TWI626603B - 圖像獲取方法及圖像獲取裝置 - Google Patents

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Abstract

一種圖像獲取方法及圖像獲取裝置，該圖像獲取方法包括步驟：採集一預定區域內的至少兩幅圖像，並同時採集每幅圖像對應的位置資訊；將至少兩幅圖像和對應的位置資訊一一結合，形成至少兩幅具有位置資訊的定位圖像；比對至少兩個定位圖像的位置資訊，並對有重合區域的至少兩個定位圖像進行拼接處理。通過比對至少兩個定位圖像的位置資訊，加之圖像本身的尺寸資訊，即可確定圖像是否與另一圖像存在重合區域，並對有重合區域的至少兩個定位圖像進行拼接處理，提高了圖像拼接的速度。

Description

圖像獲取方法及圖像獲取裝置
本發明涉及一種圖像獲取方法及圖像獲取裝置。
全景圖像指的是通過廣角的表現手段盡可能多的表現出周圍環境的方式，通常所說的全景圖像是一個廣義的概念，其包括寬景、360、720度全景等。 全景圖像因其視角寬廣給人帶來十分震撼的視覺效果而逐漸得到使用者的喜愛和廣泛使用。在現有的全景圖像獲取方法中，通常是圖像採集後，傳輸至中央處理器(例如伺服器或個人電腦)，在中央伺服器中利用軟體處理拼接採集的多個圖像，再在顯示器上顯示拼接後的圖像。在這個過程中，一方面對系統的資料傳輸能力要求很高，因為多角度或全景監控系統中傳輸的圖像資料量是單一角度監控系統中的數倍。另一方面，採用軟體對採集的圖像進行拼接前，需要逐幀比對以確定拼接位置，耗時較長。
公告號為US7015954B1的美國專利公開了一種使用多個相機的自動視頻系統，通過設置一外照光源1400，使外照光源1400出現在不同相機拍攝的畫面中，再以外照光源1400的點為參照，比對後拼接多個畫面。然而，該方案中拍攝的多個畫面在拼接前仍需以外照光源1400的點為參照進行比對以確定拼接位置。
公開號為US2012/0206565的美國專利公開了一種全景攝像機及相應的流覽軟體，該方案中，相機移動時，利用陀螺儀或加速計偵測相機轉動的角 度或移動的距離，並利用偵測的資料進行回饋調節，以使使用者可看到平穩的畫面，而不會因為有轉動或移動而晃動。然而，該方案中，多個相機所拍攝的畫面的拼接位置須預先確定，該回饋調節只能補償相機移動，無法確定多個畫面的拼接位置。
有鑑於此，有必要提供一種圖像獲取方法及圖像獲取裝置，提高圖像拼接的速度。
一種圖像獲取方法，其中，包括步驟：採集一預定區域內的至少兩幅圖像，並同時採集每幅圖像對應的位置資訊；將所述至少兩幅圖像和對應的位置資訊一一結合，形成至少兩幅具有位置資訊的定位圖像；比對所述至少兩個定位圖像的位置資訊，並對有重合區域的所述至少兩個定位圖像進行拼接處理。
作為優選，所述採集每幅圖像對應的位置資訊的步驟包括：預設一參照點；採集每幅圖像的多個角點相對於所述參照點的位置座標。
作為優選，所述比對所述至少兩個定位圖像的位置資訊，並對有重合區域的所述至少兩個定位圖像進行拼接處理的步驟具體包括：比較所述至少兩個定位圖像的角度位置資訊和平移位置資訊；結合所述至少兩個定位圖像的預設尺寸資訊判斷所述至少兩個定位圖像是否存在重合區域；如果所述至少兩個定位圖像的角度位置和平移位置均無重合區域，則放棄拼接；如果所述至少兩個定位圖像的角度位置或平移位置有重合區域，則進行拼接處理。
作為優選，所述採集每幅圖像對應的位置資訊的步驟包括：通過磁力感測器採集每幅圖像對應的地球磁場的相對位置，並生成每幅圖像的經度和緯度座標。
作為優選，對有重合區域的所述至少兩個定位圖像進行拼接前，還包括步驟：以其中一定位圖像為參照，對所述至少兩個定位圖像的其他圖像進行角度位置調節和平移位置調節。
作為優選，所述採集每幅圖像對應的位置資訊的步驟包括：通過陀螺儀採集每幅圖像對應的採集裝置的角動量；將所述角動量轉換為每幅圖像對應的位置資訊。
作為優選，所述採集每幅圖像對應的位置資訊的步驟包括：通過直線加速器採集每幅圖像對應的採集裝置的位移和/或加速度；將採集的所述位移和/或加速度轉換為每幅圖像對應的位置資訊。
一種圖像獲取裝置，包括：至少兩組鏡頭，用於採集一預定區域內的至少兩幅圖像；位置資訊採集裝置，用於採集每幅圖像對應的位置資訊，並將所述位置資訊結合至對應圖像；處理單元，用於比對所述至少兩個定位圖像的位置資訊，並對有重合區域的所述至少兩個定位圖像進行拼接處理。
作為優選，所述位置資訊採集裝置包括一一對應安裝於所述至少兩組鏡頭上的至少兩個位置資訊採集單元。
作為優選，所述位置資訊採集裝置為磁力感測器，用於採集每幅圖像對應的地球磁場的相對位置，從而確定每幅圖像的經度和緯度資訊。
作為優選，所述位置資訊採集裝置為陀螺儀，用於採集每幅圖像對應的採集裝置的角動量，從而將所述角動量轉換為每幅圖像對應的位置資訊。
作為優選，所述位置資訊採集裝置為直線加速器，通過直線加速器採集每幅圖像對應的採集裝置的位移和/或加速度，從而將採集的所述位移和/或加速度轉換為每幅圖像對應的位置資訊。
一種圖像獲取方法，包括步驟： 採集圖像，並將所述圖像轉換為數位化的第一信號； 採集所述圖像對應的位置資訊，並將所述位置資訊轉換為數位化的第二信號； 將所述第一信號和第二信號按預定規則結合，生成包含所述圖像及所述位置資訊的第三信號。
上述圖像獲取裝置及圖像獲取方法中，通過設置位置資訊採集裝置，在採集圖像的同時一併獲取每幅圖像對應的位置資訊，每幅圖像和對應的位置資訊一一結合，形成具有位置資訊的定位圖像，通過比對所述至少兩個定位圖像的位置資訊，加之圖像本身的尺寸資訊，即可確定圖像是否與另一圖像存在重合區域，並對有重合區域的所述至少兩個定位圖像進行拼接處理。
100‧‧‧圖像獲取裝置
110‧‧‧第一鏡頭
120‧‧‧第二鏡頭
130‧‧‧第三鏡頭
210‧‧‧第一位置信息採集裝置
220‧‧‧第二位置資訊採集裝置
230‧‧‧第三位置資訊採集裝置
O‧‧‧第四位置資訊採集裝置
圖1為圖像獲取裝置在一較優實施例中的工作原理示意圖。
圖2為圖像獲取裝置在另一較優實施例中的工作原理示意圖。
圖3為圖像獲取方法在一較優實施例中的流程示意圖。
圖4為圖像獲取方法在另一較優實施例中的流程示意圖。
如圖1所示，圖像獲取裝置100包括至少兩組鏡頭、位置資訊採集裝置及處理單元(圖中未示出)。
在具體實施中，圖像獲取裝置100包括的鏡頭數量可為大於或等於2的任意整數。本實施例中，圖像獲取裝置100包括6組鏡頭，為便於說明圖像獲取裝置100的工作原理，以下將選取6組鏡頭中的第一鏡頭110、第二鏡頭120、第三鏡頭130加以說明，其他鏡頭的工作原理可參照該3組鏡頭。至少兩個鏡頭用於採集一預定區域內的至少兩幅圖像，用作待拼接的圖像。
位置資訊採集裝置用於採集每幅圖像對應的位置資訊，並將該位置資訊結合至對應圖像。在具體實施中，位置資訊採集裝置可為多個，每個鏡頭上各設置一個。位置資訊採集裝置也可以為一個，供多個鏡頭共用。本實施例中以每個鏡頭上對應設置一個位置資訊採集裝置為例進行說明。
圖像獲取裝置100中，第一鏡頭110上設置有第一位置信息採集裝置210，第二鏡頭120上設置有第二位置資訊採集裝置220，第三鏡頭130上設置有第三位置資訊採集裝置230。第一鏡頭110、第二鏡頭120、第三鏡頭130在拍攝圖像時，對應的第一位置信息採集裝置210、第二位置資訊採集裝置220、第三位置資訊採集裝置230則同步採集第一鏡頭110、第二鏡頭120、第三鏡頭130在對應時刻的位置資訊，從而確定每幅圖像對應的位置資訊，並將位置資訊對應結合至採集的圖像，生成多幅具有位置資訊的定位圖像。
處理單元用於比對前述多幅定位圖像的位置資訊，結合圖像的尺寸或鏡頭的視角等預設資訊，即可同時做出以下判斷：1)待拼接的圖像是否存在重合區域；2)如果存在重合區域，則可根據位置資訊確定拼接位置。基於此，即可有重合區域的至少兩個定位圖像進行拼接處理。
在一優選實施例中，第一位置信息採集裝置210、第二位置資訊採集裝置220、第三位置資訊採集裝置230可選用磁力感測器，通過磁力感測器採集每幅圖像對應的地球磁場的相對位置，從而確定每幅圖像的經度和緯度資訊。 對應的經度和緯度資訊可對應記為一座標。
具體而言，第一鏡頭110具有第一位置信息採集裝置210，第一鏡頭110拍攝的多幅圖像記為圖像A1、A2、A3......等。第二鏡頭120具有第二位置資訊採集裝置220，第二鏡頭120拍攝的多幅圖像記為圖像B1、B2、B3......等。第三鏡頭130具有第三位置資訊採集裝置230，第三鏡頭130拍攝的多幅圖像記為圖像C1、C2、C3......等。且各位置資訊採集裝置所採集的位置資訊會被分別加入各圖 像的端點，例如，第一位置信息採集裝置210採集的位置資訊會被加入圖像A1的四個端點A1a、A1b、A1c與A1d......等。第二位置資訊採集裝置220採集的位置資訊會被加入圖像B1的四個端點B1a、B1b、B1c與B1d…等，故當比較圖像A1的A1a、A1d位置資訊及圖像B1的B1b與B1c位置資訊相同，則可直接拼接圖像A1與圖像B1。同理，圖像B1與圖像C1的拼接，則可通過比較圖像B1的B1a、B1d位置資訊及圖像C1的C1b與C1c的位置資訊。
請參閱圖2所示，其為所有鏡頭共用一第四位置資訊採集裝置O的實施例。第一鏡頭110所拍攝的影像記為圖像A1、A2、A3…等，第二鏡頭120所拍攝的影像記為圖像B1、B2、B3…等，鏡頭130所拍攝的影像為圖像C1、C2、C3…等。且第四位置資訊採集裝置O所採集的位置資訊會被分別加入各圖像的端點，如圖像A1的四個端點A1a、A1b、A1c與A1d，圖像B1的四個端點B1a、B1b、B1c與B1d…等，故當比較圖像A1的A1a、A1d位置資訊及圖像B1的B1b與B1c位置資訊相同，則可直接拼接圖像A1與圖像B1。同理，圖像B1與圖像C1的拼接，則可通過比較圖像B1的B1a、B1d位置資訊及圖像C1的C1b與C1c的位置資訊以快速進行。
於實際應用中，不論是採用圖1或圖2所述的位置資訊採集裝置，所採集的位置資訊都會被傳送到一晶片(或一處理單元)中，以與拍攝的圖像所轉換後的信號互相結合，並供後續在圖像拼接之前進行比較。
在另一優選實施例中，第一位置信息採集裝置210、第二位置資訊採集裝置220、第三位置資訊採集裝置230可選用陀螺儀。通過陀螺儀採集每幅圖像對應的第一鏡頭110、第二鏡頭120、第三鏡頭130的角動量，從而將角動量轉換為每幅圖像對應的位置資訊。
在又一優選實施例中，第一位置信息採集裝置210、第二位置資訊採集裝置220、第三位置資訊採集裝置230可選用直線加速器，通過直線加速器採 集每幅圖像對應的第一鏡頭110、第二鏡頭120、第三鏡頭130的位移、加速度，從而將採集的所述位移、加速度轉換為每幅圖像對應的位置資訊。
如圖2所示，作為對應，圖像獲取方法包括步驟：10.採集一預定區域內的至少兩幅圖像，並同時採集每幅圖像對應的位置資訊。採集每幅圖像對應的位置資訊具體可通過如下步驟實現：101.預設一參照點；102.採集每幅圖像的多個角點相對於所述參照點的位置座標，從而確定每幅圖像對應的位置資訊，並通過角點位置確定圖像的覆蓋區域。
位置資訊的採集可通過以下方式之一實現：通過磁力感測器採集每幅圖像對應的鏡頭的地球磁場的相對位置，並生成鏡頭的經度和緯度座標。根據鏡頭的預定資訊，如視角、拍攝圖像的尺寸資訊等，參照鏡頭的經度、緯度座標生成對應圖像的位置資訊。圖像的位置資訊可以為上述多個角點的位置資訊。
此外，可通過陀螺儀採集每幅圖像對應的採集裝置，如鏡頭的角動量，將角動量轉換為每幅圖像對應的位置資訊。
另外，還可以通過直線加速器採集每幅圖像對應的採集裝置，如鏡頭的位移和/或加速度，將採集的位移和/或加速度轉換為每幅圖像對應的位置資訊。
20.將所述至少兩幅圖像和對應的位置資訊一一結合，形成至少兩幅具有位置資訊的定位圖像。
30.比對所述至少兩個定位圖像的位置資訊，並對有重合區域的所述至少兩個定位圖像進行拼接處理，具體可包括如下步驟： 301.比較所述至少兩個定位圖像的位置資訊。
302.結合所述至少兩個定位圖像的預設尺寸資訊和位置資訊判斷所述至少兩個定位圖像是否存在重合區域。
303.如果所述至少兩個定位圖像無重合區域，則放棄拼接；如果所述至少兩個定位圖像有重合區域，則進行拼接處理。在對有重合區域的至少兩個定位圖像進行拼接前，還可根據需要以其中一定位圖像為參照，對所述至少兩個定位圖像的其他圖像進行位置調節。
上述位置資訊可包括角度位置資訊和/或平移位置資訊。
如圖3所示，另一圖像獲取方法包括步驟： 採集圖像，並將所述圖像轉換為數位化的第一信號；為方便說明，此處將圖像轉換而來的第一信號記為XXXXX…； 採集所述圖像對應的位置資訊，並將所述位置資訊轉換為數位化的第二信號；同理，為方便說明，此處將位置資訊轉換而來的第二信號記為YYYYY； 將第一信號XXXXX…和第二信號YYYYY按預定規則結合，生成包含所述圖像及所述位置資訊的第三信號，例如，生成第三信號XYXYXYXYXYX…。
需要說明的是，此處的XXXXX、YYYYY、XYXYXYXYXYX…僅為方便說明該圖像獲取方法，並非實際指代第一信號、第二信號、第三信號。 在實際應用中，第一信號、第二信號、第三信號可以為符合電腦存儲格式的數位信號。後續還可以將各第三信號中的第二信號進行比對，以拼接其他圖像。
通過將圖像轉換為數位化的第一信號、將位置資訊轉換為數位化的第二信號，並將第一信號和第二信號按預定規則結合，生成包含所述圖像及所述位置資訊的第三信號，獲取的第三信號可應用於前述圖像拼接。此外，由於第三信號同時包含了圖像資訊和位置資訊，該第三信號還可應用於圖像修補。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。

Claims (9)

  1. 一種圖像獲取方法，包括步驟：採集一預定區域內的至少兩幅圖像，並同時採集每幅圖像對應的位置資訊；將所述至少兩幅圖像和對應的位置資訊一一結合，形成至少兩幅具有位置資訊的定位圖像；比對所述至少兩個定位圖像的位置資訊，並對有重合區域的所述至少兩個定位圖像進行拼接處理。
  2. 如請求項1所述的圖像獲取方法，其中，所述採集每幅圖像對應的位置資訊的步驟包括：預設一參照點；採集每幅圖像的多個角點相對於所述參照點的位置座標。
  3. 如請求項1所述的圖像獲取方法，其中，所述比對所述至少兩個定位圖像的位置資訊，並對有重合區域的所述至少兩個定位圖像進行拼接處理的步驟具體包括：比較所述至少兩個定位圖像的角度位置資訊和平移位置資訊；結合所述至少兩個定位圖像的預設尺寸資訊判斷所述至少兩個定位圖像是否存在重合區域；如果所述至少兩個定位圖像的角度位置和平移位置均無重合區域，則放棄拼接；如果所述至少兩個定位圖像的角度位置或平移位置有重合區域，則進行拼接處理。
  4. 如請求項2所述的圖像獲取方法，其中，對有重合區域的所述至少兩個定位圖像進行拼接前，還包括步驟：以其中一定位圖像為參照，對所述至少兩個定位圖像的其他圖像進行角度位置調節和平移位置調節。
  5. 如請求項1所述的圖像獲取方法，其中，所述採集每幅圖像對應的位置資訊的步驟包括：通過磁力感測器採集每幅圖像對應的地球磁場的相對位置，並生成每幅圖像的經度和緯度座標。
  6. 如請求項1所述的圖像獲取方法，其中，所述採集每幅圖像對應的位置資訊的步驟包括：通過陀螺儀採集每幅圖像對應的採集裝置的角動量；將所述角動量轉換為每幅圖像對應的位置資訊。
  7. 如請求項1所述的圖像獲取方法，其中，所述採集每幅圖像對應的位置資訊的步驟包括：通過直線加速器採集每幅圖像對應的採集裝置的位移和/或加速度；將採集的所述位移和/或加速度轉換為每幅圖像對應的位置資訊。
  8. 一種圖像獲取裝置，包括：至少兩組鏡頭，用於採集一預定區域內的至少兩幅圖像；位置資訊採集裝置，用於採集每幅圖像對應的位置資訊，並將所述位置資訊結合至對應圖像並生成至少兩個定位圖像；處理單元，用於比對所述至少兩個定位圖像的位置資訊，並對有重合區域的所述至少兩個定位圖像進行拼接處理。
  9. 如請求項8所述的圖像獲取裝置，其特徵在於：所述位置資訊採集裝置包括一一對應安裝於所述至少兩組鏡頭上的至少兩個位置資訊採集單元，所述位置資訊採集裝置為磁力感測器或、陀螺儀、直線加速器中的一種。
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