TWI390966B - 全景影像產生方法 - Google Patents

Description

全景影像產生方法

本發明係關於一種影像產生方法，尤指一種全景影像產生方法。

一般的數位拍攝裝置，如數位相機(以下皆以數位相機來舉例說明)，能拍攝特定範圍的場景，以便使用者日後回憶。但數位相機拍攝的視角係有一固定範圍，無法將環繞四周的美景全部拍攝在同一張影像中，因此常造成許多遺憾。

於是，漸漸發展出一種可拍攝全景照片之功能的相機，所謂全景照片，就是將寬廣的景物分段拍攝為多張照片，然後通過相關軟體拼接起來，成為一張連貫的照片。全景攝影(panorama)是一種非常有趣的攝影類別，它將超過180度的景象壓縮在一幅圖片上，展現的內容遠遠超過人眼視角平時所能容納，如此給人帶來極強的視覺衝擊。

目前的數位相機在進行全景拍攝時，大都係將連續拍攝之影像先個別儲存起來，當接合影像階段時，再進行影像縮小的動作，以加快處理速度，盡快地讓使用者可以看到全景影像。請參考第一圖，該圖係為習知之全景影像1之一具體實施例之示意圖。如第一圖所示，使用者對目標景象連續拍攝複數張局部影像後於後端接合，而在顯示影像時，係將接合後的全景影像1依照營幕的可視區域11來縮放成適當大小，以利使用者觀看。如第二圖所示，可 視區域11中具有兩張局部影像111、113，當使用者進行放大時，便可從所拍之全景影像1逐漸改變縮小比例來達到放大的目的。

然而，在接合影像的過程中，係將原本拍攝的影像縮小後進行編輯，並未保留原本高解析之影像。當使用者觀看所拍之全景影像1，互動地移動或放大影像來觀看其所感興趣的區域時，一般相機僅是相對地平移並利用既有的縮小之全景影像來放大，當其放大倍率超過全景影像之原有解析度時，其所呈現出的結果必然是模糊的影像，請參考第三圖，由於放大局部影像111、113至超過其最大解析度時，其中的影像便產生模糊的視覺效果，因此無法滿足一般使用者的需求。

為了解決低解析度的缺點，另外提出採用較高解析的影像來接合成全景影像，於接合完畢後，再將其縮放至適當大小來顯示於螢幕。如此雖然於放大影像時，可以從較高解析之影像擷取資料來顯示，以顯示較高的影像細節，然這種方式需要耗費大量得影像接合時間，過長的等待時間亦會讓使用者感到不適。

對於追求瀏覽不失真之影像為目標，本案發明人有感於先前技術存在影像處理時間過長或成本偏高等問題，故在進行全景拍攝完後，把每張局部影像及其縮小之影像皆子以儲存，主要係以縮小的影像來接合成全景影像，若解析度不足時，便使用原始大小之局部影像來接合，期能提 供較高的影像接合效率，並能互動地顯示更高解析的全景影像。

本發明之一目的係在提供一種全景影像產生方法，俾能解決習知技術的問題。

本發明係揭示一種全景影像產生方法，係適用於一數位拍攝裝置拍攝一全景，其中該全景影像產生方法之執行步驟如下：首先，對全景拍攝複數個局部影像；其次，將每一局部影像縮小以產生複數個低解析度局部影像；於一可視區域中瀏覽、平移、縮放該低解析度局部影像；判斷該可視區域中是否具有兩個以上之該低解析度局部影像；進行一接合程序，係將低解析度局部影像接合成一全景影像；判斷全景影像的放大倍率是否超過該等低解析度局部影像的最大解析度，並確認該全景影像之放大倍率大於該最大解析度；若是，利用高解析的影像與先前估測之座標轉換矩陣來接合目前瀏覽之該可視區域中的低解析度局部影像所對應之相對解析度較高之局部影像，以產生一轉換影像。

以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本發明為達成預定目的所採取之方式、手段及功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說明及圖式中加以闡述。

在進行全景拍攝完後，大都會以較小尺寸之影像來接合，以節省後置處理時間，當使用者邊移動影像邊放大時，其所呈現出之影像會因為已被縮小、解析度較低的關 係而顯得更模糊，以致其細節完全損失。有鑑於此，本發明提出一種較經濟的多解析處理方式來呈現影像的細節成分，此多解析之全景接合既可保持原有的接合效率，並能互動地顯示更高解析的全景影像。

本發明主要技術特徵在於利用原本拍攝之高解析度影像依需求進行部份的接合已呈現影像的細節成分，以下就僅提出必要之動作流程，然而，熟悉該項技藝者得知，除了以下所提及之流程步驟，數位影像處理方式當然包括其他的必要步驟，因此，不應以本實施例揭露者為限。

首先，請參考第四圖，該圖係為本發明所揭示之全景影像2之一具體實施例之示意圖。如第四圖所示，使用者藉由一數位拍攝裝置對目標之一全景連續拍攝複數張局部影像後，利用該些局部影像縮小後來組合成寬廣視角的全景影像2。藉由相關軟體接合後的全景影像2可依照營幕的可視區域21來縮放成適當大小，以利使用者觀看。

本發明提出之接合影像方式係針對可視區域21中，調整相鄰的低解析度局部影像之角度，以避免在拍攝期間因手震而拍出歪斜角度的影像，其後，在比對低解析度局部影像的重疊區域的部份，以依據重疊區域來將低解析度局部影像接合成較無縫隙之影像。

為了日後放大影像的需求，每一拍攝之局部影像會先儲存於記憶體中，才個別進行縮小以利快速接合。因此，當使用者對可視區域21中的物件進行放大，其放大倍率超過縮小之局部影像的解析度時，便從記憶體中選出目前可視區域21中原始大小的局部影像，並針對局部影像顯示於 可視區域21中的部份進行接合。一具體實施例中，如第五圖所示，系統係對原始大小的局部影像31、33於可視區域21中顯示的部份進行縫合，利用對小部份影像進行處理來加快縫合速度。

最後，請參閱第六圖，該圖係為本發明所揭示之全景影像產生方式之一具體實施例之步驟流程圖。按，其中相關之局部影像，請同時參照第四圖以及第五圖。如第六圖所示，此全景影像產生方式包括以下步驟：

首先，將數位拍攝裝置切換至一全景拍攝模式(步驟S601)，並對目標全景拍攝複數個局部影像(步驟S603)，再將其儲存於記憶體中(步驟S605)；接著，對每一局部影像縮小成適當比例來產生複數個低解析度局部影像(步驟S607)；為了日後需要切換顯示原始大小的局部影像，仍需記錄低解析度局部影像轉換成局部影像之一轉換參數(步驟S608)，其中，該轉換參數包括座標、角度、縮放比例等資訊。

接著，使用者可任意瀏覽、平移、拉遠或拉近地觀賞低解析度局部影像(步驟S609)，在瀏覽影像的過程中，系統會判斷目前可視區域21中顯示之影像是否橫跨了兩個以上之低解析度局部影像(步驟S611)；若否，便繼續瀏覽影像；若步驟S611的判斷為是，便進行一接合程序，以將於可視區域21中的該等低解析度局部影像接合成全景影像2(步驟S613)，其中當然包括了調整相鄰低解析度局部影像的角度，以及比對重疊區域之步驟。

再來，判斷目前瀏覽之影像的放大倍率是否超過一預 設值(S615)，其中該預設值係為全景影像2的放大倍率應有之最低預設值，若否則便繼續瀏覽影像；若步驟S615的判斷為是，表示已超過目前瀏覽的低解析度局部影像的最大解析度，則利用先前儲存之相對解析度較高之局部影像以及先前估測之座標轉換矩陣等轉換參數，轉換成可視區域21中的所對應之局部影像部份(步驟S617)。

而在轉換影像之前，系統會先判斷所欲顯示之轉換影像是否已存在快取暫存單元(S619)；若是，則從中讀取並顯示存放於快取暫存單元中的轉換影像(S621)；若否，則開始進行轉換影像的動作，則意即擷取該等局部影像31、33於可視區域21中的部份(S623)，縮小部份之局部影像以符合目前的放大倍率(S625)，依據先前儲存的轉換參數來調整部份之局部影像31、33的角度、亮度(S627)，比對部份之局部影像31、33的重疊區域(S629)，再依據重疊區域來接合部份之局部影像31、33，以增加接合之精確度。

最後，將部份之局部影像轉換完畢後，即可立即貼合於可視區域21顯示轉換影像，並將其儲存於快取暫存單元(步驟S633)，考量影像中放大部份通常係為使用者有興趣之部份，重新再觀賞的機會較高，因此可將轉換後的影像暫存於快取中，以利日後節省轉換影像的時間。

藉由以上具體實例詳述，當可知悉本發明所揭示之全景影像產生方法係當進行全景拍攝完後，先按一般程序把較高解析之局部影像縮小來進行接合，且原有之較高解析之局部影像亦一併儲存於記憶卡，其中並把接合所需之座標轉換相關參數儲存於相對的影像中(如標頭檔裡)，當使 用者互動地移動影像並放大時，若其放大後之解析度小於原全景影像之解析度時，便從原全景影像減少縮小比例來達成影像放大的效果，然當放大倍率超過某一特定值，使系統無法利用既有的全景影像來縮小達成時，就可以利用先前儲存之局部影像，擷取其相對之可視區域的部份，按實際顯示之倍率來縮小影像，並依據先前所儲存之相關座標轉換參數來將部份的局部影像轉換後，貼合於可視區域中，如此我們能互動地擴展影像的細節而不需花費太多時間，當使用者需要較高細節之影像時，藉由即時處理一小塊(可視區域)的局部影像來互動地增加原有全景影像之解析度，得以節省顯示全景影像的時間。又，為了加快速度，利用快取記憶體來儲存先前之轉換後的影像，以利節省近期轉換過之影像又須再次轉換的時間。

惟，以上所述，僅為本發明的具體實施例之詳細說明及圖式而已，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案所界定之專利範圍。

習知：

1‧‧‧全景影像

11‧‧‧可視區域

111、113‧‧‧局部影像

本發明：

2‧‧‧全景影像

21‧‧‧可視區域

31、33‧‧‧局部影像

S601~S633‧‧‧各個步驟流程

第一圖係為習知之全景影像之一具體實施例之示意圖；第二圖係為習知之局部影像之一具體實施例之示意圖；第三圖係為習知之模糊之局部影像之一具體實施例之示意圖；第四圖係為本發明所揭示之全景影像之一具體實施例之示意圖；以及 第五圖係為本發明所揭示之局部影像之一具體實施例之示意圖；以及第六圖係為本發明所之全景影像產生方法之一具體實施例之步驟流程圖。

(本案代表圖為步驟流程圖，故無元件代表符號)

Claims (6)

1. 一種全景影像產生方法，係適用於一數位拍攝裝置拍攝一全景，其中該全景影像產生方法包括以下步驟：對該全景拍攝複數個局部影像；將每一該局部影像解析度降低以產生複數個低解析度局部影像；於一可視區域中瀏覽、平移、縮放該低解析度局部影像；判斷該可視區域中是否具有兩個以上之該低解析度局部影像；進行一接合程序，係將該等低解析度局部影像接合成一全景影像；確認該全景影像之放大倍率是否大於該等低解析度局部影像的最大解析度；以及若是，接合目前瀏覽之該可視區域中的該些低解析度局部影像所對應之該些相對解析度較高之局部影像，以產生一轉換影像。
2. 如申請專利範圍第1項所述之全景影像產生方法，其中於降低該等局部影像之解析度之步驟中，更包括以下步驟：儲存該等局部影像；以及記錄該等低解析度局部影像轉換成該等局部影像之一轉換參數。
3. 如申請專利範圍第1項所述之全景影像產生方法，其中於進行該接合程序之步驟中，更包括以下步驟：調整該可視區域中相鄰之該低解析度局部影像的角度；比對該等低解析度局部影像的一重疊區域；以及 依據該重疊區域來接合該等低解析度局部影像。
4. 如申請專利範圍第2項所述之全景影像產生方法，其中於接合該些局部影像之步驟中，更包括以下步驟：擷取該等局部影像於該可視區域中的部份；縮小部份之該等局部影像以符合目前的放大倍率；依據該轉換參數來調整部份之該局部影像的角度；比對部份之該等局部影像的一重疊區域；以及依據該重疊區域來接合部份之該等局部影像。
5. 如申請專利範圍第4項所述之全景影像產生方法，其中該數位拍攝裝置具有一快取暫存單元，於產生該轉換影像的步驟之後，更包括以下步驟：顯示該轉換影像；以及儲存該轉換影像於該快取暫存單元。
6. 如申請專利範圍第5項所述之全景影像產生方法，其中於接合該些局部影像之步驟中，更包括以下步驟：偵測該轉換影像之儲存位置；以及顯示偵測到存放於該快取暫存單元中的該轉換影像。