使拍摄设备的运动轨迹为全景拍摄轨迹，不需要用户手动的移动拍摄设备，保证拍摄设备拍摄得到的初始图像为清晰的图像，也便于用户拍摄全景照片，提高用户体验。
在一实施例中，根据该全景拍摄轨迹，控制云台转动的方式可以为：获取云台在全景拍摄轨迹的起点处的目标姿态；调整云台的姿态，并在云台的姿态为目标姿态时，控制云台按照全景拍摄轨迹转动。或者，获取云台在全景拍摄轨迹的终点处的目标姿态；调整云台的姿态，并在云台的姿态为目标姿态时，控制云台按照全景拍摄轨迹转动。通过调整云台的姿态，使得云台的姿态为在全景拍摄轨迹的起点或终点处的姿态时，控制云台按照全景拍摄轨迹转动，可以提高全景拍摄的成像效果。
在一实施例中，根据该全景拍摄轨迹，控制云台转动的方式可以为：根据该全景拍摄轨迹，确定云台的待转动的目标电机的转动参数，并根据该目标电机的转动参数，控制目标电机转动，从而带动搭载于云台上的拍摄设备运动，使得拍摄设备的运动轨迹为该全景拍摄轨迹。其中，该目标电机包括云台的平移轴电机、俯仰轴电机和横滚轴电机中的至少一项，该转动参数包括目标电机的关节角的转动速度、转动起始位置的关节角和转动停止位置的关节角等。
S1013、在控制所述云台转动的过程中，当所述云台的转动角度达到所述全景拍摄轨迹对应的多个拍摄角度中的任一角度时，控制所述拍摄设备拍照，得到所述初始图像。
在控制云台转动的过程中，确定云台的转动角度是否达到全景拍摄轨迹对应的多个拍摄角度中的任一角度，当云台的转动角度达到全景拍摄轨迹对应的多个拍摄角度中的任一角度时，控制拍摄设备拍照，得到初始图像，使得云台停止转动后能够得到多个拍摄角度对应的多个初始图像。
在一实施例中，多个拍摄角度是根据拍摄设备的视场角和全景拍摄轨迹的角度范围确定的，例如，拍摄设备的视场角为45°×50°，全景拍摄轨迹的角度范围为水平方向0-270°，则多个拍摄角度可以为0°、45°、90°、135°、180°、225°和270°，也即云台的转动角度分别达到0°、45°、90°、135°、180°、225°和270°时，拍摄一张初始图像，从而得到7张初始图像。
在一实施例中，多个拍摄角度是根据拍摄设备的视场角、全景拍摄轨迹的角度范围和相邻初始图像之间的重叠区域的预设比例确定的。其中，相邻初始图像之间的重叠区域的预设比例是指相邻初始图像之间的重叠区域占初始图像的比例，预设比例可根据实际情况进行设置，本申请实施例对此不做具体限定。
例如，预设比例为三分之一，拍摄设备的视场角为45°×50°，全景拍摄轨迹的角度范围为水平方向0-270°，则多个拍摄角度为0°、30°、60°、90°、120°、180°、210°、240°和270°，相邻初始图像之间的重叠区域的角度差值为15°，单张初始图像的最大角度为45°，因此，相邻初始图像之间的重叠区域占初始图像的比例为15°/45°，即三分之一。
S102、在控制所述拍摄设备拍摄每个所述初始图像的同时，对所述拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像。
例如，拍摄设备分别在拍摄角度为0°、30°、60°、90°、120°、180°、210°、240°和270°时，拍摄初始图像，则在拍摄角度为0°拍摄第一张初始图像时，上一时刻未拍摄得到初始图像，则不处理，在拍摄角度为30°拍摄第二张初始图像时，对第一张初始图像进行缩放处理，得到第一张初始图像对应的待合成图像，在拍摄角度为60°拍摄第三张初始图像时，对第二张初始图像进行缩放处理，得到第二张初始图像对应的待合成图像，在拍摄角度为120°拍摄第四张初始图像时，对第三张初始图像进行缩放处理，得到第三张初始图像对应的待合成图像，以此类推，最后对在拍摄角度为270°拍摄得到的第九张初始图像进行缩放处理，得到第九张初始图像对应的待合成图像。
在一实施例中，通过预设抗混叠插值器对拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像。其中，预设抗混叠插值器可以基于实际情况进行设置，本申请实施例对此不做具体限定。例如，预设抗混叠插值器为抗混叠的area插值器。通过抗混叠插值器对初始图像进行缩放处理，可以减少图像的锯齿效应和摩尔纹效应，提高图像的画质。
S103、获取所述多个初始图像对应的多个所述待合成图像，并对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片。
在一实施例中，在对初始图像进行缩放处理，得到待合成图像后，将待合成图像缓存至内存中，从内存中获取多个初始图像对应的多个待合成图像，并对多个待合成图像进行全景合成，得到全景照片。由于现有的全景合成算法是将初始图像存储在磁盘中，因此几乎任何涉及使用图像信息的操作(例如获取图像像素或获取原图的尺寸)，都是通过文件名从磁盘中重新读取初始图像并解码来完成的，需要频繁的读写磁盘，容易造成阻塞，全景合成耗时较长，而通过将待合成图像缓存至内存中，原本需要进行初始图像读取的步骤都可以改为从缓存读取待合成图像，减少了与磁盘的交互，节约了大量时间，同时，缩放后的待合成图像相比初始图像的体积很小，也不会对内存带来压力。
在一实施例中，对多个待合成图像的亮度进行归一化处理，得到多个目标图像；对多个目标图像进行全景合成，得到全景照片。通过对多个待合成图像的亮度进行归一化处理，使得归一化得到的多个目标图像的亮度统一，减轻由于待合成图像本身亮度不均匀导致全景照片的明暗变化明显的问题，以提高全景照片的画质。
在一实施例中，对多个待合成图像的亮度进行归一化处理，得到多个目标图像的方式可以为：获取相邻的每两个待合成图像之间的重叠图像区域的亮度；根据相邻的每两个待合成图像之间的重叠图像区域的亮度，确定每个待合成图像的亮度增益系数；根据每个待合成图像的亮度增益系数，对各自对应的待合成图像的亮度进行归一化处理，即确定待合成图像的亮度增益系数与待合成图像的亮度的乘积，得到目标亮度，并将待合成图像的亮度设置为该目标亮度。亮度增益系数包括亮度的正增益系数和亮度的负增益系数，亮度的正增益系数用于提高待合成图像的亮度，负增益系数用于降低待合成图像的亮度。
在一实施例中，根据相邻的每两个待合成图像之间的重叠图像区域的亮度，确定每个待合成图像的亮度增益系数的方式可以为：根据相邻的每两个待合成图像之间的重叠图像区域的亮度，确定亮度平均值；根据亮度平均值和每个待合成图像的亮度，确定每个待合成图像的亮度增益系数。
在一实施例中，此外，在合成全景照片的过程中，也可以使用层数大于预设层数的拉普拉斯金字塔对待合成图像进行合成，减轻由于待合成图像本身亮度不均匀导致全景照片的明暗变化明显的问题，以提高全景照片的画质，此外，在合成全景照片的过程中，将拉普拉斯金字塔部分的存储和运算的精度调整为16bit浮点数，以减少合成时的峰值内存消耗，便于合成全景照片。
在一实施例中，获取相邻的每两个待合成图像之间的重叠图像区域内的多个特征点匹配对；根据每个重叠图像区域内的多个特征点匹配对，确定每个待合成图像的焦距和外参矩阵；根据每个待合成图像的焦距和外参矩阵，确定多个待合成图像之间的相对位置关系；根据多个待合成图像之间的相对位置关系，对多个待合成图像进行全景合成，得到全景照片。由于现有的全景合成算法，是在相机光心不变的情况下进行的，也即在确定待合成图像之间的相对位置关系时，多个待合成图像的焦距是固定不变的已知量，不需要求解，但在实际拍摄时，会存在小范围的视差，如果按照相同的焦距确定待合成图像之间的相对位置关系，后续基于待合成图像之间的相对位置关系合成全景照片时，会出现拼接错位等情况，严重影响全景照片的合成效果，而通过自适应的确定每个待合成图像的焦距和外参矩阵，再根据每个待合成图像的焦距和外参矩阵确定多个待合成图像之间的相对位置关系，对多个待合成图像进行全景合成，减少拼接错位等情况，可以得到效果好的全景照片。
在一实施例中，根据多个特征点匹配对，确定待合成图像的焦距和外参矩阵的方式可以为：根据多个特征点匹配对和最优化方程，确定待合成图像的焦距和外参矩阵，即将每个特征点匹配对，代入最优化方程求解焦距和外参矩阵，以确定待合成图像的最优的焦距和外参矩阵。
其中，最优化方程为
Figure BDA0003129310860000101
(x1,y1)和(x2,y2)为一个特征点匹配对，C1为相邻的两个待合成图像中的一个待合成图像的内参矩阵，且
Figure BDA0003129310860000102
Figure BDA0003129310860000103
和
Figure BDA0003129310860000104
分别为一个待合成图像的横向焦距和纵向焦距，
Figure BDA0003129310860000105
为光心中心点在一个待合成图像的映射位置，
Figure BDA0003129310860000106
为另一个待合成图像的内参矩阵的逆矩阵，且
Figure BDA0003129310860000107
Figure BDA0003129310860000108
和
Figure BDA0003129310860000109
分别为另一个待合成图像的横向焦距和纵向焦距，
Figure BDA00031293108600001010
为光心中心点在另一个待合成图像的映射位置，
Figure BDA00031293108600001011
为相邻的两个待合成图像中的一个待合成图像的外参矩阵的逆矩阵，R2为另一个待合成图像的外参矩阵。
在一实施例中，对多个待合成图像进行全景合成，得到合成图像；若合成图像内存在未填充图像区域，则获取未填充图像区域周围多个像素的亮度；根据未填充图像区域周围多个像素的亮度，对未填充图像区域进行填充处理，得到全景照片。在全景合成阶段的图像融合中，使用了拉普拉斯金字塔来达到分层融合的目的，在进行融合时，将每张待合成图像展开为其各自的金字塔，并将其填入全景照片的金字塔，由于待合成图像经过映射、变形后形状变得不规则，在将所有待合成图像的金字塔填充进全景照片的金字塔后，仍有可能有一些区域是未被填充过的，其像素值为0，相当于黑色，为此，通过对未填充图像区域进行填充处理，保证全景照片中不会出现未填充图像区域，提高全景照片的合成效果。
在一实施例中，根据未填充图像区域周围多个像素的亮度，对未填充图像区域进行填充处理，得到全景照片的方式可以为：根据未填充图像区域周围多个像素的亮度，确定多个像素的亮度均值；根据亮度均值，对未填充图像区域进行填充处理，得到全景照片。例如，如图5所示，合成图像内存在未填充图像区域，且未填充图像区域位于合成图像的右下角、右上角、左上角以及左侧中部，通过对未填充图像区域进行填充处理，得到的全景照片如图6所示，该全景照片不包含未填充图像区域。通过对未填充图像区域进行填充处理，保证全景照片中不会出现未填充图像区域，提高全景照片的合成效果。
在一实施例中，在得到全景照片之后，将该全景照片发送至显示设备，显示设备接收该全景照片，并显示该全景照片和图像裁切图标，然后响应于用户对该图像裁切图标的触发操作，对该全景照片进行裁切。目前的全景照片裁切主要是由控制装置自动完成，但裁切得到的照片不一定符合用户的需求，还会导致裁切得到的照片为不规则形状的长条形，而通过显示全景照片和图像裁切图标，使得用户可以自行裁切全景照片，极大地提高了用户体验。
上述实施例提供的全景拍摄方法，通过控制拍摄设备拍摄多个初始图像，并在控制拍摄设备拍摄每个初始图像的同时，对拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像，然后获取多个初始图像对应的多个待合成图像，并对多个待合成图像进行全景合成，得到全景照片，由于是在拍摄过程中，同时的对上一时刻拍摄到的初始图像进行缩放处理，不需要等拍摄结束之后才开始对初始图像进行处理，能够极大的减少全景照片的合成时间，提高用户体验。
请参阅图7，图7是本申请实施例提供的一种控制装置的结构示意性框图。
如图7所示，该控制装置300包括处理器301和存储器302，处理器301和存储器302通过总线303连接，该总线303比如为I2C(Inter-integrated Circuit)总线。该控制装置300用于控制拍摄设备。
具体地，处理器301可以是微控制单元(Micro-controller Unit，MCU)、中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)或数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)等。
具体地，存储器302可以是Flash芯片、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)磁盘、光盘、U盘或移动硬盘等。
其中，所述处理器301用于运行存储在存储器302中的计算机程序，并在执行所述计算机程序时实现如下步骤：
控制所述拍摄设备拍摄多个初始图像；
在控制所述拍摄设备拍摄每个所述初始图像的同时，对所述拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像；
获取所述多个初始图像对应的多个所述待合成图像，并对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片。
在一实施例中，所述对所述拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像，包括：
通过预设抗混叠插值器对所述拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像。
在一实施例中，对所述拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像之后，还包括：
将所述待合成图像缓存至内存中；
所述获取所述多个初始图像对应的多个所述待合成图像，包括：
从所述内存中获取所述多个初始图像对应的多个所述待合成图像。
在一实施例中，所述拍摄设备搭载于云台，所述控制所述拍摄设备拍摄多个初始图像，包括：
获取全景拍摄轨迹；
根据所述全景拍摄轨迹，控制所述云台转动，使得所述拍摄设备的运动轨迹为所述全景拍摄轨迹；
在控制所述云台转动的过程中，当所述云台的转动角度达到所述全景拍摄轨迹对应的多个拍摄角度中的任一角度时，控制所述拍摄设备拍照，得到所述初始图像。
在一实施例中，所述获取全景拍摄轨迹，包括：
将预设轨迹作为所述全景拍摄轨迹。
在一实施例中，所述云台与所述控制装置通讯连接，所述控制装置设有显示装置，所述获取全景拍摄轨迹，包括：
控制所述显示装置显示全景拍摄轨迹选择页面，其中，所述全景拍摄轨迹选择页面包括多条候选全景拍摄轨迹；
获取被用户选择的所述候选全景拍摄轨迹，并将被用户选择的所述候选全景拍摄轨迹作为所述全景拍摄轨迹。
在一实施例中，所述全景拍摄轨迹选择页面包括轨迹规划图标，所述获取全景拍摄轨迹，包括：
响应于用户对所述轨迹规划图标的触发操作，控制所述显示装置显示全景拍摄轨迹的角度范围设置弹窗；
获取用户在所述角度范围设置弹窗内输入的角度范围，并根据所述角度范围规划全景拍摄轨迹。
在一实施例中，所述根据所述全景拍摄轨迹，控制所述云台转动，包括：
获取所述云台在所述全景拍摄轨迹的起点处的目标姿态；
调整所述云台的姿态，并在所述云台的姿态为所述目标姿态时，控制所述云台按照所述全景拍摄轨迹转动。
在一实施例中，所述多个拍摄角度是根据所述拍摄设备的视场角和所述全景拍摄轨迹的角度范围确定的。
在一实施例中，所述多个拍摄角度是根据所述拍摄设备的视场角、所述全景拍摄轨迹的角度范围和相邻初始图像之间的重叠区域的预设比例确定的。
在一实施例中，所述对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片，包括：
对多个所述待合成图像的亮度进行归一化处理，得到多个目标图像；
对所述多个目标图像进行全景合成，得到全景照片。
在一实施例中，所述对多个所述待合成图像的亮度进行归一化处理，包括：
获取相邻的每两个所述待合成图像之间的重叠图像区域的亮度；
根据相邻的每两个所述待合成图像之间的重叠图像区域的亮度，确定每个所述待合成图像的亮度增益系数；
根据每个所述待合成图像的亮度增益系数，对各自对应的所述待合成图像的亮度进行归一化处理。
在一实施例中，所述对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片，包括：
获取相邻的每两个所述待合成图像之间的重叠图像区域内的多个特征点匹配对；
根据每个所述重叠图像区域内的多个特征点匹配对，确定每个所述待合成图像的焦距和外参矩阵；
根据每个所述待合成图像的焦距和外参矩阵，确定多个所述待合成图像之间的相对位置关系；
根据多个所述待合成图像之间的相对位置关系，对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片。
在一实施例中，所述对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片，包括：
对多个所述待合成图像进行全景合成，得到合成图像；
若所述合成图像内存在未填充图像区域，则获取所述未填充图像区域周围多个像素的亮度；
根据所述未填充图像区域周围多个像素的亮度，对所述未填充图像区域进行填充处理，得到全景照片。
在一实施例中，所述根据所述未填充图像区域周围多个像素的亮度，对所述未填充图像区域进行填充处理，得到全景照片，包括：
根据所述未填充图像区域周围多个像素的亮度，确定所述多个像素的亮度均值；
根据所述亮度均值，对所述未填充图像区域进行填充处理，得到全景照片。
在一实施例中，所述对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片之后，还包括：
将所述全景照片发送至显示设备，以供所述显示设备显示所述全景照片和图像裁切图标，并响应于用户对所述图像裁切图标的触发操作，对所述全景照片进行裁切。
需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的控制装置的具体工作过程，可以参考前述全景拍摄方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
请参阅图8，图8是本申请实施例提供的一种拍摄系统的结构示意性框图。
如图8所示，该拍摄系统400包括云台410、搭载于云台410上的拍摄设备420和控制装置430。其中，云台410通过控制线与拍摄设备420连接，云台410与控制装置430连接，该控制装置430可以用于控制拍摄设备420，该控制装置430也可以用于控制云台410。
在一实施例中，云台410与手柄部连接，控制装置430设置在手柄部上。
在一实施例中，云台410搭载在可移动平台上，控制装置430还用于控制可移动平台的移动。
需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的拍摄系统的具体工作过程，可以参考前述全景拍摄方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序中包括程序指令，所述处理器执行所述程序指令，实现上述实施例提供的全景拍摄方法的步骤。
其中，所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的控制装置的内部存储单元，例如所述控制装置的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述控制装置的外部存储设备，例如所述控制装置上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart MediaCard，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。
应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (36)

1.一种全景拍摄方法，其特征在于，应用于控制装置，所述控制装置用于控制拍摄设备，所述方法包括：
控制所述拍摄设备拍摄多个初始图像；
在控制所述拍摄设备拍摄每个所述初始图像的同时，对所述拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像；
获取所述多个初始图像对应的多个所述待合成图像，并对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片。
2.根据权利要求1所述的全景拍摄方法，其特征在于，所述对所述拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像，包括：
通过预设抗混叠插值器对所述拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像。
3.根据权利要求1所述的全景拍摄方法，其特征在于，所述对所述拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像之后，还包括：
将所述待合成图像缓存至内存中；
所述获取所述多个初始图像对应的多个所述待合成图像，包括：
从所述内存中获取所述多个初始图像对应的多个所述待合成图像。
4.根据权利要求1所述的全景拍摄方法，其特征在于，所述拍摄设备搭载于云台，所述控制所述拍摄设备拍摄多个初始图像，包括：
获取全景拍摄轨迹；
根据所述全景拍摄轨迹，控制所述云台转动，使得所述拍摄设备的运动轨迹为所述全景拍摄轨迹；
在控制所述云台转动的过程中，当所述云台的转动角度达到所述全景拍摄轨迹对应的多个拍摄角度中的任一角度时，控制所述拍摄设备拍照，得到所述初始图像。
5.根据权利要求4所述的全景拍摄方法，其特征在于，所述获取全景拍摄轨迹，包括：
将预设轨迹作为所述全景拍摄轨迹。
6.根据权利要求4所述的全景拍摄方法，其特征在于，所述云台与所述控制装置通讯连接，所述控制装置设有显示装置，所述获取全景拍摄轨迹，包括：
控制所述显示装置显示全景拍摄轨迹选择页面，其中，所述全景拍摄轨迹选择页面包括多条候选全景拍摄轨迹；
获取被用户选择的所述候选全景拍摄轨迹，并将被用户选择的所述候选全景拍摄轨迹作为所述全景拍摄轨迹。
7.根据权利要求6所述的全景拍摄方法，其特征在于，所述全景拍摄轨迹选择页面包括轨迹规划图标，所述获取全景拍摄轨迹，包括：
响应于用户对所述轨迹规划图标的触发操作，控制所述显示装置显示全景拍摄轨迹的角度范围设置弹窗；
获取用户在所述角度范围设置弹窗内输入的角度范围，并根据所述角度范围规划全景拍摄轨迹。
8.根据权利要求4所述的全景拍摄方法，其特征在于，所述根据所述全景拍摄轨迹，控制所述云台转动，包括：
获取所述云台在所述全景拍摄轨迹的起点处的目标姿态；
调整所述云台的姿态，并在所述云台的姿态为所述目标姿态时，控制所述云台按照所述全景拍摄轨迹转动。
9.根据权利要求4所述的全景拍摄方法，其特征在于，所述多个拍摄角度是根据所述拍摄设备的视场角和所述全景拍摄轨迹的角度范围确定的。
10.根据权利要求9所述的全景拍摄方法，其特征在于，所述多个拍摄角度是根据所述拍摄设备的视场角、所述全景拍摄轨迹的角度范围和相邻初始图像之间的重叠区域的预设比例确定的。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的全景拍摄方法，其特征在于，所述对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片，包括：
对多个所述待合成图像的亮度进行归一化处理，得到多个目标图像；
对所述多个目标图像进行全景合成，得到全景照片。
12.根据权利要求11所述的全景拍摄方法，其特征在于，所述对多个所述待合成图像的亮度进行归一化处理，包括：
获取相邻的每两个所述待合成图像之间的重叠图像区域的亮度；
根据相邻的每两个所述待合成图像之间的重叠图像区域的亮度，确定每个所述待合成图像的亮度增益系数；
根据每个所述待合成图像的亮度增益系数，对各自对应的所述待合成图像的亮度进行归一化处理。
13.根据权利要求1-10中任一项所述的全景拍摄方法，其特征在于，所述对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片，包括：
获取相邻的每两个所述待合成图像之间的重叠图像区域内的多个特征点匹配对；
根据每个所述重叠图像区域内的多个特征点匹配对，确定每个所述待合成图像的焦距和外参矩阵；
根据每个所述待合成图像的焦距和外参矩阵，确定多个所述待合成图像之间的相对位置关系；
根据多个所述待合成图像之间的相对位置关系，对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片。
14.根据权利要求1-10中任一项所述的全景拍摄方法，其特征在于，所述对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片，包括：
对多个所述待合成图像进行全景合成，得到合成图像；
若所述合成图像内存在未填充图像区域，则获取所述未填充图像区域周围多个像素的亮度；
根据所述未填充图像区域周围多个像素的亮度，对所述未填充图像区域进行填充处理，得到全景照片。
15.根据权利要求14所述的全景拍摄方法，其特征在于，所述根据所述未填充图像区域周围多个像素的亮度，对所述未填充图像区域进行填充处理，得到全景照片，包括：
根据所述未填充图像区域周围多个像素的亮度，确定所述多个像素的亮度均值；
根据所述亮度均值，对所述未填充图像区域进行填充处理，得到全景照片。
16.根据权利要求1-10中任一项所述的全景拍摄方法，其特征在于，所述对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片之后，还包括：
将所述全景照片发送至显示设备，以供所述显示设备显示所述全景照片和图像裁切图标，并响应于用户对所述图像裁切图标的触发操作，对所述全景照片进行裁切。
17.一种控制装置，其特征在于，所述控制装置用于控制拍摄设备，所述控制装置包括存储器和处理器；
所述存储器，用于存储计算机程序；
所述处理器，用于执行所述计算机程序并在执行所述计算机程序时，实现如下步骤：
控制所述拍摄设备拍摄多个初始图像；
在控制所述拍摄设备拍摄每个所述初始图像的同时，对所述拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像；
获取所述多个初始图像对应的多个所述待合成图像，并对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片。
18.根据权利要求17所述的控制装置，其特征在于，所述对所述拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像，包括：
通过预设抗混叠插值器对所述拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像。
19.根据权利要求17所述的控制装置，其特征在于，对所述拍摄设备在上一个时刻拍摄得到的初始图像进行缩放处理，得到待合成图像之后，还包括：
将所述待合成图像缓存至内存中；
所述获取所述多个初始图像对应的多个所述待合成图像，包括：
从所述内存中获取所述多个初始图像对应的多个所述待合成图像。
20.根据权利要求17所述的控制装置，其特征在于，所述拍摄设备搭载于云台，所述控制所述拍摄设备拍摄多个初始图像，包括：
获取全景拍摄轨迹；
根据所述全景拍摄轨迹，控制所述云台转动，使得所述拍摄设备的运动轨迹为所述全景拍摄轨迹；
在控制所述云台转动的过程中，当所述云台的转动角度达到所述全景拍摄轨迹对应的多个拍摄角度中的任一角度时，控制所述拍摄设备拍照，得到所述初始图像。
21.根据权利要求20所述的控制装置，其特征在于，所述获取全景拍摄轨迹，包括：
将预设轨迹作为所述全景拍摄轨迹。
22.根据权利要求20所述的控制装置，其特征在于，所述云台与所述控制装置通讯连接，所述控制装置设有显示装置，所述获取全景拍摄轨迹，包括：
控制所述显示装置显示全景拍摄轨迹选择页面，其中，所述全景拍摄轨迹选择页面包括多条候选全景拍摄轨迹；
获取被用户选择的所述候选全景拍摄轨迹，并将被用户选择的所述候选全景拍摄轨迹作为所述全景拍摄轨迹。
23.根据权利要求22所述的控制装置，其特征在于，所述全景拍摄轨迹选择页面包括轨迹规划图标，所述获取全景拍摄轨迹，包括：
响应于用户对所述轨迹规划图标的触发操作，控制所述显示装置显示全景拍摄轨迹的角度范围设置弹窗；
获取用户在所述角度范围设置弹窗内输入的角度范围，并根据所述角度范围规划全景拍摄轨迹。
24.根据权利要求20所述的控制装置，其特征在于，所述根据所述全景拍摄轨迹，控制所述云台转动，包括：
获取所述云台在所述全景拍摄轨迹的起点处的目标姿态；
调整所述云台的姿态，并在所述云台的姿态为所述目标姿态时，控制所述云台按照所述全景拍摄轨迹转动。
25.根据权利要求20所述的控制装置，其特征在于，所述多个拍摄角度是根据所述拍摄设备的视场角和所述全景拍摄轨迹的角度范围确定的。
26.根据权利要求25所述的控制装置，其特征在于，所述多个拍摄角度是根据所述拍摄设备的视场角、所述全景拍摄轨迹的角度范围和相邻初始图像之间的重叠区域的预设比例确定的。
27.根据权利要求17-26中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片，包括：
对多个所述待合成图像的亮度进行归一化处理，得到多个目标图像；
对所述多个目标图像进行全景合成，得到全景照片。
28.根据权利要求27所述的控制装置，其特征在于，所述对多个所述待合成图像的亮度进行归一化处理，包括：
获取相邻的每两个所述待合成图像之间的重叠图像区域的亮度；
根据相邻的每两个所述待合成图像之间的重叠图像区域的亮度，确定每个所述待合成图像的亮度增益系数；
根据每个所述待合成图像的亮度增益系数，对各自对应的所述待合成图像的亮度进行归一化处理。
29.根据权利要求17-26中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片，包括：
获取相邻的每两个所述待合成图像之间的重叠图像区域内的多个特征点匹配对；
根据每个所述重叠图像区域内的多个特征点匹配对，确定每个所述待合成图像的焦距和外参矩阵；
根据每个所述待合成图像的焦距和外参矩阵，确定多个所述待合成图像之间的相对位置关系；
根据多个所述待合成图像之间的相对位置关系，对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片。
30.根据权利要求17-26中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片，包括：
对多个所述待合成图像进行全景合成，得到合成图像；
若所述合成图像内存在未填充图像区域，则获取所述未填充图像区域周围多个像素的亮度；
根据所述未填充图像区域周围多个像素的亮度，对所述未填充图像区域进行填充处理，得到全景照片。
31.根据权利要求30所述的控制装置，其特征在于，所述根据所述未填充图像区域周围多个像素的亮度，对所述未填充图像区域进行填充处理，得到全景照片，包括：
根据所述未填充图像区域周围多个像素的亮度，确定所述多个像素的亮度均值；
根据所述亮度均值，对所述未填充图像区域进行填充处理，得到全景照片。
32.根据权利要求17-26中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述对多个所述待合成图像进行全景合成，得到全景照片之后，还包括：
将所述全景照片发送至显示设备，以供所述显示设备显示所述全景照片和图像裁切图标，并响应于用户对所述图像裁切图标的触发操作，对所述全景照片进行裁切。
33.一种拍摄系统，其特征在于，所述拍摄系统包括云台、搭载于所述云台上的拍摄设备和如权利要求17-32中任一项所述的控制装置。
34.根据权利要求33所述的拍摄系统，其特征在于，所述云台与手柄部连接，所述控制装置设置在所述手柄部上。
35.根据权利要求33所述的拍摄系统，其特征在于，所述云台搭载在可移动平台上，所述控制装置还用于控制所述可移动平台的移动。
36.一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存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如权利要求1-16中任一项所述的全景拍摄方法的步骤。
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