專(zhuān)利名稱(chēng)：全景圖像拍攝裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字圖像拍攝技術(shù)，更具體地講，涉及一種拍攝全景圖像的裝置和方法。
背景技術(shù)：
通常，一般的相機(jī)獲取的圖像的視角范圍(大約30度到50度)窄于人的視角范圍(即大約150度到200度)。由于拍攝風(fēng)景及多人合影等場(chǎng)景，或者進(jìn)行個(gè)性化的創(chuàng)意拍攝的需要，產(chǎn)生了一種全景圖像拍攝的技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)在按某一方向逐漸改變拍攝角的同時(shí)分別拍攝多個(gè)場(chǎng)景，將拍攝的場(chǎng)景相互連接來(lái)創(chuàng)建單個(gè)圖像，以獲得其視角與人的視角相似或大于人的視角的照片。數(shù)字圖像拍攝裝置在全景圖像拍攝模式下，顯示先拍攝的圖像的部分邊緣以便適當(dāng)?shù)嘏c當(dāng)前正要拍攝的圖像重疊，從而用戶(hù)可通過(guò)將先拍攝的圖像和當(dāng)前正要拍攝的圖像匹配來(lái)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整拍攝角度，從而使得這些場(chǎng)景在水平或垂直方向上連續(xù)而形成無(wú)縫拼接的全景圖像。然而，這種拍攝方法利用肉眼觀(guān)察是否完全重疊來(lái)判斷旋轉(zhuǎn)角度是否合適，其精確程度不夠高，而且，在用戶(hù)認(rèn)為角度調(diào)整好后按快門(mén)時(shí)可能引起相機(jī)抖動(dòng)而又影響了旋轉(zhuǎn)角度，導(dǎo)致圖像拼接效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種利用角度傳感器提示旋轉(zhuǎn)至合適角度并自動(dòng)拍攝的全景圖像拍攝裝置及方法，以避免上述的問(wèn)題。一種全景圖像拍攝裝置，包括存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)拍攝的圖像；該全景圖像拍攝裝置還包括相機(jī)模塊，用于拍攝圖像，并將拍攝的圖像存儲(chǔ)至該存儲(chǔ)單元；角度傳感器，用于偵測(cè)該相機(jī)模塊拍攝圖像時(shí)該全景圖像拍攝裝置的角度數(shù)據(jù)，該角度數(shù)據(jù)通過(guò)該相機(jī)模塊存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)單元；計(jì)算模塊，用于根據(jù)該相機(jī)模塊所拍攝第一圖像時(shí)該全景圖像拍攝裝置的角度數(shù)據(jù)以及拍攝第二圖像時(shí)全景圖像拍攝裝置的角度數(shù)據(jù)計(jì)算拍攝該第二圖像時(shí)相對(duì)于該第一圖像的第一旋轉(zhuǎn)角度，并將該第一旋轉(zhuǎn)角度、該第一旋轉(zhuǎn)角度存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)單元；該相機(jī)模塊，還用于根據(jù)該第一旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行第三圖像的拍攝，并將該第三圖像及該角度傳感器偵測(cè)到的拍攝該第三圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)單元；拼接模塊，用于將該第一圖像、該第二圖像及該第三圖像拼接生成一全景圖像。一種全景圖像拍攝方法，應(yīng)用于一全景圖像拍攝裝置，該全景圖像拍攝裝置包括有角度傳感器，該方法包括步驟，實(shí)時(shí)偵測(cè)當(dāng)前角度數(shù)據(jù)；拍攝并存儲(chǔ)第一圖像及拍攝該第一圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)；拍攝并存儲(chǔ)第二圖像及拍攝該第二圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)；計(jì)算并存儲(chǔ)第一旋轉(zhuǎn)角度；根據(jù)該第一旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行后續(xù)圖像的拍攝；拼接全部圖像生成一全景圖像。本發(fā)明通過(guò)利用一角度傳感器提示旋轉(zhuǎn)至合適角度并自動(dòng)拍攝的全景圖像拍攝裝置及方法，提高旋轉(zhuǎn)角度的精確程度，拍攝時(shí)不會(huì)產(chǎn)生相機(jī)抖動(dòng)，圖像拼接效果較佳。


圖1為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中全景圖像拍攝裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為該全景圖像拍攝裝置左右旋轉(zhuǎn)時(shí)的重疊區(qū)域示意圖。圖3為該全景圖像拍攝裝置上下旋轉(zhuǎn)時(shí)的重疊區(qū)域示意圖。圖4為本發(fā)明的全景圖像拍攝方法的流程圖。圖5為圖4所示全景圖像拍攝方法的子流程圖。圖6為圖4所示全景圖像拍攝方法的另一子流程圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明全景圖像拍攝裝置100
相機(jī)模塊10
存儲(chǔ)單元20
角度傳感器30
顯示單元40
鏡頭單元50
處理單元60
警示單元70
計(jì)算模塊61
判斷模塊62
拼接模塊6具體實(shí)施例方式本發(fā)明的全景圖像拍攝裝置100可以是數(shù)碼相機(jī)、具有相機(jī)功能的個(gè)人數(shù)字助手 (PDA)、智能電話(huà)、便攜式多媒體播放器(PMP)或其他移動(dòng)通信終端。請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明的全景圖像拍攝裝置100包括相機(jī)模塊10、存儲(chǔ)單元20、角度傳感器30及顯示單元40。該相機(jī)模塊10通過(guò)鏡頭單元50來(lái)將感應(yīng)的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像進(jìn)行拍攝。 該存儲(chǔ)單元20，用于存儲(chǔ)拍攝的圖像。該角度傳感器30，用于實(shí)時(shí)偵測(cè)該全景圖像拍攝裝置100的角度數(shù)據(jù)，該角度數(shù)據(jù)為俯仰角度和水平角度的數(shù)據(jù)。該顯示單元40，用于實(shí)時(shí)顯示該角度傳感器30偵測(cè)到的角度數(shù)據(jù)(如以虛擬羅盤(pán)或以坐標(biāo)、列表的形式顯示角度數(shù)據(jù))，并在屏幕上半透明地顯示已拍攝的前一圖像的重疊區(qū)域和當(dāng)前圖像的預(yù)覽。該重疊區(qū)域是為了拍攝當(dāng)前圖像時(shí)與前一圖像完整拼接，而在該顯示單元40顯示的當(dāng)前圖像與前一圖像的重合區(qū)域，方便用戶(hù)預(yù)覽拼接效果(如圖2和圖3所示分別為該全景圖像拍攝裝置100左右旋轉(zhuǎn)和上下旋轉(zhuǎn)時(shí)的重疊區(qū)域)。該全景圖像拍攝裝置100還包括處理單元60及警示單元70。該處理單元60包括計(jì)算模塊61、判斷模塊62及拼接模塊63。在用戶(hù)設(shè)置該全景圖像拍攝裝置100，進(jìn)入全景圖像拍攝模式后，該相機(jī)模塊10 響應(yīng)用戶(hù)的操作拍攝第一圖像和第二圖像，并將該第一圖像、第二圖像及該角度傳感器30 偵測(cè)到的拍攝該第一圖像及第二圖像時(shí)該全景圖像拍攝裝置100的角度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)單元20。該計(jì)算模塊61根據(jù)角度傳感器30偵測(cè)到的拍攝第一圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)以及拍攝第二圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)計(jì)算出拍攝第二圖像時(shí)相對(duì)于拍攝該第一圖像的第一旋轉(zhuǎn)角度， 并將該第一旋轉(zhuǎn)角度存儲(chǔ)至該存儲(chǔ)單元20。該判斷模塊62用于在拍攝該第二圖像時(shí)，若當(dāng)前正拍攝的預(yù)覽圖像邊緣部分與該第一圖像重疊區(qū)域沒(méi)有完全重疊，該判斷模塊62產(chǎn)生一警示信號(hào)。該警示單元70，用于接收該警示信號(hào)進(jìn)行警示操作。本實(shí)施方式中，該警示操作為在該顯示單元40進(jìn)行閃光警示。在另一實(shí)施方式中，該警示單元70為一揚(yáng)聲器，該警示操作為該揚(yáng)聲器發(fā)出聲音警示。從而，通過(guò)該判斷模塊62以及警示單元70的警示作用，可確保用戶(hù)將該第一圖像和第二圖像的邊緣部分進(jìn)行完全重疊。在第一實(shí)施方式中，該計(jì)算模塊61還用于在進(jìn)行第三圖像的拍攝時(shí)，計(jì)算該第三圖像相對(duì)于該第二圖像的第二旋轉(zhuǎn)角度，并發(fā)送給判斷模塊62。其中，由該角度傳感器30 實(shí)時(shí)偵測(cè)拍攝該第三圖像時(shí)全景圖像拍攝裝置100的角度數(shù)據(jù)，該計(jì)算模塊61根據(jù)該拍攝第三圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)以及拍攝第二圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)計(jì)算該第三圖像相對(duì)于該第二圖像的第二旋轉(zhuǎn)角度。該判斷模塊62還用于接收該第二旋轉(zhuǎn)角度，并判斷該第二旋轉(zhuǎn)角度與該第一旋轉(zhuǎn)角度是否一致。若不一致時(shí)，產(chǎn)生一警示信號(hào)發(fā)送給該警示單元70，該警示單元 70進(jìn)行所述的警示操作，提醒用戶(hù)調(diào)整該第三圖像的角度；一致時(shí)，產(chǎn)生一拍攝信號(hào)給相機(jī)模塊10，該相機(jī)模塊10接收到拍攝信號(hào)后從而拍攝第三圖像，并將該第三圖像及該角度傳感器30偵測(cè)到的拍攝該第三圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)單元20。同理該判斷模塊 62在用戶(hù)進(jìn)行第四圖像拍攝時(shí)，判斷該第四圖像相對(duì)于該第三圖像的第三旋轉(zhuǎn)角度是否等
于該第一旋轉(zhuǎn)角度，如果是則產(chǎn)生一拍攝信號(hào)......，以此類(lèi)推直到完成全部的全景圖像拍攝。在第二實(shí)施方式中，所述鏡頭單元50置于一伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸上(圖中未示)，可受控進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)。在進(jìn)行第三圖像的拍攝時(shí)，該相機(jī)模塊10從該存儲(chǔ)單元20獲取該第一旋轉(zhuǎn)角度發(fā)送給該伺服電機(jī)，以控制該鏡頭單元50旋轉(zhuǎn)一與該第一旋轉(zhuǎn)角度相等的角度， 該相機(jī)模塊10拍攝并存儲(chǔ)第三圖像及拍攝該第三圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)。即該鏡頭單元50在該計(jì)算模塊61計(jì)算出第一旋轉(zhuǎn)角度之后，沿著旋轉(zhuǎn)方向每旋轉(zhuǎn)一與該第一旋轉(zhuǎn)角度相等的角度，該相機(jī)模塊10拍攝一圖像，以此類(lèi)推，進(jìn)行第三圖像、第四圖像等的拍攝，直到完成全部的全景圖像拍攝。該拼接模塊63用于在相機(jī)模塊10完成全景圖像拍攝后，對(duì)拍攝的所有圖像進(jìn)行拼接，從而形成一完整的全景圖像。其中該拼接模塊63拼接的具體過(guò)程為在當(dāng)前圖像中搜索與前一圖像相同的重疊區(qū)域，將當(dāng)前圖像與前一圖像的重疊區(qū)域進(jìn)行拼接生成一拼接圖像，從而各圖像完整拼接生成一全景圖像。請(qǐng)參考圖4，本發(fā)明全景圖像拍攝方法的較佳實(shí)施方式包括以下步驟S41 設(shè)置該全景圖像拍攝裝置100，進(jìn)入全景圖像拍攝模式，該角度傳感器30實(shí)時(shí)偵測(cè)當(dāng)前角度數(shù)據(jù)。S42 該相機(jī)模塊10響應(yīng)用戶(hù)的操作拍攝第一圖像，并將該第一圖像及該角度傳感器30偵測(cè)到的拍攝該第一圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)單元20。S43 進(jìn)行第二圖像的拍攝，該判斷模塊62當(dāng)前正拍攝的預(yù)覽圖像邊緣部分與該
第一圖像重疊區(qū)域有沒(méi)有完全重疊。
6
S44 若判斷結(jié)果為否，則產(chǎn)生一警示信號(hào)，該警示單元70接收該警示信號(hào)進(jìn)行一警示操作，從而提示用戶(hù)校準(zhǔn)拍攝角度，返回步驟S43。S45 若判斷結(jié)果為是，該相機(jī)模塊10響應(yīng)用戶(hù)的操作拍攝該第二圖像，并將該第二圖像及該第二圖像的角度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)單元20。S46 該計(jì)算模塊61根據(jù)該第一圖像的角度數(shù)據(jù)以及該第二圖像的角度數(shù)據(jù)計(jì)算出拍攝該第二圖像時(shí)相對(duì)于該第一圖像的第一旋轉(zhuǎn)角度，并將該第一旋轉(zhuǎn)角度存儲(chǔ)至該存儲(chǔ)單元20。S47 根據(jù)該第一旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行后續(xù)圖像的拍攝。S48 該拼接模塊63將該全部圖像拼接生成一全景圖像。請(qǐng)參考圖5，為本發(fā)明第一實(shí)施方式，也即圖4所示全景圖像拍攝方法步驟S47的子步驟，包括S51 進(jìn)行第三圖像的拍攝，該計(jì)算模塊61實(shí)時(shí)計(jì)算該第三圖像相對(duì)于該第二圖像的第二旋轉(zhuǎn)角度，并發(fā)送給判斷模塊62。S52 該判斷模塊62接收該第二旋轉(zhuǎn)角度，并判斷該第二旋轉(zhuǎn)角度與該存儲(chǔ)單元 20所存儲(chǔ)的第一旋轉(zhuǎn)角度是否一致。S53 若不一致時(shí)，產(chǎn)生一警示信號(hào)發(fā)送給該警示單元70，該警示單元70進(jìn)行所述的警示操作，從而提示用戶(hù)校準(zhǔn)拍攝角度，返回步驟S51。S54 一致時(shí)，產(chǎn)生一拍攝信號(hào)給相機(jī)模塊10，該相機(jī)模塊10接收到拍攝信號(hào)后拍攝第三圖像，并將該第三圖像及該角度傳感器30偵測(cè)到的拍攝該第三圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)
存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)單元20 ；以此類(lèi)推進(jìn)行第四、第五圖像......的拍攝，直到完成全部的全景
圖像拍攝。請(qǐng)參考圖6，為本發(fā)明第二實(shí)施方式，也即圖4所示全景圖像拍攝方法步驟S47的子步驟，包括S61 進(jìn)行第三圖像的拍攝，該相機(jī)模塊10從該存儲(chǔ)單元20獲取該第一旋轉(zhuǎn)角度， 通過(guò)所述伺服電機(jī)控制該鏡頭單元旋轉(zhuǎn)一與該第一旋轉(zhuǎn)角度相等的角度。S62 該相機(jī)模塊拍攝并存儲(chǔ)第三圖像及拍攝該第三圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)，以此類(lèi)
推，該鏡頭單元旋轉(zhuǎn)后分別進(jìn)行第四、第五圖像......的拍攝，直到完成全部的全景圖像拍攝。綜上所述，本發(fā)明全景圖像拍攝裝置100因包括角度傳感器30，能夠自動(dòng)感知角度并判斷旋轉(zhuǎn)角度是否合適，其精確程度高，而且，在角度調(diào)整好后可以自動(dòng)拍攝，拼接圖像效果較佳。
權(quán)利要求
1.一種全景圖像拍攝裝置，包括存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)拍攝的圖像；其特征在于，該全景圖像拍攝裝置還包括相機(jī)模塊，用于拍攝圖像，并將拍攝的圖像存儲(chǔ)至該存儲(chǔ)單元； 角度傳感器，用于偵測(cè)該相機(jī)模塊拍攝圖像時(shí)該全景圖像拍攝裝置的角度數(shù)據(jù)，該角度數(shù)據(jù)通過(guò)該相機(jī)模塊存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)單元；計(jì)算模塊，用于根據(jù)該相機(jī)模塊所拍攝第一圖像時(shí)該全景圖像拍攝裝置的角度數(shù)據(jù)以及拍攝第二圖像時(shí)該全景圖像拍攝裝置的角度數(shù)據(jù)計(jì)算拍攝該第二圖像時(shí)相對(duì)于該第一圖像的第一旋轉(zhuǎn)角度，并將該第一旋轉(zhuǎn)角度存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)單元；該相機(jī)模塊，還用于根據(jù)該第一旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行第三圖像的拍攝，并將該第三圖像及該角度傳感器偵測(cè)到的拍攝該第三圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)單元；拼接模塊，用于將該第一圖像、該第二圖像及該第三圖像拼接生成一全景圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全景圖像拍攝裝置，其特征在于還包括判斷模塊，在進(jìn)行第三圖像拍攝時(shí)，該計(jì)算模塊計(jì)算該全景圖像拍攝裝置的角度數(shù)據(jù)相對(duì)于該第二圖像的角度數(shù)據(jù)的第二旋轉(zhuǎn)角度，該判斷模塊判斷該第二旋轉(zhuǎn)角度與該第一旋轉(zhuǎn)角度一致時(shí)，產(chǎn)生一拍攝信號(hào)給該相機(jī)模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全景圖像拍攝裝置，其特征在于還包括鏡頭單元，在進(jìn)行第三圖像的拍攝時(shí)，該相機(jī)模塊從該存儲(chǔ)單元獲取該第一旋轉(zhuǎn)角度，控制該鏡頭單元旋轉(zhuǎn)一與該第一旋轉(zhuǎn)角度相等的角度后，該相機(jī)模塊拍攝并存儲(chǔ)第三圖像及拍攝該第三圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全景圖像拍攝裝置，其特征在于還包括一顯示單元，用于實(shí)時(shí)顯示該角度傳感器偵測(cè)到的角度數(shù)據(jù)，并在屏幕上半透明地顯示已拍攝的前一圖像的重疊區(qū)域和當(dāng)前圖像的預(yù)覽。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全景圖像拍攝裝置，其特征在于該判斷模塊還用于在拍攝該第二圖像時(shí)，判斷當(dāng)前正拍攝的預(yù)覽圖像邊緣部分與該重疊區(qū)域沒(méi)有完全重疊，及在進(jìn)行第三圖像的拍攝時(shí)，判斷該第二旋轉(zhuǎn)角度與該第一旋轉(zhuǎn)角度不一致時(shí)，產(chǎn)生一警示信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全景圖像拍攝裝置，其特征在于還包括一警示單元，該警示單元接收該警示信號(hào)進(jìn)行警示操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全景圖像拍攝裝置，其特征在于該警示操作為在該顯示單元進(jìn)行閃光警示或該警示單元為一揚(yáng)聲器，該警示操作為該揚(yáng)聲器發(fā)出聲音警示。
8.—種全景圖像拍攝方法，應(yīng)用于一全景圖像拍攝裝置，該全景圖像拍攝裝置包括有角度傳感器，其特征在于，該方法包括步驟實(shí)時(shí)偵測(cè)當(dāng)前角度數(shù)據(jù)；拍攝并存儲(chǔ)第一圖像及拍攝該第一圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)；拍攝并存儲(chǔ)第二圖像及拍攝該第二圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)；計(jì)算并存儲(chǔ)第一旋轉(zhuǎn)角度；根據(jù)該第一旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行后續(xù)圖像的拍攝；拼接全部圖像生成一全景圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的全景圖像拍攝方法，其特征在于，該“根據(jù)該第一旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行后續(xù)圖像的拍攝”的步驟還包括，進(jìn)行第三圖像的拍攝，當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)角度與第一旋轉(zhuǎn)角度一致時(shí)發(fā)送一拍攝信號(hào)，若不一致時(shí)，產(chǎn)生一警示信號(hào)；接收到拍攝信號(hào)后拍攝并存儲(chǔ)第三圖像及拍攝該第三圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的全景圖像拍攝方法，其特征在于，該“根據(jù)該第一旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行后續(xù)圖像的拍攝”的步驟還包括，進(jìn)行第三圖像的拍攝，獲取該第一旋轉(zhuǎn)角度，控制旋轉(zhuǎn)一與該第一旋轉(zhuǎn)角度相等的角度；拍攝并存儲(chǔ)第三圖像及拍攝該第三圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種全景圖像拍攝裝置及方法。該方法包括步驟，實(shí)時(shí)偵測(cè)當(dāng)前角度數(shù)據(jù)；拍攝并存儲(chǔ)第一圖像及拍攝該第一圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)；拍攝并存儲(chǔ)第二圖像及拍攝該第二圖像時(shí)的角度數(shù)據(jù)；計(jì)算并存儲(chǔ)第一旋轉(zhuǎn)角度；根據(jù)該第一旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行后續(xù)圖像的拍攝；拼接全部圖像生成一全景圖像。
文檔編號(hào)G03B37/02GK102207674SQ20101013606
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者蓋啟圣 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司