CN115311359A - 相机位姿校正方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种相机位姿校正方法、装置、电子设备及存储介质，方法包括：获取相机拍摄的图像，及图像对应的相机位姿和重力场方向，基于相机位姿对重力场方向进行变换投影，得到重力场方向在世界坐标系中的重力场方向向量，根据世界坐标系的竖轴方向与重力场方向向量的差异，对相机位姿进行校正，得到校正相机位姿，其中，世界坐标系的竖轴方向为世界坐标系中的重力场方向。本发明实施例中，根据世界坐标系的竖轴方向与重力场方向向量的差异，可以对相机位姿的姿态进行进一步地校正，从而定位出更准确的相机位姿，使基于图像构建的物品3D外观更加稳定。

Description

相机位姿校正方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及计算机技术领域，特别是涉及一种相机位姿校正方法、一种相机位姿校正装置、一种电子设备以及一种计算机存储介质。

背景技术

在某些网站平台(如二手车网站、二手物品网站等)，通常需要展示物品360度的全貌。为了展示物品的360度的全貌，现有方法中是通过绕物品一周以录制物品360度的视频。而录制视频的方式由于占用内存较大，在用户端加载的速度非常缓慢，导致用户无法流畅地切换观察角度。

为了解决上述问题，通常是使用相机绕物品一周拍摄一系列的图像，然后将这些图像上物品的中心对齐、高度对齐，以构建一个稳定的360度的物品3D外观。然而，现有技术往往缺乏对相机的位姿进行校正，无法准确地定位出相机的位姿，导致输出的物品3D外观不稳定。

发明内容

本发明实施例是提供一种相机位姿校正方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质，以解决缺乏对相机的位姿进行校正，无法准确地定位出相机的位姿，导致输出的物品3D外观不稳定的问题。

本发明实施例公开了一种相机位姿校正方法，包括：

获取相机拍摄的图像，及所述图像对应的相机位姿和重力场方向；

基于所述相机位姿将所述重力场方向进行变换投影，得到所述重力场方向在世界坐标系中的重力场方向向量；

根据所述世界坐标系的竖轴方向与所述重力场方向向量的差异，对所述相机位姿进行校正，得到校正相机位姿；其中，所述世界坐标系的竖轴方向为世界坐标系中的重力场方向。

可选地，所述图像为所述相机针对目标对象拍摄得到的若干多视角图像，获取所述图像对应的相机位姿，包括：

对所述图像进行稀疏重建，得到重建结果；

根据所述重建结果，确定所述图像对应的相机位姿。

可选地，所述根据所述世界坐标系的竖轴方向与所述重力场方向向量的差异，对所述相机位姿进行校正，得到校正相机位姿，包括：

将所述重力场方向向量调整至与所述世界坐标系的竖轴方向平行；

将调整后的所述重力场方向向量与调整前的所述重力场方向向量的向量差值，作为所述相机位姿的位姿调整参数；

根据所述位姿调整参数对所述相机位姿进行校正，得到校正相机位姿。

可选地，所述根据所述世界坐标系的竖轴方向与所述重力场方向向量的差异，对所述相机位姿进行校正，得到校正相机位姿，包括：

将所述世界坐标系的竖轴方向调整至与所述重力场方向向量平行，得到调整后的世界坐标系；

将基于所述于调整后的世界坐标系确定的所述相机的相机位姿，作为校正相机位姿。

可选地，所述图像为环拍图像，所述获取相机拍摄的图像，及所述图像对应的相机位姿和重力场方向，包括：

获取相机拍摄目标对象的多幅环拍图像，及多幅所述环拍图像对应的相机位姿和重力场方向；

在所述得到校正相机位姿之后，还包括：

根据所述校正相机位姿和多幅所述环拍图像，确定所述目标对象在所述世界坐标系内的对象中心点；

确定所述校正相机位姿与所述对象中心点之间的平均距离，以及所述校正相机位姿的平均高度；

根据所述对象中心点、所述平均距离、所述平均高度和所述环拍图像的数量确定所述相机的目标相机位姿。

可选地，所述根据所述对象中心点、所述平均距离、所述平均高度和所述环拍图像的数量确定所述相机的目标相机位姿，包括：

以所述平均距离为半径、所述对象中心点为圆心以及所述平均高度为圆的高度，确定目标圆；

在所述目标圆的圆周上确定所述数量个位置，并以所述位置作为目标相机位姿中的位置，以所述位置朝向所述圆心的方向作为所述目标相机位姿的姿态，得到所述相机的目标相机位姿；其中，所述目标圆的圆周上两两相互靠近的所述位置之间的距离相同。

可选地，在所述确定所述相机的目标相机位姿之后，还包括：

将所述目标相机位姿和其最靠近的所述校正相机位姿进行匹配，得到所述目标相机位姿与所述校正相机位姿之间的映射关系；

根据所述校正相机位姿和其对应的所述目标相机位姿，对所述环拍图像进行单应性变换处理；

根据所述校正相机位姿与所述目标中心点的距离和所述平均距离，对进行单应性变换处理后的环拍图像进行尺寸变换处理；

确定进行尺寸变换处理后的环拍图像中所述目标对象的共视区域，并对所述共视区域进行裁剪，得到所述目标对象的三维外观图像。

本发明实施例公开了一种相机位姿校正装置，包括：

图像获取模块，用于获取相机拍摄的图像，及所述图像对应的相机位姿和重力场方向；

方向投影模块，用于基于所述相机位姿将所述重力场方向进行变换投影，得到所述重力场方向在世界坐标系中的重力场方向向量；

位姿校正模块，用于根据所述世界坐标系的竖轴方向与所述重力场方向向量的差异，对所述相机位姿进行校正，得到校正相机位姿；其中，所述世界坐标系的竖轴方向为世界坐标系中的重力场方向。

可选地，所述图像为所述相机针对目标对象拍摄得到的若干多视角图像，所述图像获取模块，包括：

结果重建子模块，用于对所述图像进行稀疏重建，得到重建结果；

位姿确定子模块，用于根据所述重建结果，确定所述图像对应的相机位姿。

可选地，所述位姿校正模块，包括：

位姿调整子模块，用于将所述重力场方向向量调整至与所述世界坐标系的竖轴方向平行；

将调整后的所述重力场方向向量与调整前的所述重力场方向向量的向量差值，作为所述相机位姿的位姿调整参数；

位姿校正子模块，用于根据所述位姿调整参数对所述相机位姿进行校正，得到校正相机位姿。

可选地，所述位姿校正模块，包括：

位姿调整子模块，用于将所述世界坐标系的竖轴方向调整至与所述重力场方向向量平行，得到调整后的世界坐标系；

位姿校正子模块，用于将基于所述于调整后的世界坐标系确定的所述相机的相机位姿，作为校正相机位姿。

可选地，所述图像为环拍图像，所述图像获取模块，包括：

图像获取子模块，用于获取相机拍摄目标对象的多幅环拍图像，及多幅所述环拍图像对应的相机位姿和重力场方向；

还包括：

中心点确定子模块，用于根据所述校正相机位姿和多幅所述环拍图像，确定所述目标对象在所述世界坐标系内的对象中心点；

参数确定子模块，用于确定所述校正相机位姿与所述对象中心点之间的平均距离，以及所述校正相机位姿的平均高度；

位姿确定子模块，用于根据所述对象中心点、所述平均距离、所述平均高度和所述环拍图像的数量确定所述相机的目标相机位姿。

可选地，所述位姿确定子模块，包括：

目标圆确定单元，用于以所述平均距离为半径、所述对象中心点为圆心以及所述平均高度为圆的高度，确定目标圆；

位姿获取单元，用于在所述目标圆的圆周上确定所述数量个位置，并以所述位置作为目标相机位姿中的位置，以所述位置朝向所述圆心的方向作为所述目标相机位姿的姿态，得到所述相机的目标相机位姿；其中，所述目标圆的圆周上两两相互靠近的所述位置之间的距离相同。

可选地，还包括：

位姿匹配子模块，用于将所述目标相机位姿和其最靠近的所述校正相机位姿进行匹配，得到所述目标相机位姿与所述校正相机位姿之间的映射关系；

单应性变换处理子模块，用于根据所述校正相机位姿和其对应的所述目标相机位姿，对所述环拍图像进行单应性变换处理；

尺寸变换处理子模块，用于根据所述校正相机位姿与所述目标中心点的距离和所述平均距离，对进行单应性变换处理后的环拍图像进行尺寸变换处理；

三维外观图像获取子模块，用于确定进行尺寸变换处理后的环拍图像中所述目标对象的共视区域，并对所述共视区域进行裁剪，得到所述目标对象的三维外观图像。

本发明实施例还公开了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口以及所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现如本发明实施例所述的方法。

本发明实施例还公开了一个或多个计算机存储介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行如本发明实施例所述的方法。

本发明实施例还公开了一种计算机程序产品，该程序产品被存储在存储介质中，该计算机程序产品被至少一个处理器执行以实现如本发明实施例所述的方法。

本发明实施例包括以下优点：获取相机拍摄的图像，及图像对应的相机位姿和重力场方向，基于相机位姿对重力场方向进行变换投影，得到重力场方向在世界坐标系中的重力场方向向量，根据世界坐标系的竖轴方向与重力场方向向量的差异，对相机位姿进行校正，得到校正相机位姿，其中，世界坐标系的竖轴方向为世界坐标系中的重力场方向。根据世界坐标系的竖轴方向与重力场方向向量的差异，可以对相机位姿的姿态进行进一步地校正，从而定位出更准确的相机位姿，使基于图像构建的物品3D外观更加稳定。

附图说明

图1是本发明实施例中提供的一种相机位姿校正的步骤流程图；

图2是本发明实施例中提供的一种目标相机机位确定的步骤流程图；

图3是本发明实施例中提供的一种三维外观图像构建的步骤流程图；

图4是本发明实施例中提供的一种相机位姿校正装置的结构框图；

图5是本发明实施例中提供的一种电子设备的框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1，示出了本发明实施例中提供的一种相机位姿校正的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤102：获取相机拍摄的图像，及所述图像对应的相机位姿和重力场方向。

其中，相机可以为数码相机或手机、平板等移动终端内安装的相机应用程序等；

相机位姿为拍摄图像时相机所处的位姿，表征相机坐标系相对于世界坐标系的转换关系，包括旋转矩阵R和平移矩阵T。相机的相机位姿可以通过多种方式得到，具体根据实际的需要进行设置，如可以通过对相机进行标定确定相机的相机位姿，或者通过对多幅图像进行稀疏重建，确定多幅图像对应的相机位姿，本发明实施例对此不加以限制；

重力场方向为相机在拍摄图像时相机的重力方向，也就是真实世界的重力方向，重力场方向可以通过相机中自带加速度计、磁力计等传感器读取得到。

具体地，获取相机拍摄的图像，以及拍摄该图像时相机的位姿和相机的重力场方向。

步骤104：基于所述相机位姿将所述重力场方向进行变换投影，得到所述重力场方向在世界坐标系中的重力场方向向量。

具体地，基于图像对应的相机的相机位姿，对图像对应的相机的重力场方向进行投影变换，可以得到重力场方向在世界坐标系中的重力场方向向量。

步骤106：根据所述世界坐标系的竖轴方向与所述重力场方向向量的差异，对所述相机位姿进行校正，得到校正相机位姿。

其中，世界坐标系由三个互相垂直并相交的坐标轴X(横轴)，Y(竖轴)，Z(纵轴)组成，其中，竖轴的方向为世界坐标系中的重力场方向。

具体地，在将重力场方向转换至世界坐标系中，得到重力场方向在世界坐标系中的重力场方向向量之后，可以通过比对世界坐标系的竖轴方向与重力场方向向量的方向之间的差异，并根据世界坐标系的竖轴方向与重力场方向向量的方向之间的差异对相机位姿进行校正，从而可以实现对相机位姿的垂直方向进行校正，即对相机位姿的姿态进行校正，得到校正相机位姿。

在上述相机位姿校正方法中，获取相机拍摄的图像，及图像对应的相机位姿和重力场方向，基于相机位姿对重力场方向进行变换投影，得到重力场方向在世界坐标系中的重力场方向向量，根据世界坐标系的竖轴方向与重力场方向向量的差异，对相机位姿进行校正，得到校正相机位姿，其中，世界坐标系的竖轴方向为世界坐标系中的重力场方向。根据世界坐标系的竖轴方向与重力场方向向量的差异，可以对相机位姿的姿态进行进一步地校正，从而定位出更准确的相机位姿，使基于图像构建的物品3D外观更加稳定。

在上述实施例的基础上，提出了上述实施例的变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。

在一示例性实施例中，所述图像为所述相机针对目标对象拍摄得到的若干多视角图像，所述获取所述图像对应的相机位姿步骤，包括：对所述图像进行稀疏重建，得到重建结果；根据所述重建结果，确定所述图像对应的相机位姿。

具体地，在获取到多幅针对一对象的若干多视角图像之后，可以对多幅图像进行稀疏重建，以得到重建结果。作为示例，稀疏重建的方法可以为：开源的slam算法，例如orb-slam、openslam等。也可以为用于稀疏重建的colmap等。

多幅图像进行稀疏重建得到重建结果之后，可以根据重建结果确定出多幅图像对应的相机位姿。

需要说明的是，上述稀疏重建方式为现有技术中常用的稀疏重建方式，本示例对于该实现过程不再加以赘述。

根据世界坐标系的竖轴方向与重力场方向向量的差异，对相机位姿进行校正的方式可以多种，具体如下：

在一示例性实施例中，所述根据所述世界坐标系的竖轴方向与所述重力场方向向量的差异，对所述相机位姿进行校正，得到校正相机位姿，包括：将所述重力场方向向量调整至与所述世界坐标系的竖轴方向平行；将调整后的所述重力场方向向量与调整前的所述重力场方向向量的向量差值，作为所述相机位姿的位姿调整参数；根据所述位姿调整参数对所述相机位姿进行校正，得到校正相机位姿。

具体地，在将重力场方向转换至世界坐标系中，得到重力场方向在世界坐标系中的重力场方向向量之后，可以将重力场方向向量调整至与世界坐标系的竖轴方向平行，并将调整后的所述重力场方向向量与调整前的所述重力场方向向量的向量差值，即重力场方向向量的位姿调整参数，作为所述相机位姿的位姿调整参数，其中，重力场方向向量的位姿调整参数可以用于表示相机位姿与相机实际位姿之间旋转差值，因此可以按照该旋转差值(位姿调整参数)对相机位姿中的旋转矩阵进行调整，得到校正相机位姿。

在上述示例性实施例中，可以通过将重力场方向向量调整至与世界坐标系的竖轴方向平行，得到重力场方向向量的位姿调整参数，并按照该位姿调整参数对相机位姿进行调整，从而对相机位姿进行校正，定位出更准确的相机位姿，使基于图像构建的物品3D外观更加稳定。

在另一示例性实施例中，所述根据所述世界坐标系的竖轴方向与所述重力场方向向量的差异，对所述相机位姿进行校正，得到校正相机位姿，包括：将所述世界坐标系的竖轴方向调整至与所述重力场方向向量平行，得到调整后的世界坐标系；将基于所述于调整后的世界坐标系确定的所述相机的相机位姿，作为校正相机位姿。

具体地，除了采用将重力场方向向量调整至与世界坐标系的竖轴方向平行的方式对相机位姿进行校正，还可以采用将世界坐标系的竖轴方向调整至与重力场方向向量平行，在将世界坐标系的竖轴方向调整至与重力场方向向量平行之后，相机坐标系并不会跟随改变，因此，调整后的世界坐标系与相机坐标系之间的转换关系(旋转矩阵和平移矩阵)就发生了改变，那么此时调整后的世界坐标系与相机坐标系之间的转换关系就为校正相机位姿，即根据调整后的世界坐标系的确定的相机位姿为校正相机位姿。

在上述示例性实施例中，可以通过将世界坐标系的竖轴方向调整至与重力场方向向量平行，重新确定调整后的世界坐标系与相机坐标系之间的转换关系，从而实现对相机位姿进行校正，定位出更准确的相机位姿，使基于图像构建的物品3D外观更加稳定。

在一示例性实施例中，所述图像为环拍图像，所述获取相机拍摄的图像，及所述图像对应的相机位姿和重力场方向，包括：获取相机拍摄目标对象的多幅环拍图像，及多幅所述环拍图像对应的相机位姿和重力场方向。

其中，目标对象可以为车辆、展览品(如古董、器皿等)等对象，具体地，对于目标对象的具体类型可以根据业务需求而定，本实施例对此不加以限制。

多幅环拍图像是指绕目标对象一周对目标对象进行拍摄得到的图像，在本示例中，多幅环拍图像中相邻两幅环拍图像之间存在重叠图像区域，即多幅环拍图像中任意两幅相邻图像均为重叠的图像。

在拍摄目标对象的环拍图像时应注意以下三点拍摄要求：

1、在拍摄环拍图像时，不能离目标对象太近；距离太近，目标对象在图像上占的比例比较大，对环拍图像进行裁切时，会出现黑边现象。

2、在拍摄过程中，目标对象应尽量靠近图像的中心；如果目标对象偏离图像中心严重，对图像进行单应性变换并对齐目标对象在图像上的中心后，所有图像的重叠部分可能会非常小，导致环拍图像进行裁切后会出现黑边；

3、拍摄的环拍图像应尽量清晰。

在构建目标对象的3D外观图像时，可以绕目标对象一周对目标对象进行图像拍摄，以得到目标对象的多幅环拍图像。

在得到目标对象的多幅环拍图像之后，可以根据多幅环拍图像确定目标相机的相机位姿。其中，目标相机为拍摄多幅环拍图像的相机。

在所述得到校正相机位姿之后，可以基于校正相机位姿确定出相机的理想相机位姿(目标相机位姿)，具体地，可以结合图2进行如下详细描述。

参照图2，示出了本发明实施例中提供的一种目标相机机位确定的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤202：根据所述校正相机位姿和多幅所述环拍图像，确定所述目标对象在所述世界坐标系内的对象中心点。

具体地，在获取到多幅环拍图像和校正相机位姿之后，可以根据相机位姿和多幅环拍图像确定出目标对象在世界坐标系内的对象中心点。作为示例，可以采用下述方式获取目标对象在世界坐标系内的对象中心点，先通过目标检测确定环拍图像中的目标对象，通过环拍图像对应的相机的外部参数(校正相机位姿)和内部参数，将目标对象进行投影变换，得到目标对象在世界坐标系中的投影区域，确定环拍图像中目标对象在世界坐标系中的投影区域的重叠区域，将该重叠区域的中心点作为对象在世界坐标系内的对象中心点。

其中，相机的内部参数为相机自身特性相关的参数，比如相机的焦距、像素大小等，为在先标定得到。

步骤204：确定所述校正相机位姿与所述对象中心点之间的平均距离，以及所述校正相机位姿的平均高度。

具体地，在获取到目标对象在世界坐标系内的对象中心点之后，获取各环拍图像对应的相机位姿与对象中心点之间的距离，并计算相机位姿与对象中心点之间的平均距离。同时从校正相机位姿获取相机的高度，并计算出各环拍图像对应的相机的平均高度。

步骤206：根据所述对象中心点、所述平均距离、所述平均高度和所述环拍图像的数量确定所述相机的目标相机位姿。

具体地，在得到目标对象在世界坐标系内的对象中心点、相机位姿与对象中心点之间的平均距离、校正相机位姿的平均高度之后，可以根据对象中心点、平均距离，平均高度和环拍图像的数量确定相机的目标相机位姿。

在一示例性实施例中，所述步骤206，包括：以所述平均距离为半径、所述对象中心点为圆心以及所述平均高度为圆的高度，确定目标圆；在所述目标圆的圆周上确定所述数量个位置，并以所述位置作为目标相机位姿中的位置，以所述位置朝向所述圆心的方向作为所述目标相机位姿的姿态，得到所述相机的目标相机位姿。

其中，目标圆的圆周上两两相互靠近的位置之间的距离相同。

具体地，可以以对象中心点作为圆心，平均距离作为半径，平均高度作为圆的空间高度，作一个目标圆，并根据环拍图像的数量在目标圆的圆周上均匀地确定出数量个位置，作为示例，环拍图像的数量为24个时，可以从目标圆的圆周上确定出24个位置，且圆周上任意相邻的两个位置的圆周角为15度，因此，目标圆的圆周上两两相互靠近的位置之间的距离相同。然后以圆周上的位置作为目标相机位姿中的位置(平移矩阵)，以该位置朝向圆心的方向作为目标相机位姿的姿态(旋转矩阵)，从而确定出目标相机位姿(理想相机位姿)。

在上述示例性实施例中，通过结合相机与对象中心点之间的平均距离、平均相机高度和环拍图像的数量，可以获取到相机的理想相机位姿(目标相机位姿)，而根据该理想相机位姿构建目标对象的3D外观图像，能够极大地提升3D外观图像的构建效果。

在得到相机的理想相机位姿之后，还可以基于理想相机机位构建目标对象的3D外观图像，具体地，可以结合图3进行如下详细描述。

参照图3，示出了本发明实施例中提供的一种三维外观图像构建的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤302：将所述目标相机位姿和其最靠近的所述校正相机位姿进行匹配，得到所述目标相机位姿与所述校正相机位姿之间的映射关系。

具体地，在得到相机的目标相机位姿之后，对目标相机位姿和校正相机位姿进行两两匹配，建立最靠近的目标相机位姿和校正相机位姿的映射关系。

步骤304：根据所述校正相机位姿和其对应的所述目标相机位姿，对所述环拍图像进行单应性变换处理。

具体地，在目标相机位姿和校正相机位姿匹配完成后，根据校正相机位姿和其对应的目标相机位姿计算出单应性矩阵，根据单应性矩阵将对应的环拍图像从校正相机位姿变换到理想相机位姿下，实现对环拍图像进行单应性变换处理。

步骤306：根据所述校正相机位姿与所述目标中心点的距离和所述平均距离，对进行单应性变换处理后的环拍图像进行尺寸变换处理。

具体地，在对环拍图像进行单应性变换处理之后，根据校正相机位姿与所述目标中心点的距离和平均距离计算出尺寸变换矩阵，根据尺寸变换矩阵对环拍图像进行尺寸变换处理。

步骤308：确定进行尺寸变换处理后的环拍图像中所述目标对象的共视区域，并对所述共视区域进行裁剪，得到所述目标对象的三维外观图像。

具体地，在对环拍图像进行尺寸变换处理之后，可以获取尺寸变换后的每幅环拍图像的mask(掩膜)，并确定出所有环拍图像的mask的重叠区域(共视区域)，然后在这个重叠区域中，确定目标对象的内接矩形，基于内接矩阵进行裁剪，输出得到目标对象的3D外观图像。

之后，可以对输出的3D外观图像进行后处理，如背景替换、文本添加、隐私信息抹除等处理操作，即可生成最终展示的3D外观图像。

在上述示例性实施例中，通过环拍图像进行单应性变换处理和尺寸变换处理，然后基于变换处理后的环拍图像构建目标对象的三维外观图像，能够极大地提升3D外观图像的构建效果。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

参照图4，示出了本发明实施例中提供的一种相机位姿校正装置的结构框图，具体可以包括如下模块：

图像获取模块402，用于获取相机拍摄的图像，及所述图像对应的相机位姿和重力场方向；

方向投影模块404，用于基于所述相机位姿将所述重力场方向进行变换投影，得到所述重力场方向在世界坐标系中的重力场方向向量；

位姿校正模块406，用于根据所述世界坐标系的竖轴方向与所述重力场方向向量的差异，对所述相机位姿进行校正，得到校正相机位姿；其中，所述世界坐标系的竖轴方向为世界坐标系中的重力场方向。

在一示例性实施例中，所述图像为所述相机针对目标对象拍摄得到的若干多视角图像，所述图像获取模块，包括：

结果重建子模块，用于对所述图像进行稀疏重建，得到重建结果；

位姿确定子模块，用于根据所述重建结果，确定所述图像对应的相机位姿。

在一示例性实施例中，所述位姿校正模块，包括：

位姿调整子模块，用于将所述重力场方向向量调整至与所述世界坐标系的竖轴方向平行；将调整后的所述重力场方向向量与调整前的所述重力场方向向量的向量差值，作为所述相机位姿的位姿调整参数；

位姿校正子模块，用于根据所述位姿调整参数对所述相机位姿进行校正，得到校正相机位姿。

在一示例性实施例中，所述位姿校正模块，包括：

位姿调整子模块，用于将所述世界坐标系的竖轴方向调整至与所述重力场方向向量平行，得到调整后的世界坐标系；

位姿校正子模块，用于将基于所述于调整后的世界坐标系确定的所述相机的相机位姿，作为校正相机位姿。

在一示例性实施例中，所述图像为环拍图像，所述图像获取模块，包括：

图像获取子模块，用于获取相机拍摄目标对象的多幅环拍图像，及多幅所述环拍图像对应的相机位姿和重力场方向；

还包括：

中心点确定子模块，用于根据所述校正相机位姿和多幅所述环拍图像，确定所述目标对象在所述世界坐标系内的对象中心点；

参数确定子模块，用于确定所述校正相机位姿与所述对象中心点之间的平均距离，以及所述校正相机位姿的平均高度；

位姿确定子模块，用于根据所述对象中心点、所述平均距离、所述平均高度和所述环拍图像的数量确定所述相机的目标相机位姿。

在一示例性实施例中，所述位姿确定子模块，包括：

目标圆确定单元，用于以所述平均距离为半径、所述对象中心点为圆心以及所述平均高度为圆的高度，确定目标圆；

位姿获取单元，用于在所述目标圆的圆周上确定所述数量个位置，并以所述位置作为目标相机位姿中的位置，以所述位置朝向所述圆心的方向作为所述目标相机位姿的姿态，得到所述相机的目标相机位姿；其中，所述目标圆的圆周上两两相互靠近的所述位置之间的距离相同。

在一示例性实施例中，还包括：

位姿匹配子模块，用于将所述目标相机位姿和其最靠近的所述校正相机位姿进行匹配，得到所述目标相机位姿与所述校正相机位姿之间的映射关系；

单应性变换处理子模块，用于根据所述校正相机位姿和其对应的所述目标相机位姿，对所述环拍图像进行单应性变换处理；

尺寸变换处理子模块，用于根据所述校正相机位姿与所述目标中心点的距离和所述平均距离，对进行单应性变换处理后的环拍图像进行尺寸变换处理；

三维外观图像获取子模块，用于确定进行尺寸变换处理后的环拍图像中所述目标对象的共视区域，并对所述共视区域进行裁剪，得到所述目标对象的三维外观图像。

在上述相机位姿校正装置中，获取相机拍摄的图像，及图像对应的相机位姿和重力场方向，基于相机位姿对重力场方向进行变换投影，得到重力场方向在世界坐标系中的重力场方向向量，根据世界坐标系的竖轴方向与重力场方向向量的差异，对相机位姿进行校正，得到校正相机位姿，其中，世界坐标系的竖轴方向为世界坐标系中的重力场方向。根据世界坐标系的竖轴方向与重力场方向向量的差异，可以对相机位姿的姿态进行进一步地校正，从而定位出更准确的相机位姿，使基于图像构建的物品3D外观更加稳定。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，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。

另外，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器，存储器，存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述数据获取方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述数据获取方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。

图5为实现本发明各个实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。

该电子设备500包括但不限于：射频单元501、网络模块502、音频输出单元503、输入单元504、传感器505、显示单元506、用户输入单元507、接口单元508、存储器509、处理器510、以及电源511等部件。本领域技术人员可以理解，图5中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。在本发明实施例中，电子设备包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端、可穿戴设备、以及计步器等。

应理解的是，本发明实施例中，射频单元501可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，具体的，将来自基站的下行数据接收后，给处理器510处理；另外，将上行的数据发送给基站。通常，射频单元501包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外，射频单元501还可以通过无线通信系统与网络和其他设备通信。

电子设备通过网络模块502为用户提供了无线的宽带互联网访问，如帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等。

音频输出单元503可以将射频单元501或网络模块502接收的或者在存储器509中存储的音频数据转换成音频信号并且输出为声音。而且，音频输出单元503还可以提供与电子设备500执行的特定功能相关的音频输出(例如，呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出单元503包括扬声器、蜂鸣器以及受话器等。

输入单元504用于接收音频或视频信号。输入单元504可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)5041和麦克风5042，图形处理器5041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元506上。经图形处理器5041处理后的图像帧可以存储在存储器509(或其它存储介质)中或者经由射频单元501或网络模块502进行发送。麦克风5042可以接收声音，并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由射频单元501发送到移动通信基站的格式输出。

电子设备500还包括至少一种传感器505，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板5061的亮度，接近传感器可在电子设备500移动到耳边时，关闭显示面板5061和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别电子设备姿态(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；传感器505还可以包括指纹传感器、压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等，在此不再赘述。

显示单元506用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元506可包括显示面板5061，可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板5061。

用户输入单元507可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，用户输入单元507包括触控面板5071以及其他输入设备5072。触控面板5071，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板5071上或在触控面板5071附近的操作)。触控面板5071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器510，接收处理器510发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板5071。除了触控面板5071，用户输入单元507还可以包括其他输入设备5072。具体地，其他输入设备5072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。

进一步的，触控面板5071可覆盖在显示面板5061上，当触控面板5071检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器510以确定触摸事件的类型，随后处理器510根据触摸事件的类型在显示面板5061上提供相应的视觉输出。虽然在图5中，触控面板5071与显示面板5061是作为两个独立的部件来实现电子设备的输入和输出功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板5071与显示面板5061集成而实现电子设备的输入和输出功能，具体此处不做限定。

接口单元508为外部装置与电子设备500连接的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。接口单元508可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到电子设备500内的一个或多个元件或者可以用于在电子设备500和外部装置之间传输数据。

存储器509可用于存储软件程序以及各种数据。存储器509可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器509可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

处理器510是电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器509内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器509内的数据，执行电子设备的各种功能和处理数据，从而对电子设备进行整体监控。处理器510可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器510可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器510中。

电子设备500还可以包括给各个部件供电的电源511(比如电池)，优选的，电源511可以通过电源管理系统与处理器510逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

另外，电子设备500包括一些未示出的功能模块，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本发明实施例中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

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，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种相机位姿校正方法，其特征在于，包括：

获取相机拍摄的图像，及所述图像对应的相机位姿和重力场方向；

基于所述相机位姿将所述重力场方向进行变换投影，得到所述重力场方向在世界坐标系中的重力场方向向量；

根据所述世界坐标系的竖轴方向与所述重力场方向向量的差异，对所述相机位姿进行校正，得到校正相机位姿；其中，所述世界坐标系的竖轴方向为世界坐标系中的重力场方向。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像为所述相机针对目标对象拍摄得到的若干多视角图像，获取所述图像对应的相机位姿，包括：

对所述图像进行稀疏重建，得到重建结果；

根据所述重建结果，确定所述图像对应的相机位姿。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述世界坐标系的竖轴方向与所述重力场方向向量的差异，对所述相机位姿进行校正，得到校正相机位姿，包括：

将所述重力场方向向量调整至与所述世界坐标系的竖轴方向平行；

将调整后的所述重力场方向向量与调整前的所述重力场方向向量的向量差值，作为所述相机位姿的位姿调整参数；

根据所述位姿调整参数对所述相机位姿进行校正，得到校正相机位姿。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述世界坐标系的竖轴方向与所述重力场方向向量的差异，对所述相机位姿进行校正，得到校正相机位姿，包括：

将所述世界坐标系的竖轴方向调整至与所述重力场方向向量平行，得到调整后的世界坐标系；

将基于所述于调整后的世界坐标系确定的所述相机的相机位姿，作为校正相机位姿。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述图像为环拍图像，所述获取相机拍摄的图像，及所述图像对应的相机位姿和重力场方向，包括：

获取相机拍摄目标对象的多幅环拍图像，及多幅所述环拍图像对应的相机位姿和重力场方向；

在所述得到校正相机位姿之后，还包括：

根据所述校正相机位姿和多幅所述环拍图像，确定所述目标对象在所述世界坐标系内的对象中心点；

确定所述校正相机位姿与所述对象中心点之间的平均距离，以及所述校正相机位姿的平均高度；

根据所述对象中心点、所述平均距离、所述平均高度和所述环拍图像的数量确定所述相机的目标相机位姿。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述对象中心点、所述平均距离、所述平均高度和所述环拍图像的数量确定所述相机的目标相机位姿，包括：

以所述平均距离为半径、所述对象中心点为圆心以及所述平均高度为圆的高度，确定目标圆；

在所述目标圆的圆周上确定所述数量个位置，并以所述位置作为目标相机位姿中的位置，以所述位置朝向所述圆心的方向作为所述目标相机位姿的姿态，得到所述相机的目标相机位姿；其中，所述目标圆的圆周上两两相互靠近的所述位置之间的距离相同。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述确定所述相机的目标相机位姿之后，还包括：

将所述目标相机位姿和其最靠近的所述校正相机位姿进行匹配，得到所述目标相机位姿与所述校正相机位姿之间的映射关系；

根据所述校正相机位姿和其对应的所述目标相机位姿，对所述环拍图像进行单应性变换处理；

根据所述校正相机位姿与所述目标中心点的距离和所述平均距离，对进行单应性变换处理后的环拍图像进行尺寸变换处理；

确定进行尺寸变换处理后的环拍图像中所述目标对象的共视区域，并对所述共视区域进行裁剪，得到所述目标对象的三维外观图像。

8.一种相机位姿校正装置，其特征在于，包括：

图像获取模块，用于获取相机拍摄的图像，及所述图像对应的相机位姿和重力场方向；

方向投影模块，用于基于所述相机位姿将所述重力场方向进行变换投影，得到所述重力场方向在世界坐标系中的重力场方向向量；

位姿校正模块，用于根据所述世界坐标系的竖轴方向与所述重力场方向向量的差异，对所述相机位姿进行校正，得到校正相机位姿；其中，所述世界坐标系的竖轴方向为世界坐标系中的重力场方向。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口以及所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一个或多个计算机存储介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7任一项所述的方法。

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