图像采集方法装置、采集设备及计算机存储介质与流程

本发明涉及信息技术领域，尤其涉及一种图像采集方法及装置、采集设备及计算机存储介质。

背景技术：

图像采集是很多电子设备的必备功能。例如，现有的手机、平板电脑或可穿戴式设备等都配置有摄像头，可以用于采集图像。在有些情况下需要采集广角图像，在现有技术中广角图像的采集需要配置专门的广角镜头。在一个电子设备中配置广角镜头，显然一方面会增加电子设备的成本，另一方面会阻碍电子设备的轻薄化。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例期望提供的图像采集方法及装置，解决上述问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例第一方面提供一种图像采集方法，包括：

当采集设备移动到预设采集角度时，进行图像采集生成预设区域对应的第一图像；

拼接多个所述预设区域对应的所述第一图像，生成球面图像；

将所述球面图像投影到预设参考面内，生成第二图像。

基于上述方案，所述当采集设备移动到使得所述采集设备的当前采集角度为所述预设采集角度时，采集图像形成第一图像，包括：

检测所述采集设备的移动参数；

当所述移动参数表明所述采集设备移动到所述预设采集角度时，采集所述第一图像。

基于上述方案，所述方法还包括：

显示设定页面；

检测作用于所述设定页面的第一操作；

根据所述第一操作，确定所述球面图像对应的采集范围。

基于上述方案，所述方法还包括：

检测作用于所述设定页面的第二操作；

根据所述第二操作，确定所述预设区域的分布。

基于上述方案，所述第一图像采集的实际区域大于所述预设区域。

基于上述方案，所述方法还包括：

获取所述采集设备采集每一个所述第一图像的移动参数；

根据所述移动参数，将所述第一图像显示在预定位置，其中，一个所述预定位置对应于一个所述预设区域；

当所有所述预设位置均显示有所述第一图像时，控制所述采集设备停止所述第一图像的采集。

基于上述方案，所述方法还包括：

当根据所述移动参数确定出采集设备生成的图像的采集角度与所述预设采集角度的误差不在预设范围内时，输出重新采集提示信息。

本发明实施例第二方面提供一种图像采集装置，包括：

采集单元，用于当采集设备移动到预设采集角度时，进行图像采集生成预设区域对应的第一图像；

拼接单元，用于拼接多个所述预设区域对应的所述第一图像，生成球面图像；

投影单元，用于将所述球面图像投影到预设参考面内，生成第二图像。

基于上述方案，所述采集单元，具体用于检测所述采集设备的移动参数；当所述移动参数表明所述采集设备移动到所述预设采集角度时，采集所述第一图像。

基于上述方案，所述装置还包括：

显示单元，用于显示设定页面；

检测单元，用于检测作用于所述设定页面的第一操作；

确定单元，用于根据所述第一操作，确定所述球面图像对应的采集范围。

基于上述方案，所述检测单元，还用于检测作用于所述设定页面的第二操作；

所述确定单元，还用于根据所述第二操作，确定所述预设区域的分布。

基于上述方案，所述第一图像采集的实际区域大于所述预设区域。

基于上述方案，所述装置还包括：

获取单元，用于获取所述采集设备采集每一个所述第一图像的移动参数；

显示单元，用于根据所述移动参数，将所述第一图像显示在预定位置，其中，一个所述预定位置对应于一个所述预设区域；

所述采集单元，具体用于当所有所述预设位置均显示有所述第一图像时，控制所述采集设备停止所述第一图像的采集。

基于上述方案，所述装置还包括：

提示单元，用于当根据所述移动参数确定出采集设备生成的图像的采集角度与所述预设采集角度的误差不在预设范围内时，输出重新采集提示信息。

本发明实施例第三方面提供一种采集设备，包括：

摄像头，用于采集图像；

存储器，用于存储有计算机程序；

处理器，分别与所述摄像头及所述存储器连接，用于通过执行所述计算机程序，控制所述摄像头进行图像采集，从而实现前述任意一项或多项提供的图像采集方法。

本发明实施例第四方面提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行之后，能够实现前述一项或多项提供的图像采集方法。

本发明实施例提供的图像采集方法及装置、采集设备及计算机存储介质，会在多个预设采集角度采集形成第一图像，将第一图像拼接成球面图像，再通过球面图像的投影得到第二图像，这里的第二图像可为广角图像或全角图像。显然，这样的电子设备可以不用配置专门的广角镜头等采集角度更大的摄像头，也能够采集广角图像或全角图像，减少了电子设备的硬件成本，有利于实现电子设备的轻薄化。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种图像采集方法的流程示意图；

图2a为本发明实施例提供的一种采集球面的示意图；

图2b为本发明实施例提供的另一种采集球面的示意图

图3a为本发明实施例提供的一种球面图像的投影方式示意图；

图3b为图3a所示投影方式形成的投影图像；

图4a为本发明实施例提供的一种球面图像的投影方式示意图；

图4b为图4a所示投影方式形成的投影图像；

图5a为本发明实施例提供的一种球面图像的投影方式示意图；

图5b为图5a所示投影方式形成的投影图像；

图6为本实施例提供的一种采集设备的移动轨迹示意图；

图7为本发明实施例提供的一种图像采集装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细阐述。

如图1所示，本实施例提供一种图像采集方法，包括：

步骤s110：当采集设备移动到预设采集角度时，采集图像形成第一图像；

步骤s120：拼接多个所述预设区域的所述第一图像，生成球面图像；

步骤s130：将所述球面图像投影到预设参考面内，生成第二图像。

本实施例提供的所述图像采集方法，可应用于各种具有图像采集功能的电子设备中，例如，手机、平板电脑或可穿戴式设备等。

在本实施中在进行图像采集时，移动所述采集设备，例如，用户手持所述采集设备进行移动。

在采集设备移动过程中，采集设备的采集单元的采集角度相对于采集设备自身可保持不变，但是由于采集设备的运动，导致采集设备相当于参考点的采集角度发生了变化，在本实施例中所述预设采集角度和所述采集设备的当前采集角度均是相对于参考点而言的。在本实施例中所述参考点可为预先设置的。例如，用户手持采集设备进行移动，用户站立的位置或用户手臂与胳臂交接位置就可视为所述参考点。

在步骤s110中当运动到一个预设采集角度时，在该预设采集角度按照预定时间间隔连续采集多张备选图像，通过图像质量的比对，选择图像质量最优的一张备选图像作为所述第一图像，进行步骤s120中的球面图像的拼接。这样的一方面可以提升球面图像的图像质量和第二图像的图像质量，另一方面，可以减少每次仅采集一张，因图像质量差导致的重复采集的问题。这里的图像质量的比对，可包括图像清晰度的比对，选择清晰度最高的一张备选图像作为所述第一图像。采集设备在运动中采集图像，相邻两张备选图像可能会出现预设区域稍有差异，在本实施例中可以选择出的备选图像对应的实际预设区域至少包括完整的所述预设区域。

在本实施例中被采集所有预设区域拼接起来相对于参考点是呈球面分布的。故在步骤s120中进行多个源自不同预设区域的第一图像拼接之后形成的拼接图像是一个相对于参考点呈球面或半球面的图像，故称为球面图像。在进行图像拼接时，一个第一图像为采集对象为一个所述预设区域的图像。值得注意的是这里的球面图像包括：360度球面图像等全球面图像、90度球面图像、180度球面图像等半球面图像。

在步骤s130中将球面图像投影到预设参考面内，这里的预设参考面可为平面也可以为曲面，但是向该预设参考面内投影所述球面图像，球面图像透射到该预设参考面内的图像，即为所述第二图像。第二图像是参照用户观看进行投影的。在本实施例中所述预设参考面可为用户视线平面。若所述预设参考面为平面，则所述第二图像为所述球面图像投影到平面内的投影效果；若所述预设参考面为曲面，则所述第二图像为所述球面图像投影到曲面内的投影效果。

本实施例提供的所述图像采集方法，可以利用标准镜头通过多张第一图像的采集，再结合图像拼接进行广角图像和/或全角图像的采集。广角图像为相对于参考点为圆心，采集范围为90度或135度以上的图像。这里的全角图像可为以参考点为圆心的360度球面图像。

图2a为一个采集球面的示意图，图2a中一个圆圈代表一个预设区域。将这些预设区域采集的图像拼接起来就形成了一个与图2a所示球面等半径的球面图像或近似球面图像。

图2b为另一个采集球面的示意图，图2b中以x轴、y轴及z轴形成的直角坐标系作为采集球面的球心，采集角度为90度，在图2b中通过球面的经纬线划分预设区域。在本实施例中所述预设区域都可以由球面的经纬线交叉切割而成。

再通过球面图像的投影到预设参考面得到所述第二图像，这里的第一图像和第二图像都为平面图像。

以下提供几种球面图像投影成第二图像的几种可选方式：

可选方式一，圆柱投影：

如图3a所示，以地球的球面图像为例，进行圆柱投影，形成了如图3b所示的圆柱投影平面图像。所述圆柱投影的过程包括：利用与球面图像相切的圆柱套在所述球面图像外围，以圆柱面作为投影面，将球面图像投影到所述原子数面上，圆柱面展开后形成的图像即为所述圆柱投影平面图像。

可选方式二，圆锥投影：

如图4a所示，以地球的球面图像为例，进行圆锥投影，形成了如图4b所示的圆锥投影平面图形。圆锥投影过程为：投影圆锥嵌套在球面图像的外围，将图像投影到圆锥面上，然后沿预设方向的直线裁剪圆锥面得到所述圆锥投影平面图形。

可选方式三，方位投影：

如图5a所示，以地球的球面图像为例，进行方位投影，形成了如图5b所示的圆形平面图像。所述方位投影包括：方位投影分为非透视方位投影和透视方位投影。非透视方位投影按变形性质又分为等角、等积和任意(包括等距离)投影；透视方位投影随视点位置不同又分为正射、外心、球面和球心投影。

在一些实施例中，所述步骤s110可包括：

检测所述采集设备的移动参数；

当所述移动参数表明所述采集设备移动到使得所述采集设备的当前采集角度为所述预设采集角度时，采集形成所述第一图像。

在本实施例中可以利用各种运动传感器，采集所述移动参数。例如，利用所述加速度传感器和/或角速度传感器检测采集设备的移动参数，得到移动的加速度和/或角速度。这里的加速度和/或角速度，可供处理器确定出当前采集设备的采集方位相对于参考点的采集角度是否为预设采集角度。

在一些实施例中，所述方法还包括：

显示设定页面；

检测作用于所述设定页面的第一操作；

根据所述第一操作，确定所述球面图像对应的采集范围。

所述设定页面的显示可为在执行所述步骤s110之前。例如，根据用户输入的操作启动广角采集或全景采集，在本实施例中所述采集设备将显示所述设定页面。根据用户的操作手势、操作语音，确定出采集范围。这里的采集范围可包括采集角度。例如，确定球面图像分布的采集范围为半球面，这样的话，所述球面图像在半球面内形成采集图像。例如，所述采集范围为90度，则预设区域分布以球面的球心为中心的90度内，相当于分布在1/4球面内。

在一些实施例中，所述方法还包括：

检测作用于所述设定页面的第二操作；

根据所述第二操作，确定各所述预设区域的分布。

在本实施例中还可以根据第二操作，设定预设区域的个数。例如，可以通过预设区域的个数设定，当所述采集范围确定了之后，则每一个所述预设区域的面积和分布位置就确定了。

因为涉及图像拼接，在本实施例中所述第一图像采集的实际区域大于所述预设区域。例如，一个预设区域的面积为a，所述第一图像采集的实际区域的面积为b，所述b大于所述a，可以方便拼接过程中边缘不清楚位置的裁切，以及实现多个第一图像的无缝拼接，从而形成无缝的球面图像。

在有些实施例中，所述方法还包括：

获取所述采集设备采集每一个所述第一图像的移动参数；

根据所述移动参数，将所述第一图像显示在预定位置，其中，一个所述预定位置对应于一个所述预设区域；

当所有所述预设位置均显示有所述第一图像时，控制所述采集设备停止所述第一图像的采集。

在本实施例中为了实现可视化采集，为了告知当前用户当前的采集情况，会根据所述预设区域的个数，在显示屏上显示预设位置，初始化时，这些预设位置为空白位置，当对应预设位置的第一图像采集成功之后，将第一图像显示在预设位置，这样用户就知道当前采集了多少个可用的第一图像，还需采集多少个第一图像，方便用户对采集全程的关注和掌控。

在本实施例中当所有预设位置上都显示有第一图像时，可认为已经采集了生成球面图像的所有图像，可以停止采集。当然为了提升用户交互的友好性，还会输出停止提示，这样的话，用户就会停止移动所述采集设备。

在一些实施例中，所述方法还包括：

当根据所述移动参数确定出采集设备生成的图像的采集角度与所述预设采集角度的误差不在预设范围内时，输出重新采集提示信息。

在一些情况下，采集设备采集了预设区域，但是采集角度不对，这样的话可能会导致形成的第二图像的图像质量差，在本实施例中还会输出重新采集提示信息，通过提示信息的输出，提示用户重新采集。例如，在显示第一图像的预设位置显示提示图标，采集作用于所述提示图标的操作，删除当前采集的第一图像，采集设备重新移动，当移动到预设采集角度时，重新采集该预设区域的第一图像，从而提升第二图像的采集效果，减少出现图像扭曲等图像质量差的问题。

在本实施例中采集设备可以按照一定的运动轨迹进行移动，图6所示为采集设备的一种移动轨迹。所述采集设备进行螺旋状移动，所述采集设备可以由外向内螺旋移动，也可以由内向外螺旋移动。由内向外螺旋移动，则移动半径越来越大，由外向内则移动半径越来越小。当然，具体实现时，所述采集设备的移动并不限于所述螺旋轨迹，还可以是其他折现移动轨迹，仅需要使得运动到各个预设采集角度即可。采用该运动轨迹，可以方便采集设备不遗漏的依次经过每一个预设采集角度，获得所述采集图像。

在一些实施例中，当电子设备进入本实施例提供的图像采集模式之后，进行第一图像采集之前，显示采集设备的移动轨迹，方便用户按照所述移动轨迹移动所述采集设备。

如图7所示，本实施例一种图像采集装置，可应用于各种电子设备中，包括：

采集单元110，用于当采集设备移动到预设采集角度时，进行图像采集生成预设区域对应的第一图像；

拼接单元120，用于拼接多个所述预设区域对应的所述第一图像，生成球面图像；

投影单元130，用于将所述球面图像投影到预设参考面内，生成第二图像。

所述电子设备可为手机、平板电脑、可穿戴式设备或笔记本电脑等各种具有摄像头的电子设备。

所述第一图像可为标准镜头采集的标准平面图像；所述第二图像可为广角图像或全角图像。

所述采集单元110、拼接单元120及投影单元130都可对应于处理器或处理电路。所述处理器可包括中央处理器(cpu)、微处理器(mcu)、数字信号处理器(dsp)或可编程阵列(plc)。所述处理电路可为专用集成电路(asic)。所述处理器或处理电路可通过预定代码的执行实现单元的功能。

所述采集单元110、拼接单元120及投影单元130可共同对应于一个处理器或处理电路，也可以分别对应于不同的处理器或处理电路。

在本实施例中所述采集单元110、拼接单元120及投影单元130可对应于手机或平板中的cpu或ap，可以控制摄像头的图像采集。

在有些实施例中，所述采集单元110，具体用于检测所述采集设备的移动参数；当所述移动参数表明所述采集设备移动到使得所述采集设备的当前采集角度为所述预设采集角度时，采集所述第一图像。

在本实施例中所述采集单元110可对应于各种检测采集设备运动状态的传感器，例如，加速度传感器或速度传感器或角速度传感器或陀螺仪等。通过检测所述采集设备的移动参数，例如，加速度或速度或位移，可以确定所述采集单元当前的采集方向相当于参考点是否为预设采集角度，若是则采集所述第一图像，从而方便后续将多张第一图像拼接成球面图像，然后通过投影形成所述第二平面图像。

在一些实施例中，所述装置还包括：

显示单元，用于显示设定页面；

检测单元，用于检测作用于所述设定页面的第一操作；

确定单元，用于根据所述第一操作，确定所述球面图像对应的采集范围。

在本实施例中所述显示单元可对应于各种显示屏，例如，液晶显示屏、投影显示屏、电子墨水显示屏或有机发光二级管oled显示屏等。

所述检测单元可对应于人机交互接口，例如，各种实体或虚拟控件，例如，手机的触控面板。

所述确定单元可对应于处理器或处理电路。所述确定单元将根据所述第一操作，确定采集范围。在本实施例中所述采集方位为采集设备相对于参考点的采集角度的边界范围，优选为180度，则此时第一图像拼接形成半球图像；若为90度，则第一图像拼接形成直角坐标系的一个象限。

图2b所示为一个采集范围为90度的球面图像所对应的球面。图7中一个显示了一个预设区域。

在一些实施例中，所述检测单元，还用于检测作用于所述设定页面的第二操作；所述确定单元，还用于根据所述第二操作，确定所述预设区域的分布。

这里的检测单元可为各种检测操作的人机交互接口，还复用于检测第二操作。所述确定单元可对应于处理器或处理电路，还用于确定预设区域的个数和分布

在本实施例中为了提升球面图像的拼接效果，所述第一图像采集的实际区域大于所述预设区域。这样的话，在球面上相邻分布的两个第一图像会有部分重叠，从而减少拼接缝隙，且可以减少由于采集偏差导致的第一图像未全部采集到预设区域的现象。

在还有一些实施例中该，所述装置还包括：

获取单元，用于获取所述采集设备采集每一个所述第一图像的移动参数；

显示单元，用于根据所述移动参数，将所述第一图像显示在预定位置，其中，一个所述预定位置对应于一个所述预设区域；

所述采集单元110，具体用于当所有所述预设位置均显示有所述第一图像时，控制所述采集设备停止所述第一图像的采集。

在本实施例中所述获取单元可包括各种传感器，传感器可直接采集所述移动参数。

所述显示单元可对应于前述各种显示屏。

在本实施例中所述采集单元110，还用于根据采集设备在采集了所有第一图像之后，停止所述第一图像的采集。

在一些实施例中，所述装置还包括：

提示单元，用于当根据所述移动参数确定出采集设备生成的图像的采集角度与所述预设采集角度的误差不在预设范围内时，输出重新采集提示信息。

这里的提示单元可对应于电子设备各种提示的输出结构。所述提示单元可为显示屏，通过显示输出所述提示信息。所述提示单元可为扬声器等，通过音频输出来输出所述提示信息。

本发明实施例还提供一种采集设备，包括：

摄像头，用于采集图像；

存储器，用于存储有计算机程序；

处理器，分别与所述摄像头及所述存储器连接，用于通过执行所述计算机程序，控制所述摄像头进行图像采集，从而实现前述任意一项或多项提供的图像采集方法。

在本实施例中所述摄像头可为各种设置于采集设备内的能够进行图像采集的装置或结构，例如，标准镜头或广角镜头等。

存储器可包括各种存储介质，例如非瞬间存储介质，可用于存储有计算机程序。

处理器，可包括：中央处理器、微处理器、数字信号处理器或可编程阵列等，可通过总线与所述摄像头和所述存储器连接，这里的总线可包括：集成电路(iic)总线或外设互连标准(pci)总线等。

所述处理器通过计算机程序的执行，可以实现前述实施例中任意一个技术方案提供的图像采集方法。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行之后，能够实现前述一项或多项提供的图像采集方法。

这里的计算机存储介质优选为非瞬间存储介质。

以下结合上述任意实施例提供一个具体示例：

示例一：

本示例提供一种利用标准镜头采集广角图像的方法，包括：

1：在手机的广角拍摄模式下，以一定的规律移动，例如，用户手持手机按照图6所示的移动轨迹移动手机。

2：在移动的过程中，手机摄像头组件按照目标景物的不同区域采集数据存储为不同图像。

3：手机的传感器组件将采集图像数据时的手机位置信息传输给图像处理器。

4：图像处理器根据手机位置信息对不同区域图像进行预处理。

5：图像处理器对处理好的图像信息进行拼接和投影，最终形成广角图像。

本示例通过手势与图像处理的结合，替代外部镜头的功能，实现广角拍摄功能，用低廉的成本实现了高级的功能。

示例二：

在广角拍摄模式下，手机提供一种友好的用户界面，帮助并引导用户完成广角图像的拍摄。

在拍摄前,首先需要确定取景范围。此范围可以使用预先设定的参数，也可以根据现场情况由使用者设定。例如目标景物的范围是以拍摄位置为中心的一个半球面区域，参照图2a所示的球面投影成像区域分布示意图。

然后是确定拍摄精细程度。拍摄的精细程度可以在友好的用户界面中方便得设定和调节。精细程度决定了图像预设区域的大小，精细程度越高表示预设区域越小，需要采集的角度点越多，如图2b所示的预设区域示意图。

实际拍摄时，用户可以根据个人喜好，采取不同的运动手势来配合完成图像的采集。图6所示为一种最常用的手势方式。用户通过转动手机的角度，使摄像头组件的预设区域涂满整个取景范围的半球面。在转动的过程中，处理器将不同取景角度拍摄的图像储存下来。并依次在界面上显示出来，未完成的部分使用空白显示。这样拍摄过程就会和拓印的方式一样，将景物逐渐的在手机上描绘下来。

移动过程中，图像处理器通过加速度及角速度传感器提供的实时数据判断不同的取景角度是否符合设定，符合设定则储存当前图像。当手机位置超出误差允许范围时，系统会发出相应的提示，使用户的手势可以回到正确的位置，这样可以保证拍摄的图像尽量符合焦点透视的要求。

误差允许范围越大，后期合成的图像的失真情况就越严重，图像的扭曲感会越强；误差允许范围越小，拍摄的难度越大，但图像越真实。误差允许范围是按照人眼观察环境的规律设定的，手机的运动轨迹与人眼和人头转动的运动规律越相近，则误差越小，此时拍摄的图像就越真实。

如图2a所示，当所有采集的角度都完成了图像的采集以后。图像处理器将所有图像进行拼接并形成一个基于球面的球面图像。这里要求每一个拍摄角度的实际预设区域要略大于有效预设区域。

最后图像处理器将球面的图像投影到一个参考面上，在确定图像的边界后形成最终的广角图像。这里的广角图像可为长宽比为4:3的图像。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。