[发明专利]一种球型摄像机生成全景图像的方法及球型摄像机

说明书

本发明公开了一种球型摄像机生成全景图像的方法及球型摄像机，该方法包括：按照设定规则进行多次转动，每完成一次转动，采集当前位置的图像；根据图像坐标系与世界坐标系之间的映射关系，得到该图像在世界坐标系中的曲面图像；根据世界坐标系与球型摄像机坐标系之间的映射关系，得到该图像在球型摄像机坐标系中的曲面图像；根据球型摄像机坐标系与全景图像坐标系之间的映射关系，得到该图像在全景图像坐标系中的平面图像；根据当前位置的图像在全景图像坐标系中的平面图像，进行全景图像的拼接。本发明能够通过各个坐标系之间一一对应的坐标关系，可将球型摄像机获取的多幅图像拼接为一幅全景图像，该全景图像可以为360全景图像。

技术领域

本发明涉及视频图像处理技术领域，尤其涉及一种球型摄像机生成全景图像的方法及球型摄像机。

背景技术

全景图像拼接是指将一组有重叠部分的图像序列经过空间配准、图像融合后形成一幅包含每个图像序列的全景图像。在进行全景图像拼接时包括：图像与处理、图像配准、图像融合三个关键步骤，其中图像配准是全景图像拼接的核心部分，其目的在于找到一个空间变换，使得数字图像序列之间相互重叠的部分的坐标点能够对准。在图像配准之后，为了保证不同图像之间所存在的亮度和色度的平衡，对图像配准之后得到的图像进行图像融合的处理。

现有的全景图像拼接的方案主要为基于特征点的拼接方案，在具体实施时，需要计算图像之间的变换矩阵，利用变换矩阵对采集到的多幅图像进行拼接，从而得到全景图像，主要步骤包括：提取特征点；特征点匹配；变换参数估计；图像融合，从而得到全景图像。

基于特征点的拼接方案精度较高，但该方法要求被拼接的图像之间相互重叠，且重叠的部分必须存在较多的特征点，并且，要求场景的景深基本一致。在利用这种方法拼接全景图像时，对图像内容要求较高，若图像内容比较单一(比如只有墙壁)，则无法提取明显的特征点，此时对图像进行拼接时会出现较大误差。而且，这种方法无法拼接成360全景图像。

发明内容

本发明提供了一种球型摄像机生成全景图像的方法及球型摄像机，用于解决现有技术中在进行图像拼接时，对图像要求太高且无法拼接成360全景图像的问题。

本发明提供了一种球型摄像机生成全景图像的方法，包括：

球型摄像机按照设定规则进行多次转动，每完成一次转动，采集当前位置的图像，其中，所述球型摄像机按照设定规则进行多次转动为：球型摄像机在两个垂直平面内以设定转动方向和设定转动步长，在设定的角度范围内进行多次转动；

根据图像坐标系与预先建立的世界坐标系之间的映射关系，将当前位置的图像上每个像素点映射到预先建立的世界坐标系中，得到该图像在世界坐标系中的曲面图像；

根据预先建立的世界坐标系与预先建立的球型摄像机坐标系之间的映射关系，将当前位置的图像上每个像素点映射到球型摄像机坐标系中，得到该图像在球型摄像机坐标系中的曲面图像，其中，预先建立的球型摄像机坐标系的坐标原点为球型摄像机转动的中心，该坐标系的x轴和y轴分别在所述两个垂直平面内，z轴与所述x轴和y轴垂直，该坐标系中任一点的x轴坐标为该点与球心的连线投影到x轴所在的平面后，与该平面内的参考线的夹角，y轴坐标为该点与球心的连线投影到y轴所在的平面后，与该平面内的参考线的夹角，z轴坐标为设定半径；

根据预先建立的球型摄像机坐标系与预先建立的全景图像坐标系之间的映射关系，将当前位置的图像上每个像素点映射到全景图像坐标系中，得到该图像在全景图像坐标系中的平面图像；

根据当前位置的图像在全景图像坐标系中的平面图像，进行全景图像的拼接。

所述方法中，所述按照设定规则进行多次转动，具体包括：

球型摄像机在设定的坐标原点，从设定初始位置开始，在第一平面内以设定第一步长和设定第一方向转动；