[发明专利]3D立体摄像设备的拍摄参数自动调整系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能立体摄像设备，尤其是全方位视觉传感器、摄像机、计算机视觉、机电一体化设计等技术在3D立体摄像设备方面的应用。

背景技术

3D电视的普及越来越快，目前很多家庭购买了3D电视，但实际可看的3D片源很少，在这种情况下，消费者要更好的利用自己的3D电视，3D摄像机肯定是一种很好的补充。

用两台摄像机模拟左右两眼，一般的话两个摄像机之间的距离，即基线距跟人的两眼之间的距离差不多。只要用两台摄像机仿真左右两眼视线，分别拍摄两条影片，然后将这两条影片同时放映到银幕上；放映时再采用必要的技术手段，使观众左眼只能看到左眼图像，右眼也只能看到右眼图像。当两幅图像经过电影观众的大脑迭合后，他们就对银幕画面产生了立体纵深感。立体拍摄看似很简单的模拟，在实际操作中却十分困难。在拍摄中，两台机器的一致度要求非常高，否则很难拍出很好的效果。

当今最新的3D摄像机搭载了一个手动操控拨盘，拨盘上除了2D机型所具备的调节对焦、曝光、光圈、快门、自动曝光转换和白平衡切换之外，此次还增加了3D深度调整功能，可以根据不同的场景来调整3D的立体景深效果。

两个镜头的光轴从广角到长焦端始终对齐是一件困难的事，如果不能保证，那么3D效果将会变差，一般在3D摄像机出厂前会经过精确到微米级的调校，以便确保双镜头光轴始终对齐；但是在使用过程中，为避免发生偏差，用户需要通过手工方式实现3D自动调整，使左右眼画面始终在合理的位置上。

在实时转播三维立体体育赛事和音乐会等大型活动时，对3D摄像师的要求非常高，往往又要增加一个3D深度调整的推手(3D Puller)的新工作岗位，该岗位负责对3D处理层设备的参数进行设定，掌控摄像机的3D景深和3D效果的好坏。有点类似于2D的调光I位。2D中的技术协调也有3D技术协调对应负责3D景深的设定和3D效果的指导。3D推手需要紧盯屏幕随时快速调整。

一般来说，即使多增加一个3D深度调整的助手也很难保证两台机器的一致度；现有的3D拍摄技术要保证焦距、拍摄方向、拍摄角度和3D深度等的一致性是一项极其困难的事情，尤其是在动态拍摄的情况下，即费时又费力同时难以保证3D拍摄质量。另一方面，在有些情况下，比如足球赛事的3D实况转播时往往希望即有球场内的3D全景视频图像又有特写的3D视频图像。

发明内容

为了克服已有3D摄像机存在的焦距、拍摄方向、拍摄角度和3D深度等的一致性调整困难、无法同时拍摄3D全景视频图像和特写的3D视频图像的不足，本发明提供一种实现3D全景视频图像的拍摄同时进行3D特写视频图像的拍摄、实现在显示器上全景点控的自动3D特写视频图像拍摄的3D立体摄像设备的拍摄参数自动调整系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种3D立体摄像设备的拍摄参数自动调整系统，包括一组由4台全方位摄像装置构成的3D全景摄像装置、一组由2台高清摄像机构成的3D摄像装置和对4台全方位摄像装置的图像进行全景立体成像处理、根据在显示器上显示的3D全景图像上用人机接口方式选择想要拍摄对象的大小及位置信息来自动控制3D摄像装置的对焦、光圈、调整拍摄方向、角度和3D深度动作的、并将3D全景视频图像和3D视频图像按左右通道进行合成处理的计算机；所述的3D全景摄像装置为所述的3D摄像装置提供各种拍摄参数的信息；所述的3D全景摄像装置中的4台全方位摄像装置通过视频卡与所述的计算机进行连接，所述的3D摄像装置中的2台高清摄像机通过图像采集单元与所述的计算机连接；所述的3D摄像装置中的解码器通过RS232/RS485转换器与所述的计算机连接；

所述的计算机包括：

全景图像读取与预处理单元，用于读取4台全方位摄像装置的全景图像并对全景图像做简单图像预处理，分别启动4个线程，每个线程读取一个全方位摄像装置的全景图像，然后用4种不同的模版对相应的全方位摄像装置进行图像预处理，其输出与透视展开单元连接；

透视展开单元，用于对全方位摄像装置的全景图像中的对立体成像提供成像的扇形图像部分进行透视展开，首先将所述的全景图像读取与预处理单元处理得到的4幅图像进行分割处理，分割成8个扇形图像部分，即ODVS1L、ODVS2L、ODVS3L、ODVS4L、ODVS2R、ODVS3R、ODVS4R和ODVS 1R；然后分别对8个扇形图像部分进行透视展开得到4幅ODVS1L、ODVS2L、ODVS3L和ODVS4L的左透视展开图像和4幅ODVS2R、ODVS3R、ODVS4R和ODVS1R的右透视展开图像；其输出与全景立体图像加工单元连接；