一种获得全景图像的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种获取全景图像的装置，该装置包括：相对放置的两组成像单元，其中，两组成像单元中的每个成像单元包括一个鱼眼镜头和一个图像传感器；图像传感器将透过所述鱼眼镜头的光线转换为电信号。该实施例提供的一种获取全景图像的装置，通过两个相对放置的成像单元采集两幅鱼眼图像，并将其拼接形成全景图像，从而降低成本。
【专利说明】
一种获得全景图像的装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种获取全景图像的装置。
【背景技术】
[0002]由于全景视频能够为用户提供全方位视角、浸入式视频观看体验，逐渐成为虚拟现实和视频播放的热点。而现有的全景视频图像的采集设备通常由多个镜头和相机组成，成本较高，且不便于用户使用。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种获取全景图像的装置，能够通过两个相对放置的成像单元采集两幅鱼眼图像，并将其拼接形成全景图像，从而降低成本，方便用户使用。
[0004]本实用新型提供一种获取全景图像的装置，该装置包括:相对放置的两组成像单元，其中，所述两组成像单元中的每个成像单元包括一个鱼眼镜头和一个图像传感器;所述图像传感器将透过所述鱼眼镜头的光线转换为电信号。
[0005]可选地，所述两组成像单元的光轴重合。
[0006]可选地，两个所述图像传感器的成像平面平行且所述成像平面的四边重合。
[0007]可选地，所述鱼眼镜头的视场角大于180度。
[0008]可选地，所述鱼眼镜头的成像圆的直径小于所述图像传感器输出的图像的高度。
[0009]可选地，所述装置还包括:图像处理传输单元，所述图像处理传输单元包括:裁剪拼接单元，图像处理单元，图像压缩单元和输入输出单元；
[0010]所述裁剪拼接单元，接收所述两组成像单元的所述图像传感器输出的第一鱼眼图像和第二鱼眼图像，分别将所述第一鱼眼图像和所述第二鱼眼图像裁剪成预定尺寸的图像，并将裁剪后的所述第一鱼眼图像和所述第二鱼眼图像拼接为第三鱼眼图像，且将所述第三鱼眼图像输出至所述图像处理单元；
[0011]所述图像处理单元，接收所述裁剪拼接单元输出的所述第三鱼眼图像，并将所述第三鱼眼图像展开为全景图像，且将所述全景图像输出至所述图像压缩单元；
[0012]所述图像压缩单元，接收所述图像处理单元输出的所述全景图像，并压缩所述全景图像，且将压缩后的所述全景图像输出至所述输入输出单元；
[0013]所述输入输出单元，接收所述图像压缩单元输出的压缩后的所述全景图像。
[0014]可选地，所述装置还包括:图像缓存单元，存储所述裁剪拼接单元输出的所述第三鱼眼图像和所述图像处理单元输出的所述全景图像。
[0015]可选地，所述装置还包括:音频采集单元，采集音频信号，并将所述音频信号传输至所述图像压缩单元;所述图像压缩单元，还对所述音频信号进行压缩。
[0016]可选地，输入输出单元包括:输入输出1模块，显示模块，存储模块和无线传输模块，其中，1模块包括按键和LED灯，按键用于接收用户的操作指令，LED灯用于标识所述装置内部的工作状态;显示模块用于显示装置的操作界面;存储模块用于存储全景图像;无线传输模块，用于提供与外部终端的交互通路。
[0017]基于上述技术方案提供的一种获取全景图像的装置，能够通过两个相对放置的成像单元采集两幅鱼眼图像，并将其拼接形成全景图像，从而降低成本，方便用户使用。
【附图说明】
[0018]本实用新型的附图是为了方便进一步理解本实用新型实施例的技术方案。
[0019]图1为根据本实用新型一个实施例提供的一种获取全景图像的装置的结构示意图；
[0020]图2为根据本实用新型一个实施例提供的一种获取全景图像的装置相对于拍摄环境的位置；
[0021]图3为成像单元获取的第一鱼眼图像和第二鱼眼图像的示意图；
[0022]图4为全景图像的个不意图；
[0023]图5为全景图像的另一个示意图；
[0024]图6为输入输出模块的结构不意图。
[0025]附图标记说明:
[0026]I 成像单元
[0027]11第一鱼眼镜头
[0028]14第二鱼眼镜头
[0029]12第一图像传感器
[0030]13第二图像传感器
[0031]2 图像处理输出单元
[0032]21裁剪拼接单元
[0033]22图像处理单元
[0034]23图像压缩单元
[0035]24输入输出单元
[0036]41第一半球区域
[0037]42第二半球区域
[0038]51第一鱼眼图像
[0039]52第二鱼眼图像
[0040]6 全景图像
[0041 ]61第一半幅全景图像
[0042]62第二半幅全景图像
[0043]241 I/O 模块
[0044]242显示模块
[0045]243存储模块
[0046]244无线传输模块
【具体实施方式】
[0047]为使本实用新型实施例的技术方案以及优点表达的更清楚，下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述，以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。
[0048]图1为根据本实用新型实施例提供的一种获取全景图像的装置的结构示意图。根据图1所示的装置，该装置包括:相对放置的两组成像单元，其中，两组成像单元中的每个成像单元包括一个鱼眼镜头和一个图像传感器；图像传感器将透过所述鱼眼镜头的光线转换为电信号。
[0049]也就是说，在该实施例中，两组成像单元中的一组成像单元包括第一鱼眼镜头和第一图像传感器，另一组成像单元包括第二鱼眼镜头和第二图像传感器。如图1所示，成像单元I中的第一图像传感器12和第二图像传感器13背靠背放置，图像传感器可以是CCD(电荷耦合器件)图像传感器，也可以选择CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器。第一鱼眼镜头11和第二鱼眼镜头14分别放在两个图像传感器前面。
[0050]两组成像单元的光轴重合，同时在安装过程中，保证两个传感器的成像平面平行并且四边重合。为了能够获得周围环境水平360度和垂直360度的全景视野，选择的鱼眼镜头的视场角大于180度，特别地，可以选用185度视场角的鱼眼镜头，或者可以选用视场角为190度的鱼眼镜头。
[0051]需要说明的是，如果选用185度镜头，则两组成像单元的成像会有2.5度的重合视角。如果选用190度镜头，则左右两侧成像单元的成像会有5度的重合视角。同时，由于超过180度的鱼眼镜头的成像为圆形，而一般的图像传感器的宽高比为4:3，因此，需要使得图像传感器输出的图像的高度大于鱼眼镜头的成像圆的直径。
[0052]上述实施例提供的一种获取全景图像的装置，通过两个相对放置的成像单元采集两幅鱼眼图像，并将其拼接形成全景图像，从而降低成本，方便用户使用。
[0053]应理解，由于视频是连续的图像序列，所以本实施例提供的一种获取全景图像的装置也可以获取全景视频。
[0054]如图2所示，成像单元I的第一鱼眼镜头11能够对装置周围第一半球区域41进行成像。成像单元I中第二鱼眼镜头14能够对装置周围第二半球区域42进行成像。
[0055]如图3所示，第一图像传感器输出的第一鱼眼图像51的宽高比为4:3，可以完整的包含鱼眼镜头的成像。第二图像传感器输出的第二鱼眼图像52的宽高比为4:3。鱼眼图像51和52的高度大于成像圆的直径。同时由于鱼眼成像存在畸变，所以成像圆中的建筑物的轮廓线条变成了曲线。
[0056]可选地，如图1所示，装置还可以包括图像处理传输单元2 ο该图像处理传输单元2包括:裁剪拼接单元21、图像处理单元22、图像压缩单元23和输入输出单元24。
[0057]裁剪拼接单元21，接收两组成像单元I的图像传感器12和13输出的第一鱼眼图像51和第二鱼眼图像52，分别将第一鱼眼图像51和第二鱼眼图像52裁剪成预定尺寸的图像，并将裁剪后的第一鱼眼图像51和第二鱼眼图像52拼接为第三鱼眼图像，且将第三鱼眼图像输出至图像处理单元22;
[0058]图像处理单元22，接收裁剪拼接单元21输出的第三鱼眼图像，并将第三鱼眼图像展开为全景图像6，且将全景图像6输出至图像压缩单元23;
[0059]图像压缩单元23，接收图像处理单元22输出的全景图像6，并压缩全景图像6，且将压缩后的全景图像6输出至输入输出单元24;
[0060]输入输出单元24，接收图像压缩单元23输出的压缩后的全景图像6。
[0061]具体的，在该实施例中，裁剪拼接单元21可以将两个鱼眼镜头的成像圆的圆心分别平移到第一鱼眼图像和第二鱼眼图像的中心位置。根据预定尺寸分别对第一鱼眼图像和第二鱼眼图像进行裁剪，将第一鱼眼图像和第二鱼眼图像裁剪成预定尺寸的图像。将裁剪后的第一鱼眼图像和第二鱼眼图像并排放置拼接为第三鱼眼图像，且第三鱼眼图像的宽高比为2:1。
[0062]例如，在该实施例中，成像单元输出的第一鱼眼图像和第二鱼眼图像，每幅图像f(x，y)的宽度为W，高度为H。对于每幅图像，裁剪拼接单元21可以分别进行如下处理:将成像圆的圆心(Xc，y。)根据预先标定的参数平移到鱼眼图像的中心位置(W/2，H/2)，然后将鱼眼图像裁剪为H*H大小的鱼眼图像HW ,Y )，其中，HW，y, ) =f(x7 -Xc+W/^’y, -yc+H/2)。将裁剪为H*H大小的第一鱼眼图像和第二鱼眼图像左右并排放置，拼接为宽高比为2:1的第三鱼眼图像。
[0063]图像处理单元22可以顺序扫描坐标查找表，根据第三鱼眼图像中的第一像素点的横坐标值和纵坐标值，获取坐标查找表中与横坐标值和纵坐标值匹配的第二横坐标值和第二纵坐标值，将第一像素点的像素值作为全景图像中的第二像素点的像素值，其中，第二像素点的横坐标值与第二横坐标值相同，第二像素点的纵坐标值与第二纵坐标值相同，从而形成展开全景图像。
[0064]如图4所示，将第二鱼眼图像52展开为第二半幅全景图像62，放置于全景图像6的中心;将第一鱼眼图像51展开为第一半幅全景图像61，分为左右两部分，分别置于全景图像6的两侧。
[0065]上述实施例提供的一种获取全景图像的装置，由于图像处理单元采用了坐标查找表的方式，能够快速展开鱼眼图像形成全景图像，达到实时处理的目的。
[0066]需要说明的是，在本实用新型实施例中，第一像素点为第三鱼眼图像中的任一像素点，也就是说第三鱼眼图像中的每一个像素点都需要进行上述图像处理单元的处理。第二像素点为全景图像中与第一像素点的像素值相同的像素点。另外，坐标查找表的大小及其坐标参数值可以由图像传感器的参数、镜头的参数以及最终要输出的全景图像的大小来确定。
[0067]上述装置可以使得拼接后的全景图像的质量更高，可以对61和62相邻接处的多列像素点的像素值进行加权平均。例如，如图5所示，第一半幅全景图像和第二半幅全景图像的图像高度为H，宽度为H+24，且第一半幅全景图像和第二半幅全景图像的两侧各有12列重合区域。
[0068]第一半幅全景图像的左侧第I列到第24列与第二半幅鱼眼图重合，每一列的权重系数为:i/25，其中，i = l，2，…，24。第二半幅全景图像的第H-12列到第H+12列的权重系数为:l-(i/25)，其中，i = l，2，…，24。第一半幅全景图像和第二半幅全景图像中I到24列中的像素点分别乘以各自的加权系数后相加，得到全景图像。
[0069]上述实施例提供的一种获取全景图像的装置，通过同时控制两个成像单元的成像，消除了成像单元之间的同步问题，同时，通过图像处理单元对两幅图像邻接处像素点的加权平均，消除了拼接时拼缝明显的问题，使得形成全景图像的质量更高。
[0070]可选地，如图1所示，装置还可以包括:图像缓存单元3。该图像缓存单元3可以存储裁剪拼接单元21输出的第三鱼眼图像和图像处理单元22输出的全景图像。
[0071]在该实施例中，该图像缓存单元3可以将全景图像压缩为JPG格式，同时也包含视频压缩模式，能够将连续的图像序列压缩为通用的视频编码格式。
[0072]另外，装置还可以包括音频采集单元(图中未示出)。该音频采集单元可以采集音频信号，并将音频信号传输至图像压缩单元23;图像压缩单元23，还对音频信号进行压缩。在该实施例中，音频采集单元可以为麦克风，也可以为其他的音频采集单元。
[0073]可选地，如图6所示，输入输出单元24可以包括:输入输出1模块241，显示模块242，存储模块243和无线传输模块244，其中，1模块241包括按键和LED灯，按键用于接收用户的操作指令，LED灯用于标识所述装置内部的工作状态；显示模块242用于显示装置的操作界面;存储模块243用于存储全景图像;无线传输模块244，用于提供与外部终端的交互通路。
[0074]在该实施例中，存储模块243可以包含SD卡，能够将用户拍摄的全景视频或者图片保存在SD卡中。无线传输模块244可以接收用户通过手机对全景相机的控制，同时，也能够向手机端发送视频流的浏览。无线传输模块244可以采用无线方式，也可以采用蓝牙或者红外方式连接。
[0075]最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的【具体实施方式】而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种获取全景图像的装置，其特征在于，所述装置包括: 相对放置的两组成像单元，其中， 所述两组成像单元中的每个成像单元包括一个鱼眼镜头和一个图像传感器； 所述图像传感器将透过所述鱼眼镜头的光线转换为电信号。2.根据权利要求1所述的一种获取全景图像的装置，其特征在于，所述两组成像单元的光轴重合。3.根据权利要求1或2所述的一种获取全景图像的装置，其特征在于，两个所述图像传感器的成像平面平行且所述成像平面的四边重合。4.根据权利要求1或2所述的一种获取全景图像的装置，其特征在于，所述鱼眼镜头的视场角大于180度。5.根据权利要求4所述的一种获取全景图像的装置，其特征在于，所述鱼眼镜头的成像圆的直径小于所述图像传感器输出的图像的高度。6.根据权利要求1所述的一种获取全景图像的装置，其特征在于，所述装置还包括: 图像处理传输单元，所述图像处理传输单元包括:裁剪拼接单元，图像处理单元，图像压缩单兀和输入输出单兀； 所述裁剪拼接单元，接收所述两组成像单元的所述图像传感器输出的第一鱼眼图像和第二鱼眼图像，分别将所述第一鱼眼图像和所述第二鱼眼图像裁剪成预定尺寸的图像，并将裁剪后的所述第一鱼眼图像和所述第二鱼眼图像拼接为第三鱼眼图像，且将所述第三鱼眼图像输出至所述图像处理单元； 所述图像处理单元，接收所述裁剪拼接单元输出的所述第三鱼眼图像，并将所述第三鱼眼图像展开为全景图像，且将所述全景图像输出至所述图像压缩单元； 所述图像压缩单元，接收所述图像处理单元输出的所述全景图像，并压缩所述全景图像，且将压缩后的所述全景图像输出至所述输入输出单元； 所述输入输出单元，接收所述图像压缩单元输出的压缩后的所述全景图像。7.根据权利要求6所述的一种获取全景图像的装置，其特征在于，所述装置还包括: 图像缓存单元，存储所述裁剪拼接单元输出的所述第三鱼眼图像和所述图像处理单元输出的所述全景图像。8.根据权利要求6或7所述的一种获取全景图像的装置，其特征在于，所述装置还包括: 音频采集单元，采集音频信号，并将所述音频信号传输至所述图像压缩单元； 所述图像压缩单元，还对所述音频信号进行压缩。9.根据权利要求6或7所述的一种获取全景图像的装置，所述输入输出单元包括:输入输出1模块，显示模块，存储模块和无线传输模块，其中， 所述1模块包括按键和LED灯，所述按键用于接收用户的操作指令，所述LED灯用于标识所述装置内部的工作状态； 所述显示模块用于显示所述装置的操作界面； 所述存储模块用于存储所述全景图像； 所述无线传输模块，用于提供与外部终端的交互通路。
【文档编号】H04N5/247GK205545526SQ201620056994
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月20日
【发明人】路鹏
【申请人】北京疯景科技有限公司