用于拍摄全景图像的摄影装置和方法与流程

本发明一般涉及用于拍摄全景图像的摄影装置及其方法，并且更加具体来说，涉及提供多幅向导图像以使用户能够容易地拍摄全景图像的拍摄装置及其方法。

背景技术：

随着电子技术的发展，已经开发了各种类型的电子设备并且现在被广泛使用。具体地说，具有各种功能的紧凑型移动设备，诸如智能电话，近来变得很流行。

这些移动设备可以提供摄影功能。由此，用户可以使用他们总是携带的设备来拍摄各种图片或者视频，并且可以通过将他们拍摄的图像上传到网站或者博客上，来与其他人共享这些图像。通过这样的设备拍摄的图像可以用作街景视图。如果这样的图像将用作街景视图，则若干图像彼此连接的全景图像比从一个视角拍摄而得的单个图像更加有用。换句话说，因为能够包含于一张相片中的图像的大小有限，所以通过拍摄若干静止图像并且将它们组合来生成宽图像。该摄影方法称为全景图像摄影方法。

技术实现要素：

技术问题

但是，为了获得这样的全景图像，摄影装置必须以各种角度连续不断地拍摄图像。因此，即使摄影装置具有全景功能，用户也不容易在改变角度的同时拍摄全景图像。

因此，存在对于容易并且方便地拍摄全景图像的方法的需求。

解决方案

本发明的一方面是至少基本上解决上面描述的问题和/或不足，并且至少提供如下所述的好处。

一个或多个实施例提供了一种提供多幅向导图像、由此使用户能够容易地拍摄全景图像的摄影装置及其方法。

根据实施例，提供一种摄影装置，包括摄影单元、用于显示屏幕图像的显示单元、用于感测所述摄影装置的运动的感测单元、用于在所述屏幕图像上显示多幅向导图像和摄影焦点以及根据所述摄影装置的运动改变所述摄影焦点的位置的图形处理器、用于如果所述摄影焦点匹配所述多幅向导图像其中之一则控制所述摄影单元自动执行摄影的控制器、和存储拍摄的用于制作全景图像的图像数据的存储单元。

根据另一实施例，提供一种用于摄影装置拍摄全景图像的方法，包括：显示屏幕图像，生成用于拍摄全景图像的多幅向导图像和摄影焦点以及在屏幕图像上显示所述多幅向导图像和所述摄影焦点，根据所述摄影装置的运动改变所述摄影焦点的位置，以及如果所述摄影焦点匹配所述多幅向导图像其中之一，则自动执行拍摄步骤。

所述方法还可以包括，如果通过所述摄影焦点按顺序匹配所有的多幅向导图像来执行拍摄，或者如果输入了结束拍摄步骤的命令，则通过组合已经拍摄的图像数据来生成全景图像数据，并且存储所述全景图像数据。

所述方法还可以包括，如果执行了拍摄，则删除所述多幅向导图像当中匹配所述摄影焦点的向导图像。

所述方法还可以包括，如果执行了拍摄步骤，则改变所述多幅向导图像当中匹配所述摄影焦点的向导图像的显示状态。

所述方法还可以包括，如果执行了拍摄步骤，则输出视觉效果和声音效果至少其中之一以便通知正在执行拍摄。

有益效果

根据上述实施例，用户根据多幅向导图像执行拍摄步骤并且由此能够容易地执行全景摄影步骤。

附图说明

上述和/或其它方面将通过参考附图详细描述实施例而变得更加明显，附图中：

图1是示出根据各种实施例的摄影装置的框图；

图2是示出显示多幅向导图像在其上的屏幕的示例的视图；

图3示出球面全景图像的示例；

图4示出用于改变多幅向导图像当中、已经拍摄了的向导图像的显示状态的方法；

图5示出用于拍摄普通全景图像的向导图像的示例；以及

图6和图7是示出根据本发明的实施例的、用于拍摄全景图像的方法的流程图。

具体实施方式

在下面的说明中，相同的参考标记在不同附图中描绘时将用于相同元素。而且，因为本领域已知的功能或者元素将由于不必要的细节模糊示范性实施例，所以不对它们进行详细描述。

图1是示出根据本发明的实施例的摄影装置的框图。

摄影装置100指的是这样的装置：其使用图像感测元件创建图像，并且将图像变换为电信号以及将这些信号记录在诸如磁带或者存储卡之类的记录介质上或者通过网络发送所述信号，其中所述图像感测元件通过镜头收集从对象反射的光。图1中示出的摄影装置100可以是诸如摄影机这样的视频数据捕获装置。但是，摄影装置100不受此限制，并且可以是用于拍摄静止图像的相机或者具有摄影能力的任意其他装置，诸如移动电话、个人数字助理（PDA）或者平板个人计算机（PC）。

如图1中所示，摄影装置100包括摄影单元110、控制器120、显示单元130、存储单元140、感测单元150和图形处理器160。

摄影单元110通过接收从将要拍摄的物体——也就是说，对象——反射的光来进行拍摄，并且输出所拍摄的图像数据。该图像数据不仅包括简单的静止图像数据，而且包括视频数据。摄影单元110可以包括图像感测元件、镜头和光圈。

可以使用电荷耦合器件（CCD）或者互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器作为图像感测元件。换句话说，摄影单元110使用阵列图像传感器（二维图像传感器）执行摄影步骤。根据图像感测元件是CCD还是CMOS，图像传感器可以称作CCD图像传感器或者CMOS图像传感器。

CCD是一种通过将光变换为电荷来获得图像的传感器。CCD包括多个聚光器彼此成对连接的电路，其中所述聚光器聚集并且引导可见光。

CMOS是一种包括集成电路的传感器，该集成电路中P沟道和N沟道的金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）在电源电压之间彼此串联连接，并且输入连接到两个MOSFET的栅极并且输出连接在两个MOSFET的漏极之间。

显示单元130在屏幕上显示通过摄影单元110拍摄的图像。因为摄影单元110在摄影装置100开启或者摄影菜单被选择时输出与从对象反射的光相应的图像，所以显示单元120即使在待机模式下也显示与进入到摄影单元110的光相应的屏幕图像。

显示单元130可以实施为像普通移动设备那样的液晶显示器（LCD）面板。但是，这不应当视为限制。显示单元130可以实施为触摸屏。从而，用户可以通过触摸触摸屏或者选择提供在摄影装置100的主体上的各种键（未示出）来输入各种命令，诸如用于拍摄的命令。

如果用户在待机模式下输入用于拍摄的命令，则控制器120控制摄影单元110执行拍摄步骤。从而，当输入用于拍摄的命令时，生成与屏幕图像相应的图像数据并存储在存储单元140中。

感测单元150感测摄影装置100的运动。所述运动指的是摄影装置100的主体的运动，诸如摄影装置100旋转、改变拍摄角度这样的运动以及摄影装置100在不改变拍摄角度的情况下沿某一方向移动的运动。

感测单元150可以实施为各种类型的传感器，诸如重力加速度传感器、地磁传感器和陀螺仪传感器。

例如，如果感测单元150被实施为使用磁通门的磁通门地磁传感器，则感测单元150可以包括由诸如坡莫合金（例如，镍铁磁容许）这样的高磁导率材料构成的磁通门芯、缠绕芯的驱动线圈和检测线圈。磁通门芯的数目可以是两个或者三个。磁通门芯可以以相互正交的样式形成。换句话说，在二轴磁通门传感器的情况下，磁通门芯可以通过X轴和Y轴磁通门实现。在三轴磁通门传感器的情况下，磁通门芯可以通过X轴、Y轴和Z轴磁通门实现。如果驱动信号被施加到缠绕各个磁通门芯的每一个驱动线圈，则通过该芯感生磁力。通过使用检测线圈检测第2阶谐波分量（其与外部磁场成比例），测量外部磁场的大小和方向。通过将当前测量的磁场的方向与先前测量的方向进行比较，感测旋转的角度和方向。

在另一示例中，感测单元150可以包括陀螺仪传感器。陀螺仪传感器测量每一秒中的角度变化。具体地说，当物体移动时生成科里奥利力。陀螺仪传感器使用关于科里奥利力的公式，感测在惯性系统中动作的角速度。从而，感测旋转的角度和方向。

为了补偿由摄影装置100的倾斜所造成的影响，摄影装置100还可以包括加速度传感器。换句话说，考虑倾斜角度，诸如由加速度传感器测量到的螺旋角或者滚转角，感测单元150能够准确地计算旋转的角度和方向。

如上所述，感测单元150可以使用各种传感器，而且关于这些传感器的结构和步骤的更加详细的说明被省略。

图形处理器160生成多幅向导图像和用于拍摄全景图像的摄影焦点，并且将它们显示在显示单元130的屏幕上。

这里公开的多幅向导图像指的是指导摄影装置100沿形成全景图像所需要的拍摄角度移动的图像。向导图像的数目相应于形成全景图像所需要的图像的数目。

如果全景图像是沿水平方向延伸的普通全景图像，则多幅向导图像沿一条线排列并且显示在屏幕图像上。另一方面，如果全景图像是形成一个球面的360度球面全景图像，则多幅向导图像沿多条线排列并且显示在屏幕图像上。向导图像的位置在屏幕图像上是固定的。下面将详细说明排列向导图像的方法。

摄影焦点指的是与当前拍摄方向相应的焦点向导图像。摄影焦点根据摄影装置100的运动而移动。换句话说，如果用户将摄影装置100向左旋转，则摄影焦点向左移动。如果用户向上移动摄影装置100，则摄影焦点向上移动。如上所述，摄影焦点在屏幕图像上沿垂直方向和水平方向移动。

用户可以通过移动摄影装置100来控制摄影焦点以便重叠向导图像其中之一。从而，如果摄影焦点与一幅向导图像匹配，则控制器120能够控制摄影单元110在那时自动拍摄。因此，用户能够简单地通过像游戏一样移动摄影焦点来匹配向导图像，来获得用于全景图像的以各种角度拍摄的图像。

如果已经完成了针对每个向导图像的拍摄步骤，则控制器120将已经拍摄并且存储在存储单元140中的图像数据进行组合，并且生成全景图像数据。

更具体地说，控制器120提取关于基于向导图像拍摄的多幅图像的特征的数据。控制器120通过比较所提取的数据来确定匹配部分。匹配部分彼此连接，并且通过混合来处理连接部分，以使得生成单个全景图像。生成的全景图像可以存储在存储单元140中。

存储单元140可以是提供在摄影装置100中的内部存储器或者从摄影装置100可以容易地拆卸的存储卡或者通用串行总线（USB）记忆棒。而且，存储单元140可以是通过有线接口或者无线接口连接至摄影装置100的外部存储单元。

图2示出根据各种实施例的摄影屏幕。如图2的部分（a）中所示，包括拍摄范围内的对象的图像的屏幕图像显示在摄影装置100的屏幕10上。用于输入拍摄命令的区域11也可以显示在屏幕10上。用户可以通过触摸区域11的区域12来输入拍摄命令。图2的部分（a）示出实施为触摸屏的屏幕。如果通过键而非触摸屏输入拍摄命令，则可以不显示区域11。

如果通过选择全景摄影模式实现模式变换并且执行拍摄步骤，则多幅向导图像50-1至50-12以及摄影焦点60显示在屏幕图像10上，如图2的部分（b）中所示。向导图像50-1至50-12相对于屏幕中心沿垂直方向和水平方向排列。如果已经执行了初始拍摄步骤，则可以从屏幕中心省略向导图像，代替地，摄影焦点60可以置于屏幕中心上，如图2的部分（b）中所示。但是，如果实施为恰好在模式变换之后在不执行初始拍摄的情况下显示多幅向导图像，则向导图像也可以显示在屏幕中心上。由此，摄影焦点60的初始位置可以与屏幕中心上的向导图像重叠，或者可以是不同的位置。

最大数目的向导图像50-1、50-2、50-3、50-4沿包括最初拍摄的图像的中线显示。小于最大数目的向导图像沿中线的较上方线和较下方线显示。最小数目的向导图像50-8、50-12沿最外线，也即，最上方线和最下方线，显示。参考图2的部分（b），四幅向导图像沿中线显示，三幅向导图像沿中线的每一较上方线和较下方线显示，一幅向导图像沿每一最上方线和最下方线显示。

向导图像的总数可以根据摄影装置100的规格而有所不同。换句话说，如果摄影装置100具有较大的拍摄角度，则它在相对较少的图像中容纳360度范围内的对象。因此，向导图像的数目相对较少。例如，如果摄影装置100能够一次拍摄60度范围内的对象，则大约6幅向导图像可以沿中线显示。另一方面，如果摄影装置100具有较小的拍摄角度，则所需图像的数目增加。因此，向导图像的数目增加。例如，如果摄影装置100能够一次拍摄30度范围内的对象，则至少12幅向导图像可以沿中线显示。

从而，用户通过移动摄影装置100来移动摄影焦点60。如果摄影焦点60如图2的部分（c）中所示移到右边的向导图像50-3，并且如图2的部分（d）中所示与向导图像50-3重叠，则在此时执行拍摄步骤。如图2的（d）中所示，可以显示警示用户当前拍摄状况的视觉效果。具体地说，像闪光那样的图形效果将输出在屏幕上，以使得用户能够识别自动拍摄步骤被执行。

尽管图2的部分（d）示出显示视觉效果，但是可以输出例如声音效果而非视觉效果。如果摄影装置100被提供为具有诸如扬声器之类的声音输出元件，则当摄影焦点60与向导图像50-3重叠时可以输出蜂鸣声或者其他声音。视觉效果和声音效果可以一起输出给用户。

如果实现了自动拍摄步骤，则相应的向导图像50-3可以删除或者可以改变其显示状态。具体地说，显示状态的改变可以意味着向导图像的颜色改变或者通过使向导图像变模糊来改变向导图像为非活动状态。可替换地，可以给予相应的向导图像动画效果，就好像它从向导图像的整个布局中弹出一样或者好像它移到提供在屏幕10的一部分上的某一区域（未示出）一样。因此，用户能够容易地识别已经创建了用于形成全景图像的一幅图像。

如果已经完成对于一幅向导图像50-3的拍摄步骤，则用户通过移动摄影装置100来将摄影焦点60移动至下一幅向导图像。参考图2的部分（e），摄影焦点60移到沿较上线的向导图像50-7。可以由用户设置形成全景图像的拍摄方向和拍摄次序。因此，用户具有更多次序选择。而且，用户能够直观地知道当前已经拍摄了整个对象的哪些部分。

在上述方法中，用户通过使摄影焦点60与所有向导图像按顺序匹配来执行拍摄步骤。因此，如果拍摄步骤对于所有向导图像已经完成，则通过组合图像数据生成全景图像。

如图2的部分（b）至（e）中所示，用于输入结束拍摄步骤的命令的菜单13可以显示在屏幕的某一区域上。因此，如果即使在对于所有向导图像的拍摄完成之前用户输入用于结束拍摄的命令，拍摄步骤也结束，并且通过组合当时已经拍摄的图像数据来生成全景图像。如果没有提供触摸屏，则可以通过摄影装置100的键来输入用于结束拍摄步骤的命令。

再有，如图2中所示，可以以与屏幕图像的缩小图像相应的形式生成多幅向导图像和摄影焦点60。

再有，可以将在与拍摄角度的改变相对应地移转当前显示的屏幕图像之后的图像显示为向导图像。例如，如果当前拍摄的图像置于屏幕中心，则右边的向导图像50-3可以是在当前拍摄的图像被顺时针方向旋转大约60度之后的图像，而下一幅右边的向导图像50-4可以是在当前拍摄的图像被顺时针方向旋转120度之后的图像。较上的向导图像50-6可以是在当前拍摄的图像向上移动45度之后的图像，较下的向导图像50-10可以是在当前拍摄的图像向下移动45度之后的图像。

而且，向导图像和摄影焦点可以在仅具有边缘的空框形状中显示。

图3示出球面全景图像。如图3中所示，摄影装置100生成多幅图像1、2、...、n、n+1、n+m、n+m+1、...、n+m+p和n+m+p+1，并且通过组合多幅图像生成一个球面全景图像。位于图3的球体中心的摄影装置100根据向导图像沿垂直方向和水平方向拍摄。换句话说，用户通过利用移动摄影装置100来使摄影焦点60与每个向导图像匹配来拍摄图像。如果与构成图3的球面全景图像的图像相应的向导图像被表示在平面屏幕上，则向导图像如图2的（b）中所示显示。考虑到球体在中心部位具有最大直径，需要最大数目的向导图像以拍摄处于中线的图像。随着线位于离中心线较远的位置，所需的图像的数目随之降低，并且从而向导图像的数目降低。因此，对于位于球体的最上方和最下方部位的图像n+m+1、n+m+p+1提供一幅向导图像。

在图2中，已经拍摄的向导图像被删除。但是，通过改变向导图像的显示状态可以将向导图像与其他向导图像区别开。

图4示出不同形式的向导图像。在图4中，向导图像70-3显示在屏幕中心。因此，五幅向导图像70-1至70-5沿中线显示，三幅向导图像70-6至70-8、70-10至70-12沿每一较上线和较下线显示，一幅向导图像70-9、70-13沿每一最上线和最下线显示。最初显示在屏幕上的预定区域（例如，屏幕的中心部位或者屏幕的一边）的摄影焦点60根据摄影装置100的运动而移动。如果摄影焦点60与向导图像之一匹配，则执行自动拍摄步骤，并且改变相应向导图像的显示状态。如图4中所示，已经拍摄的向导图像70-3、70-4、70-7、70-8的显示状态变为非活动状态。用户在将摄影焦点60移动到保持激活的其它向导图像的时候继续执行全景摄影。

图5示出用于拍摄普通全景图像的向导图像的示例。因为不需要较上和较下的图像来拍摄普通全景图像，所以向导图像80-1、80-2、80-3、80-4沿屏幕10上的一条线显示。在此状态下，如果摄影焦点60与向导图像之一匹配，则可以删除相应向导图像或者可以改变其显示状态。

如上所述，如果使用向导图像执行了拍摄，则用户能够直观地区分整个全景图像的拍摄部分和非拍摄部分，并且还能够根据他或者她希望的那样自由地确定拍摄次序。

图6是示出根据实施例的、拍摄全景图像的方法的流程图。参考图6，在步骤S610中显示屏幕图像，在步骤S620中在屏幕图像上显示多幅向导图像和摄影焦点。

在该状态下，在步骤S630中，摄影焦点根据摄影装置100的运动而移动。如果在步骤S640中摄影焦点匹配向导图像之一，则在步骤S650中执行拍摄步骤。

通过比较屏幕上的坐标值来确定摄影焦点是否匹配向导图像。具体地说，如果整个屏幕被横轴和纵轴划分，则摄影焦点和向导图像的各个角可以利用（x,y）坐标值表示。摄影装置100直接比较这些坐标值，并且如果这些坐标值完全相同则执行拍摄。如果这些坐标值在预定允许范围内彼此接近，那么这些坐标值被认为是相同的并且执行拍摄步骤。

根据另一实施例，如果摄影焦点匹配向导图像，则可以提供声音效果或者视觉效果以通知用户已经到达拍摄时间，而非执行自动拍摄步骤。因此，用户可以直接输入用于执行拍摄步骤的命令。

而且，如果摄影焦点匹配向导图像的一部分，则可以通知用户已经到达拍摄时间并且可以准备拍摄。通过摄影装置100执行的拍摄步骤不一定是自动拍摄，而可以是手动拍摄。

图7是更详细地示出根据实施例的、拍摄全景图像的方法的流程图。

如果在步骤S710中模式被变换为全景拍摄模式，则在步骤S715中正在显示屏幕图像的状态下，在步骤S720中显示多幅向导图像和摄影焦点。用户可以通过从摄影装置100的菜单项中选择模式变换菜单，将模式变换为全景拍摄模式。

在此状态下，如果在步骤S725中感测到摄影装置100的运动，则在步骤S730中摄影焦点根据摄影装置100的运动而移动。如果在步骤S735中摄影焦点匹配向导图像之一，在步骤S740中执行拍摄。

如果完成了拍摄步骤，则在步骤S745中改变相应向导图像的显示状态。通过改变向导图像的颜色、闪烁状态、清晰度或者大小来实现显示状态的改变。此外，可以删除向导图像本身。如果完成对于一幅向导图像的拍摄，则确定是否已经完成对于所有向导图像的拍摄，也即，在步骤S750中是否存在剩余向导图像。如果确定已经完成对于所有向导图像的拍摄，则在步骤S765中通过组合在那时已生成的图像来生成全景图像数据并且将其存储。

另一方面，如果尚未完成对于所有向导图像的拍摄，则在步骤S760中确定用户是否终止拍摄步骤。换句话说，确定用户是否输入用于结束拍摄步骤的命令。如果输入了用于结束拍摄步骤的命令，则在步骤S765中通过组合在那时已拍摄的图像来生成全景图像数据并且将其存储。但是，如果没有输入这些命令，则重复上述步骤。当向导图像剩余在屏幕图像上时，如果作为根据摄影装置100的运动而移动的结果，摄影焦点匹配向导图像，则执行拍摄。

在上面描述的用于拍摄全景图像的方法中，可以如图2至图5中所示以各种形式提供向导图像和摄影焦点。具体来说，所述方法还可以包括当执行自动拍摄时提供声音效果和视觉效果至少其中一种的步骤。

根据各种实施例拍摄全景图像的方法可以实施为程序代码并且可以存储在各种记录介质中。具体地说，所述方法可以存储在终端可读取的各种记录介质中，诸如随机存取存储器（RAM）、闪存、只读存储器（ROM）、可擦可编程ROM（EPROM）、电可擦可编程ROM（EEPROM）、寄存器、硬盘、可移动盘、存储卡、USB存储器或者CD-ROM。因此，可以安装程序以使得上述方法能够在记录介质连接到或者安装在其上的设备中运行。

虽然已经参考本发明的特定实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，可以在其中进行形式和细节上的各种改变而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明的精神和范围不由所描述的本发明实施例来定义，而是由所附权利要求及其等效物来定义。