[发明专利]3D立体摄像设备的拍摄参数自动调整系统

摘要

一种3D立体摄像设备的拍摄参数自动调整系统，其硬件包括3D全景立体摄像装置、3D立体摄像设备和计算机，是通过四台具有相同成像参数的全方位摄像装置集成构建而成的，3D全景立体摄像装置为3D立体摄像设备提供各种拍摄参数的信息，如拍摄角αR、方位角φR、水平开角θ、焦距f1和光圈值F，根据这些参数值通过PELCO-D控制协议自动控制3D立体摄像装置中的水平转动、垂直转动、调焦、水平开角和3D深度的调整等电机的动作，使得在立体放映设备上即能播放全局的3D全景视频图像又能浏览局部特写的3D视频图像，不需要特有的立体摄像专业人员也能拍摄出质量高的3D全景和3D视频图像。可广泛的应用于重大体育赛事、文艺演出、动画电影、游戏等许多应用领域。

主权项

一种3D立体摄像设备的拍摄参数自动调整系统，其特征在于：所述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；全景立体图像加工单元，用于输出全景立体图像给立体显示设备，将在所述的透视展开单元中以Viewer1、Viewer2、Viewer3和Viewer4四个视角进行展开的左右图像分两个通道输出给立体显示设备，其中4幅ODVS1L、ODVS2L、ODVS3L和ODVS4L的左透视展开图像合成一个视频流图像传输给立体显示设备的左侧视频图像输入端，4幅ODVS2R、ODVS3R、ODVS4R和ODVS1R的右透视展开图像合成一个视频流图像传输给3D图像和3D全景图像合成单元的输入端；3D摄像装置参数调整单元，用于响应3D摄像师通过人机接口在全景图上选 择想要特写拍摄的区域时所产生的事件，特写拍摄的区域以下用ROP表示，自动进行3D景深的设定和3D效果的调整以及摄像机的焦距、拍摄方向和拍摄角度等调整；所述的3D摄像装置参数包括：ROP的拍摄角αR、ROP的方位角φR、左右两台高清摄像机的水平开角θ、左右两台高清摄像机的焦距f1和左右两台高清摄像机的光圈值F，上述这些参数通过所述的3D全景摄像装置的全景立体视频信息加工获得；所述的3D摄像装置参数调整单元的处理过程为：步骤1：读取ROP的大小、位置等信息；步骤2：根据ROP的中心位置计算得到控制云台的拍摄角αR和方位角φR信息；步骤3：根据所述的3D全景摄像装置中所成像两个相关ODVS的几何关系来计算3D特写拍摄视场范围内的拍摄物的拍摄距离L；步骤4：根据拍摄距离L和ROP的大小确定左右摄像机的焦距f1；步骤5：根据拍摄距离L和左右摄像机的基线距B2确定左右摄像机的水平开角θ；步骤6：根据拍摄距离L确定调焦距离值及相应的光圈系数值F；步骤7：根据这些参数值通过PELCO‑D控制协议控制所述的3D摄像装置中的水平转动、垂直转动、调焦、水平开角和3D深度的调整等电机的动作；3D图像读取单元，用于从所述的高清视频采集单元分别读取所述的3D摄像装置所获得的左右两个通道的视频图像，其输出与所述的3D图像和3D全景图像合成单元的输入相连接；3D图像和3D全景图像合成单元，用于将所述的3D摄像装置所获得的左右两个通道的视频图像和所述的全景立体图像加工单元所得到的左右两个通道的全景视频图像进行合成处理，左通道的视频图像与左通道的全景视频图像合成在一起，合成的一个视频流图像传输给立体显示设备的左侧视频图像输入端；右通道的视频图像与右通道的全景视频图像合成在一起，合成的一个视频流图像传输给立体显示设备的右侧视频图像输入端。