[发明专利]全景摄像系统

权利要求书

1.一种全景摄像系统，包括鱼眼镜头、图像传感器、信号传输线、图像处理器、显示设备和电缆，其特征在于：鱼眼镜头的透镜组由多片透镜组成，视场角为水平360度、垂直210度；鱼眼镜头的输出端与图像传感器的输入端相连，鱼眼镜头将摄取的360°圆形景象输送给图像传感器，并在图像传感器的靶面上成像，图像传感器将光信号转换成模拟电信号，并将该模拟电信号转换成数字信号，图像传感器将携带了360°圆形景象信息的数字信号通过信号传输线传输给图像处理器；图像处理器采用校正的同心圆环近似展开法以及图像插值运算的方法，对圆形畸变全景图像进行坐标变换、图像校正以及图面展开处理，处理后形成矩形全景图像；图像处理器将矩形全景图像通过电缆输送给显示设备进行显示。

2.根据权利要求1所述的全景摄像系统，其特征在于：所述图像处理器采用DSP或FPGA可编程器件。

3.根据权利要求1所述的全景摄像系统，其特征在于：所述图像传感器采用具有较高分辨率的CCD图像传感器，CCD图像传感器可采用ICX445系列。

4.根据权利要求1所述的全景摄像系统，其特征在于：所述图像传感器采用具有较高分辨率的CMOS图像传感器，CMOS图像传感器采用MT9D131系列。

5.根据权利要求1所述的全景摄像系统，其特征在于：同心圆环近似展开法为：把展开前的全景环形图像看作由一系列同心圆环组成，通过展开每个同心圆环来完成全景图像的展开；首先将全景环形图像延其最外层圆周展开，得到矩形图像的最上边一行，之后以同心圆环方式从最外层向内逐层展开。

6.根据权利要求1所述的全景摄像系统，其特征在于：同心圆环近似展开法的算法步骤如下：

一.全景环形图像的长为width，高为height，width和height的单位均为像素数，则该图的中心点坐标为(width/2，height/2)，取半径R＝min(width/2，height/2)；

二.展开后的矩形图像的长度应为全景环形图像的最外圆周长L＝2πR，将最外围圆周展开成矩形图像的最上边一行，展开后的矩形图像的高度为R；

在通常情况下，全景环形图像的最外圆周和接近圆心的部分通常存在很多图像噪声，或者存在盲区；因此在展开时一般不将最外圆周和接近圆心的部分进行展开处理；此时可设置参数r1和r2(O≤r1＜r2≤R)，将需要处理的全景环形图像最外围设置成半径为r2的圆周，最内层为半径为r1的圆周；

将只展开内径r1到外径r2之间的环状区域，展开后矩形图像的长度为半径r2的圆周1＝2πr2，矩形图像的高度为(r2-r1)；

三.将以上步骤获得的参数作为已知条件，进行图像的展开：以全景环形图像的圆心为原点，将全景环形图像中的某点极坐标(r，θ)变换成直角坐标系的坐标为：其中Ox和Oy为圆心在展开后的直角坐标系中的坐标，r1≤r≤r2；

四.以半径r2所处圆周的周长作为展开后的矩形图像的长度，利用以上公式将角度θ逐渐增大，如此将圆周或某段圆弧上的像素映射到矩形图像的第一行，然后减少半径至r2-1，将第二个圆周上的像素映射到矩形图像的第二行，如此直至半径缩小至r1；

五.以上计算不可避免的出现变换后的矩形图像中某些点无法得到像素值，这就需要进行图像插值运算；将高分辨率技术与全景分数维插值进行结合，采用多次样条插值法。