[发明专利]一种六通道视频源生成三维全景连续视频的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种六通道视频源生成三维全景连续视频的方法。

背景技术

视频信息在日常生活中对信息的表达起着十分重要的作用，特别是随着网络技术的发展，视频技术越来越多的涉及我们生活的各个领域，譬如，视频会议，视频电话，监控，等等。由于普通相机的视角往往不能满足需要，例如由于距离的限制，某些超大尺寸的物体无法用一张照片拍摄下来，这在航空航天照片的拍摄中显得尤为突出。上世纪九十年代提出的基于图像的绘制(IBR)是用宽视角图像或360度柱面全景图或球面全景图来虚拟展示实际场景，通过对这一静止图像进行连续插值而实现对场景的交互式连续浏览，是GBR的一种互补。全景图就是把离散的图像信息完全在一副图像上显示，这样就克服了上述的关于视角的限制。全景图的表示模式主要有柱面全景图，立方体全景图和球面全景图。采用柱面全景图来表示场景，其优点是图像较为容易处理，但在实际应用中，这种无底面的有限柱面将对垂直方向的视域有一定的限制；获得立方体全景图像，照相机的镜头必须是90度，还不能让场景中的直线在图像中产生弯曲，这是难以做到的；球面全景图符合人体视觉结构特征，能方便的实现俯视、仰视、360°环视。因此，中心位于视点处的球面映射是描述一个全景图像的理想选择。

全景视频，即全景图像加上一个时间轴，显示不同时刻的全景图序列，其代表的信息更加丰富，可是实时反映场景的变化。现有技术存在视角盲区较大的缺点。通过文献检索现有技术，浙江大学庄越挺等提出的根据多视角视频流生成全景视频的方法，该方法采用多个摄像头对不同视角方向进行全方位覆盖的视频采集，然后通过视频进行全景拼接，对视频流中的每一帧进行拼接，将其生成全景视频。

发明内容

本发明提供一种六通道视频源生成三维全景连续视频的方法和系统。通过使用鱼眼相机解决了普通相机盲区大的缺点，并快速的实现球形全景视频，可以360°视角观察物体。

本发明方法，主要步骤包括：

通过六个编号的鱼眼摄像机来获取六个同步视频流；

视频采集采用侧面5个摄像机分别采集侧部视频；

顶部采用一个鱼眼镜头采集顶部的视频信息；

通过对鱼眼照片进行形变转换成全景图，最后通过光学裁剪、边缘平滑最终合成全景视频。

本发明还提供了一种六通道视频源生成三维全景连续视频的系统，包括：视频采集子系统和视频处理子系统。

视频采集子系统，主要负责视频信息的采集以及时间信息的同步，采用6个高分辨率的鱼眼摄像机，分别在正五边形的五个面上以及顶部排列。

视频处理子系统，系统包括视频播放、图像处理两个模块。其中：

视频播放模块主要实现功能有：六通道视频播放、时间信息同步和视频纹理获取。

图像处理模块的主要实现功能有鱼眼图像中心位置获取、鱼眼图像转换为全景图、图像裁剪和视频合成。

通过本发明方法生成的球面视频，对视域没有限制，视觉结构特征，能方便的实现俯视、仰视、360°环视。

附图说明

图1是本发明方法的流程示意图；

图2是本发明实施例的应用流程图；

图3是本发明方法鱼眼摄像机成像原理示意图；

图4是本发明方法的鱼眼图像与全景图像转换关系图；

图5是本发明方法的语言图像与全景图像的对应图；

图6是本发明方法的系统原理图；

图7是本发明方法的成像原理图；

图8是本发明系统的架构图；

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

首先参照图1，是本发明方法的流程示意图，主要步骤包括：

步骤101，获取六通道视频，采用6个鱼眼摄像机来采集视频信息，相机的位置为侧向为正五边形，每个侧面一个，顶面一个，一共六个。首先对每个相机进行编号，每个相机以自己为圆心来采集视频，因为是鱼眼摄像机，所以其视角相对普通广角相机要大，所以盲区较小。在视频采集的过程中我们严格按照时间同步来规范视频。

步骤S 102，鱼眼图片转换，由于鱼眼摄像机获取的图像信息和全景图像还是有区别的，我们最终合成的为球形全景图像，所以在六通道视频获取以后，在六通道视频同时播放的同时我们可以获取六张同步鱼眼照片，然后我们通过先将鱼眼照片映射到三维球体上，然后以三维球为中介将鱼眼图映射到全景图上。