全景摄像机及其拍摄方法与流程

本发明涉及视频监控领域，特别涉及全景摄像机的拍摄技术。

背景技术：

为了实现重点监控区域的全覆盖，一般采用多个相机进行拍摄。举例来说，对于一条城市主干道的十字路口的视频监控，从各个方向安装布置多个网络摄像机，从而形成360度、无死角的监控。

然而，上述技术方案中，每一台网络摄像机独立地将视频数据传输到监控中心，并在监控中心的大屏上独立地显示，这样做不但成本高，而且独立画面场景带给观看者的视觉体验也受到较大影响。

为了解决上述问题，通常先将前端多台网络摄像机采集的实时视频分别发送给中心端服务器，进行后端合成处理后，形成完整的全景图像。但是，由于每一个网络摄像机采集视频图像，并通过网络传输后，会导致分别产生不同的时延。由于不同的时延，在图像拼接时有可能存在不匹配的现象，导致合成图像中的运动物体错位或重叠等问题。

另一方面，虽然也有通过将前端多台网络摄像机或网络摄像机的多个摄像头采集的实时视频在前端直接进行拼接，获得全景图像的解决方案，但存在对系统资源的消耗大、拼接效果不好的问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是提供一种全景摄像机及其拍摄方法，能够使得处理效率更好，处理质量更好，并且更有利于系统设计小型化。

在本发明的第一个方面，提供了一种全景摄像机，包括：

n个子摄像头，n大于2；每个子摄像头拍摄的角度不同；每个子摄像头拍摄的拍摄图像与该全景摄像机中至少一个其他子摄像头拍摄的拍摄图像有部分重合；

同步控制模块，用于控制n个子摄像头同步拍摄；

拼接校正模块，用于以滑动窗口的方式缓存拍摄图像中连续的m行像素值，并根据预先设定的校正表和该缓存的m行像素值，完成对该像素值的校正，并依次输出校正后的每一行像素值，其中，m大于预先设定的图像最大畸变行数+2，并且m小于该拍摄图像的总行数；

拼接融合模块，用于根据各子摄像头的拍摄图像的重合部分，将各个子摄像头在该同步控制模块控制下同步拍摄的拍摄图像拼接成一个拼接图像；

传输模块，用于通过通信网络发送该拼接融合模块输出的拼接图像。

在本发明的另一实施方式中，n个子摄像头的拍摄图像为bayer格式的图像，并且，该全景摄像机还包括：插值模块，用于对n个子摄像头拍摄的拍摄图像进行rgb插值，并将rgb插值后的拍摄图像发送给所述拼接校正模块。

在本发明的另一实施方式中，n个子摄像头的拍摄图像为bayer格式的图像，并且，该全景摄像机还包括包括g插值模块和rb插值模块，其中，

g插值模块用于对n个子摄像头拍摄的bayer格式的图像进行g插值，并将经g插值后的拍摄图像发送给拼接校正模块；

拼接校正模块用于对经g插值后的拍摄图像进行校正，并将校正后的拍摄图像发送给rb插值模块；

rb插值模块用于对校正后的拍摄图像进行r插值和b插值。

在本发明的另一实施方式中，全景摄像机还包含：

双线性插值模块，用于对由拼接校正模块校正后的拍摄图像，根据目标点在原拍摄图像上的位置，参考目标点周边四个像素，生成第二像素值，完成双线性插值，并将经双线性插值后的拍摄图像发送给拼接融合模块。

在本发明的另一实施方式中，全景摄像机还包含：

图像旋转模块，用于对子摄像头同步拍摄的拍摄图像进行90°旋转，并将经旋转的拍摄图像发送给拼接校正模块。

在本发明的另一实施方式中，该拼接校正模块还用于接收该g插值模块进行插值后的图像，并将校正后的拍摄图像发送给该rb插值模块。

在本发明的另一实施方式中，每个子摄像头包括一个感光传感器和一个透镜，每个子摄像头间隔相同的角度，且每个子摄像头与地平面夹角相同。

在本发明的第二个方面，提供了一种全景摄像机的拍摄方法，该全景摄像机包括n个子摄像头，n大于2；每个子摄像头拍摄的角度不同；每个子摄像头拍摄的拍摄图像与该全景摄像机中至少一个其他子摄像头拍摄的拍摄图像有 部分重合；该方法包括以下步骤：

控制n个子摄像头同步拍摄；

对各子摄像头同步拍摄的拍摄图像进行拼接校正，包含以下子步骤：以滑动窗口的方式缓存拍摄图像中连续的m行像素值，并根据预先设定的校正表和该缓存的m行像素值，完成对该像素值的校正，并依次输出校正后的每一行像素值，其中，m大于预先设定的图像最大畸变行数+2，并且m小于该拍摄图像的总行数；

根据各子摄像头拍摄的拍摄图像的重合部分，将各子摄像头同步拍摄的拍摄图像拼接成一个拼接图像；

通过通信网络发送该拼接图像。

在本发明的另一实施方式中，n个子摄像头拍摄的图像为bayer格式，并且，该方法还包含以下步骤：对各个子摄像头拍摄的拍摄图像进行rgb插值。

在本发明的另一实施方式中，n个子摄像头拍摄的图像为bayer格式，并且，

在对各子摄像头同步拍摄的拍摄图像进行拼接校正的步骤之前，还包含以下步骤：

对各子摄像头的拍摄图像进行g插值；

在对各子摄像头同步拍摄的拍摄图像进行拼接校正的步骤之后，还包含以下步骤：

对经g插值和拼接校正之后的拍摄图像进行r插值和b插值。在本发明的另一实施方式中，在所述控制所述n个子摄像头同步拍摄的步骤之后，还包含以下步骤：

对所述n个子摄像头同步拍摄的拍摄图像进行90°旋转。

在本发明的另一实施方式中，通过通信网络发送该拼接图像的步骤之前，还包括以下步骤：对该拼接图像进行图像压缩。

本发明实施方式与现有技术相比，至少具有以下区别和效果：

通过拼接校正模块对拍摄图像进行局部缓存(行缓存)，有效解决了现有技术中需要对拍摄图像进行整帧缓存再逐一读取并校正的过程中产生的问题，能够使拼接校正的过程本身不需要消耗内存带宽，从而极大地减小了对系统资源的消耗。

进一步的，通过对拍摄图像先进行g插值处理，然后进行拼接校正，最后 进行rb插值处理，能够使拼接校正模块的存储控制减少一半，明显降低了对资源的消耗。

进一步的，整个系统设计简单，有利于设计小型化。

进一步的，基于行缓存的拼接校正处理与bayer插值算法结合，能够保证拍摄图像质量的同时很好地实现拼接校正处理。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1是本发明一个实施方式中一种全景摄像机的结构示意图；

图2是本发明另一个实施方式中一种全景摄像机的结构示意图；

图3是本发明另一个实施方式中一种全景摄像机的结构示意图；

图4是本发明一个实施方式中全景摄像机的网络结构示意图；

图5是本发明一个实施方式中全景摄像机的示意图；

图6是本发明的全景摄像机的拍摄图像拼接效果示意图；

图7是本发明一个实施方式中一种全景摄像机的主要模块示意图；

图8是本发明的bayer格式图像的数据格式示意图；

图9是本发明一个实施方式中插值与校正过程示意图；

图10是本发明一个实施方式中插值过程示意图；

图11是本发明一个实施方式中图像在拼接校正前后的存储架构示意图；

图12是本发明一个实施方式中双线性插值示意图；

图13是本发明一个实施方式中插值与校正过程示意图；

图14是一个实施方式中对bayer数据进行g插值后的图像数据示意图；

图15是本发明一个实施方式中图像垂直拼接效果示意图；

图16是本发明一个实施方式中图像旋转示意图；

图17是本发明一个实施方式中全景摄像机的主要模块示意图；

图18是本发明一个实施方式中一种全景摄像机的拍摄方法的流程示意图；

图19是本发明一个实施方式中一种全景摄像机的拍摄方法的流程示意图。

在各附图中，11：第一子摄像头；12：第二子摄像头；13：第三子摄像头；14：第四子摄像头；21：同步控制模块；31：g插值模块；32：拼接校正模块；33：rb插值模块；34：拼接融合模块；35：传输模块；322：插值模块。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，本发明第一实施方式提供一种全景摄像机，包括：

第一子摄像头11、第二子摄像头12、第三子摄像头13和第四子摄像头14，其中，每个子摄像头拍摄的角度不同，每个子摄像头拍摄的拍摄图像与全景摄像机中至少一个其他子摄像头拍摄的拍摄图像有部分重合。

同步控制模块21，用于控制第一子摄像头11、第二子摄像头12、第三子摄像头13和第四子摄像头14同步拍摄。

拼接校正模块32，用于以滑动窗口的方式缓存拍摄图像中连续的m行像素值，并根据预先设定的校正表和缓存的m行像素值，完成对像素值的校正，并依次输出校正后的每一行像素值，其中，m大于预先设定的图像最大畸变行数+2，并且m小于所述拍摄图像的总行数。

拼接融合模块34，用于根据第一子摄像头11、第二子摄像头12、第三子摄像头13和第四子摄像头14的拍摄图像的重合部分，将各个子摄像头在同步控制模块21控制下同步拍摄的拍摄图像拼接成一个拼接图像。以及

传输模块35，用于通过通信网络发送拼接融合模块32输出的拼接图像。

在上述实施方式或其他实施方式中，每个子摄像头包括一个感光传感器和一个透镜，每个子摄像头间隔相同的角度，且每个子摄像头与地平面夹角相同。

上述全景摄像机的网络结构可参见图4，其中全景摄像机41包括第一子摄像头11、第二子摄像头12、第三子摄像头13和第四子摄像头14，并且，通过网络与网络硬盘录像机42，以及用户客户端43连接。

下面进一步说明本实施方式中的全景摄像机的技术细节。

本实施方式中，全景摄像机的各子摄像头拍摄的角度设置得各不相同，使各 子摄像头在同时拍摄时，其得到的拍摄图像不完全相同。同时，相邻的两个子摄像头的视场角又存在部分重叠，使每个子摄像头拍摄的拍摄图像与全景摄像机中至少一个其他子摄像头拍摄的拍摄图像有部分重合。在本发明的实施方式中，该重叠区域的大小和方向可由每个子摄像头的安装参数确定。

全景摄像机的各子摄像头的设置方式也可以通过本发明的另一个实施方式予以说明，如图5所示，全景摄像机有8个摄像头，每个子摄像头包括一个感光传感器和一个透镜，每个子摄像头间隔相同的角度，且每个子摄像头与地平面夹角相同。但本领域技术人员可以理解，在本发明的其他实施方式中，各子摄像头间隔的角度也可以设置得不同，每个子摄像头与地平面的夹角也可以设置得不同。

进一步地说，全景摄像机的各子摄像头中的感光传感器可以是互补金属氧化物半导体(complementarymetaloxidesemiconductor，cmos)传感器、电荷耦合元件(charge-coupleddevice，ccd)传感器，等等。

全景摄像机的同步控制模块21同时向第一子摄像头11、第二子摄像头12、第三子摄像头13和第四子摄像头14发送控制信号，可实现对各子摄像头的同步拍摄控制。举例来说，在本发明的一个实施方式中，同步控制模块21向各子摄像头的感光传感器发送同步拍摄电信号，以此控制各子摄像头同步拍摄。在另一实施方式中，同步控制模块21也可以向各子摄像头的电子快门发送同步拍摄电信号，从而控制各子摄像头同步拍摄。本领域技术人员可以理解，摄像头在外部电信号的控制下进行拍摄是现有技术，在此不做赘述。

需要指出的是，在全景摄像机的拼接校正模块32中，“以滑动窗口的方式缓存拍摄图像中连续的m行像素值”是指先缓存第1至m行，再不断地依次将新行加入缓存，同时根据先入先出(fifo)的原则丢弃最先缓存的行，使缓存中始终只有m行，直到一个图像的所有行都先后加入过缓存。具体地说，先缓存第1至m行，加入第m+1行同时丢弃第1行，加入m+2行同时丢弃第2行，加入第m+3行同时丢弃第3行，……，如此直到将图像的最后一行加入到缓存(此时缓存中是该图像的最后m行)。

下面简要说明本实施方式的全景摄像机的工作过程：

首先，同步工作模块21控制第一子摄像头11、第二子摄像头12、第三子摄像头13和第四子摄像头14进行同步拍摄，得到的图像被发送给拼接校正模块32，拼接 校正模块32对拍摄图像进行拼接校正，具体地说，以滑动窗口的方式缓存拍摄图像中连续的m行像素值，并根据预先设定的校正表和缓存的m行像素值，完成对像素值的校正，并依次输出校正后的每一行像素值，其中，m大于预先设定的图像最大畸变行数+2，并且m小于拍摄图像的总行数，并将拼接校正后的拍摄图像发送给拼接融合模块34。此后，拼接融合模块34根据各子摄像头拍摄的拍摄图像的重合部分，将各子摄像头同步拍摄的拍摄图像拼接成一个拼接图像，并发送给传输模块35。最后，传输模块35通过通信网络发送拼接图像。

本实施方式的优点如下：

通过拼接校正模块对拍摄图像进行局部缓存(行缓存)，有效解决了现有技术中需要对拍摄图像进行整帧缓存再逐一读取并校正的过程中产生的问题，能够使拼接校正的过程本身不需要消耗内存带宽，从而极大地减小了对系统资源的消耗。整个系统的设计有利于设计小型化。

参见图3，本发明的第二实施方式提供一种全景摄像机，包含第一实施方式的各组件，此外，本实施例的全景摄像机还包括：

g插值模块31，用于对第一子摄像头11、第二子摄像头12、第三子摄像头13和第四子摄像头14拍摄的拍摄图像进行g插值；

rb插值模块33，用于对经g插值之后的拍摄图像进行r插值和b插值。

如图3所示，全景摄像机中各模块的连接关系如下：

第一子摄像头11、第二子摄像头12、第三子摄像头13和第四子摄像头14输出拍摄图像到g插值模块31；

g插值模块31输出处理后的拍摄图像到拼接校正模块32；

拼接校正模块32输出处理后的拍摄图像到rb插值模块33；

rb插值模块33输出处理后的图像到拼接融合模块34；

拼接融合模块34输出处理后的图像到传输模块35；

下面具体说明本实施方式中g插模块31对第一子摄像头11、第二子摄像头12、第三子摄像头13和第四子摄像头14拍摄的拍摄图像进行g插值的方案：

h＝|gij-gi(j+2)|+|2*bi(j+1)-bi(j-1)-bi(j+3)|

v＝|g(i-1)(j+1)-g(i+1)(j+1)|+|2*bi(j+1)-bi(j-1)-bi(j+3)|

其中，h是水平方向参数，v是垂直方向参数

如果h<v，则edgedirection＝0，其中，edgedirection是边缘方向，则：

【公式1】

如果h〉v，则edgedirection＝1，则：

【公式2】

如果h＝v，则edgedirection＝2，则：

【公式3】

其中，r代表红色分量，g代表绿色分量，b代表蓝色分量，并且，i，j代表相互垂直的坐标值，并且，[(i-1)，j]的位置和[(i+1)，j]的位置上是红色点，[i，(j-1)]的位置和[i，(j+1)]的位子上是蓝色点。

下面具体说明本实施方式中rb插值模块33对经g插值之后的图像进行r插值和b插值的方案：

【公式4】

rij＝gij+{[ri(j-1)-gi(j-1)]+[ri(j+1)-gi(j+1)]}/2

【公式5】

bij＝gij+{[r(i-1)j-gi-1)j]+[r(i+1)j-g(i+1)j]}/2

【公式6】

bi(j+1)＝gi(j+1)+{[b(i-1)j-gi-1)j]+[b(i-1)(j+2)-gi-1)(j+2)]+[b(i+1)j-g(i+1)j]+[b(i+1)(j+2)-g(i+1)(j+2)]}/4

【公式7】

ri(j+1)＝g(i+1)j+{[ri(j-1)-gi(j-1)]+[ri(j+1)-gi(j+1)]+[r(i+2)(j-1)-g(i+2)(j-1)]+[r(i+2)(j+1)-g(i+2)(j+1))]}/4

【公式8】

r(i+1)(j+1)＝g(i+1)(j+1)+{[ri(j+1)-gi(j+1)]+[r(i+2)(j+1)-g(i+2)(j+1)]}/2

【公式9】

r(i+1)(j+1)＝g(i+1)(j+1)+{[r(i+1)j-g(i+1)j]+[r(i+1)(j+2)-g(i+1)(j+2)]}/2

其中，r代表红色分量，g代表绿色分量，b代表蓝色分量，并且，i，j代表 相互垂直的坐标值，并且，[(i-1)，j]的位置和[(i+1)，j]的位置上是红色点，[i，(j-1)]的位置和[i，(j+1)]的位子上是蓝色点。

此外，可以理解，对于bayer图像进行r插值、g插值、b插值的技术方案有多种，本申请不限于使用上述技术方案对bayer图像进行r插值、g插值和b插值。

在本实施方式中，可以任意选择图像水平拼接或图像垂直拼接。下面分别对水平拼接与垂直拼接进行更详细的说明。

参见图6-图14，其中，该全景摄像的实现系统可以参见图7，该系统中包含全景摄像机的第一子摄像头11、第二子摄像头12、第三子摄像头13和第四子摄像头14，图像采集模块72，拼接校正模块32，双线性插值模块74，拼接融合模块34，同步控制模块21，校正表存储模块78，以及主控芯片79。

其中，数据采集模块72用于各子摄像头拍摄的拍摄图像进行采集，并转化为并行的bayer格式的图像数据，并行数据的格式可参见图9。

拼接前和拼接后的效果可以参见图6，其中左侧第一张图像对应第一子摄像头11的拍摄图像，第二张图像对应第二子摄像头12的拍摄图像，以此类推。

在图像水平拼接方案中，假设图7中的各子摄像头的分辨率为1920*1080，按水平方案拼接四个子摄像头的图像，则拼接完成后图像分辨率为：x*y，其中，理论分辨率小于7680*1080，最终分辨率和镜头及结构安装相关。在本文中，为了便于说明，以7168*1024进行说明。

具体地说，首先对输入的4对lvds(lowvoltagedifferentialsignaling，低压差分信号)串行数据进行采集接收，并转化为并行的bayer格式图像数据，并行数据格式可参见图8。接着，对并行的bayer图像进行拼接校正，其中，拼接校正输入为bayer图像，以及离线生存并放置在外部存储器中的拼接校正表(简称“校正表”)，输出为拼接校正后的rgb图像，可参见图8。

进一步说，首先需要对bayer图像进行插值，插值后bayer图像就生存rgb图像，其中插值过程如图10所示。具体地说，参见图10，“33”“35”“53”“55”这4个点为红色点，“24”“26”“44”“46”为蓝色点，其它的点为绿色点，并且，最左侧为bayer图像(1001)，可以分解为g图像(1011)和rb图像(1012)，通过g插值生成完整的g图像(1021)，rb插值生成完整的r图像(1022)和b图像 (1023)，最终每个像素点上r,g,b三原色都具有了，实现了bayer图到rgb的插值。

其中r,b插值过程：

对于g的插值首先进行方向判断，计算边缘方向edgedirection，

计算边缘方向的方法：

以插值g35分量为例，计算边缘方向：

h＝|g34–g36|+|2*b35–b33–b37|；

v＝|g25–g45|+|2*b35–b15–b55|；

如果h<v；则edgedirection＝＝0；(水平方向)

如果h〉v；则edgedirection＝＝1；(垂直方向)

如果h＝v；则edgedirection＝＝2；(不区分方向)

如果edgedirection＝＝0

g35＝(g34+g36)/2+(2*r35–r33–r37)/4；

如果edgedirection＝＝1

g35＝(g25+g45)/2+(2*r35–r15–r55)/4；

否则

edgedirection＝＝2

g35＝(g34+g36+g25+g45)/4+(2*r35–r33–r37+2*r35–r15–r55)/8；

同理g45的插值方案同g35，通过上述插值最终输出的图像都是r、g、b三色图像。

此后，将完成插值的rgb图像输入拼接校正模块32，对图像进行局部存储，其中拼接校正模块32的存储空间大小和图像本身畸变大小有关，在本实施方式中，目前镜头采用5mm-8mm镜头，例如，对输入图像为1920*1080，图像最大畸变行数为69行，存储架构可参见图11。具体地说，图11中所示拼接校正模块32内部按行结构对图像按行存储，每个地址存储一个像素rbg值，设计的最大储存行数为最大畸变行数+3，在本实施方式中是72行，则由计算得到存储空间：1920*72*36bits/8＝622kb。

需要指出的是，在本实施方式中，拼接校正模块32是通过line_cache模块实现的，而在本发明的其他实施方式中，也可以通过其他方式实现拼接校正模块32。

下面说明一下本实施方式中的拼接校正模块32(line_cache模块)的工作机制：输入的拍摄图像按行结构存入拼接校正模块32中，当拼接校正模块32完成区域存储后，逻辑电路同时从外部存储器中读出校正表,并解析校正表的信息，其中校正表描述信息为像素从原始坐标点移动到目标地址坐标,完成图像的校正，即完成原图像每一个坐标点的像素值搬移到对应的坐标位置。

根据校正表的信息从拼接校正模块32中找出当前要输出的像数坐标，并从拼接校正模块32中读出，送往后续模块进行后续处理，如图11中所示，校正表中解析的拼接校正模块32中坐标为：(x1,y1)；(x3,y2)；(x4,y4)；(x6,y4)；(x7,y5)；(x8,y7)....的值顺序输出形成第一行完整数据，校正后的坐标为(x1,y1)；(x2,y1)；(x3,y1)；(x4,y1)；(x5,y1)；(x6,y1)...；其中输出坐标对应的像素值为输入坐标(x1,y1)；(x3,y2)；(x4,y4)；(x6,y4)；(x7,y5)；(x8,y7)坐标对应的rgb值不变。

采用上述拼接校正模块32局部缓存的方案解决了需要对图像进行整帧缓存再逐一读取校正的传统方案，使得校正算法本身不需要消耗内存带宽。

如图12所示，逐个解析校正表从拼接校正模块32中取出所需位置的像素并按顺序输出。

此后，输出的图像数据再输入到双线性插值模块(如图7所示)，对由拼接校正模块32校正后的拍摄图像，根据目标点在原拍摄图像(即由上述子摄像头同步拍摄得到的拍摄图像)上的位置，参考目标点周边四个像素，生成第二像素值，完成双线性插值，并将经双线性插值后的拍摄图像发送给拼接融合模块34。

具体地说，如图12所示，px(1.1,1.3)即位置坐标在(1.1,1.3)的像素值为：

假设p0；p1；p2；p3的r分量值分别为：100，120，140，160；则:

px的r分量＝(1-0.1)*(1-0.3)p0+0.1*(1-0.3)p1+(1-0.1)*0.3p2+0.1*0.3p3＝114；

同理得到g，b分量的值，最终输出经过双线性插值后的图像。

接着，由拼接融合模块34对4个子摄像头拼接校正后的图像进行融合，形成完整的大图，如图6所示。

需要说明的是，由于拼接校正模块32中存储为rgb数据，对内部缓存的要求较高，因此，可以如图13所示，先由g插值模块31对bayer格式的拍摄图像进行b插值，然后发送给拼接校正模块32进行拼接校正，然后再发送给rb插值模块33进行rb插值，从而输出rgb格式的拍摄图像。具体地说，由g插值模块31对bayer数据进行g插值后得到的图像数据可参见图14，即输出r/b,g的图像格式，具体地说，每个像数g分量完整，r/b分量像素点在原来r/b分量上再增加g分量。即r/b,g格式图像存储在拼接校正模块32中，通过上述改进，具有明显的优点，拼接校正模块32存储空间为比原来减少了二分之一。

具体地说，原方案中，拼接校正模块32空间＝1920*72*(12+24)/2/8bits＝311kb。整个设计计算量和方案一相比没有变化，只是把r,b分量计算放在了拼接校正模块32之后，即在读出拼接校正模块32中的值同时，对需要补齐的r,b进行插值，既校正算法和插值同时完成，在设计中为了实现和原方案同样的处理速度，采用了多端口的拼接校正模块32存储架构，增加拼接校正模块32的读取带宽，满足了整个设计的需要。

可以理解，通过上述方案，整个流程中没有进行图像缓存，所需的外部存储器的带宽只要满足校正表的读写带宽，改进方案对内部拼接校正模块32进行了优化，使得内部缓存减小有利于设计芯片小型化。

进一步的说，图像水平拼接方案的优点在于，对sensor进行水平拼接，拼接后 完整图像比较宽，相机可以采用相对长焦距的镜头，方案中采用5-8mm镜头，使得相机可以看得更远，本设计采用的前端处理系统如上所示采用无视频帧缓存模式，且拼接校正模块32得到有效控制，使得整个方案更为有效。

接下来说明图像垂直拼接方案。如果每个子摄像头的分辨率为1920*1080，并先对图像做90度转置后，再进行拼接，则拼接完成后图像分辨率为：x*y，其中，理论分辨率小于4480*1920，分辨率和镜头及具体安装方式相关。为了便于对本发明进行说明，本实施方式中以4096*1800为例，拼接后的效果可参见图15，主要模块结构可参见图17。

进一步说，如图17所示，整个系统方案和水平拼接方案(参见图7)的差别在于，增加了与外部存储模块75相连的图像旋转模块73。图像旋转模块73用于对子摄像头同步拍摄的拍摄图像进行90°旋转，并将经旋转的拍摄图像发送给拼接校正模块32。旋转实现流程可参见图16。

下面以输入图像(1601)为20*8分辨率为例，简要说明转置方案的流程：

在步骤1611中，从图象(1601)输入按块方式准备写入内存(1602)，内存存储格式为32*5。图像在内存中的数据格式如图，采用把2维块展开成一维进行存储，方案中采用的块为4*4，工程中可以根据需要采用8*8或者4*8及其他块大小。

在步骤1612中，从内存(1602)中按一维顺序读出。接着，对读出的数据分4个fifo(先入先出队列)缓存整理，整理方式在以图中箭头表示，按4个像素为单位循环放置4个fifo，最终数据在fifo中的格式见图16。

在步骤1613中，从4个fifo中循环读出形成完成的图像(1603)，格式见图16，旋转后图像分辨率为8*20。

此后，读出旋转后的图像，并整理成为一帧图像数据流，再发送给拼接校正模块，其中拼接校正模块和双线性插值以及拼接融合过程和之上方案一相同，不再赘述。

图像垂直拼接方案的优点：对sensor进行垂直拼接，拼接后完整图像比较高，相机可以采用相对短焦距的镜头，方案中采用4-5mm镜头，使得相机上下视场角更大。本设计同样采用采用无视频帧缓存模式，且拼接校正模块32得到有效控制，使得整个方案较为有效。

需要说明的是，本发明各设备实施方式中提到的各模块都是逻辑模块，在物 理上，一个逻辑模块可以是一个物理模块，也可以是一个物理模块的一部分，还可以以多个物理模块的组合实现，这些逻辑模块本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑模块所实现的功能的组合才是解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的模块引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的模块。

本实施方式的优点如下：

通过拼接校正模块对拍摄图像进行局部缓存(行缓存)，有效解决了现有技术中需要对拍摄图像进行整帧缓存再逐一读取并校正的过程中产生的问题，能够使拼接校正的过程本身不需要消耗内存带宽，从而极大地减小了对系统资源的消耗。

通过对拍摄图像先进行g插值处理，然后进行拼接校正，最后进行rb插值处理，能够使拼接校正模块的存储控制减少一半，明显降低了对资源的消耗。

整个系统设计简单，有利于设计小型化。

基于行缓存的拼接校正处理与bayer插值算法结合，能够保证拍摄图像质量的同时很好地实现拼接校正处理。

参见图2，本发明第三实施方式提供一种全景摄像机，与第一实施方式、第二实施方式不同的是：

第一子摄像头11、第二子摄像头12、第三子摄像头13和第四子摄像头14的拍摄图像为bayer格式的图像，并且，全景摄像机还包括插值模块322，用于对各子摄像头拍摄的拍摄图像进行rgb插值。如图9所示，bayer格式的拍摄图像经过插值模块322进行rgb插值后，发送给拼接校正模块32，从而输出的拍摄图像的格式为rgb格式。参见图9可以理解，在本实施方式中，拼接校正模块32的输入是bayer格式的图像，以及存储在外部存储器中的拼接校正表，而输出是拼接校正后的rgb图像。插值过程可参见图10。具体地说，图10的左侧是bayer格式的拍摄图像，通过g插值生成完整的g图像，通过rb插值生成完整的r,b图像，最终每个像素点上r、g、b三原色都具有了，从而实现从baye格式的拍摄图像到rgb格式的插值。

其中，r、b插值过程如下：

另一方面，对于g的插值，首先进行方向判断，计算边缘方向edgedirection，下面举例说明边缘方向的计算过程：

以插值g35分量为例，计算边缘方向：

h＝|g34–g36|+|2*b35–b33–b37|；

v＝|g25–g45|+|2*b35–b15–b55|；

如果h<v；则edgedirection＝＝0；(水平方向)

如果h〉v；则edgedirection＝＝1；(垂直方向)

如果h＝v；则edgedirection＝＝2；(不区分方向)

如果edgedirection＝＝0

g35＝(g34+g36)/2+(2*r35–r33–r37)/4；

如果edgedirection＝＝1

g35＝(g25+g45)/2+(2*r35–r15–r55)/4；

否则

edgedirection＝＝2

g35＝(g34+g36+g25+g45)/4+(2*r35–r33–r37+2*r35–r15–r55)/8；

同理g45的插值方案同g35，通过上述插值，最终输出的图像都为r、g、b三色图像。

此后，插值完成的rgb图像输入拼接校正模块32，对图像进行局部存储，其中拼接校正模块32的存储空间大小和图像本身畸变大小有关，在本实施方式中，镜头采用5mm-8mm镜头。在这种情况下，输入的拍摄图像为1920*1080，拍摄图像的最大畸变行数为72行，存储架构可参见图11。

具体地说，图11中的拼接校正模块32内部按行结构对图像按行存储，每个地址存储一个像素rbg值，设计的最大储存行数为最大畸变行数，即，在本实施方式中，是72行，在这种情况下，由计算得到存储空间：1920*72*36bits/8＝622kb。

下面简要说明line_cashe的工作原理：

输入的拍摄图像按行结构存入拼接校正模块32中，当拼接校正模块32完成区域存储后，逻辑电路会同时从外部存储器中读出校正表，并解析校正表的信息。需要指出的是，校正表的描述信息是像素从原始坐标点移动到目标地址坐标。完成对拍摄图像的校正，也就是完成将原拍摄图像的每一个坐标点的像素值搬移到对应的坐标位置。

具体地说，根据校正表的信息从拼接校正模块32中找出当前要输出的像数坐标，并从拼接校正模块32中读出，送往后续模块进行后续处理，如图中所示，校正表中解析的拼接校正模块32中坐标为：(x1,y1)；(x3,y2)；(x4,y4)；(x6,y4)；(x7,y5)；(x8,y7)....的值顺序输出形成第一行完整数据，校正后的坐标为(x1,y1)；(x2,y1)；(x3,y1)；(x4,y1)；(x5,y1)；(x6,y1)...；其中输出坐标对应的像素值为输入坐标(x1,y1)；(x3,y2)；(x4,y4)；(x6,y4)；(x7,y5)；(x8,y7)坐标对应的rgb值不变。

采用上述拼接校正模块32局部缓存的方案的优点在于，解决了需要对图像进行整帧缓存再逐一读取校正的传统方案，使得校正算法本身不需要消耗内存带宽。

接着，如图7所示，输出的rgb格式的拍摄图像被输入到双线性插值模块74，以根据目标点在原图像上的位置，参考周边四个像素生成最终像素值。

具体地说，如图12所示，px(1.1,1.3)，即位置坐标在(1.1,1.3)的像素值为例：

假设p0；p1；p2；p3的r分量值分别为：100，120，140，160；则:

px的r分量＝(1-0.1)*(1-0.3)p0+0.1*(1-0.3)p1+(1-0.1)*0.3p2+0.1*0.3 p3＝114；

同理得到g，b分量的值，最终输出经过双线性插值后的拍摄图像。

如图7所示，拼接融合模块34用于对上述完成拼接校正的拍摄图像进行融合，从而形成完整的大的拍摄图像，可参见图6。

本实施方式的全景摄像机的基本工作原理与上述实施方式类似，在此不做赘述。

本实施方式的优点如下：

通过拼接校正模块对拍摄图像进行局部缓存(行缓存)，有效解决了现有技术中需要对拍摄图像进行整帧缓存再逐一读取并校正的过程中产生的问题，能够使拼接校正的过程本身不需要消耗内存带宽，从而极大地减小了对系统资源的消耗。

基于行缓存的拼接校正处理与bayer插值算法结合，能够保证拍摄图像质量的同时很好地实现拼接校正处理。

整个系统设计简单，有利于设计小型化。

参见图18，本实施方式的全景摄像机的拍摄方法中，全景摄像机包括4个子摄像头，每个子摄像头拍摄的角度不同；每个子摄像头拍摄的拍摄图像与全景摄像机中至少一个其他子摄像头拍摄的拍摄图像有部分重合，本实施方式的拍摄方法包括以下步骤：

在步骤101：控制4个子摄像头同步拍摄。

在步骤102：对各子摄像头同步拍摄的拍摄图像进行拼接校正，包含以下子步骤：以滑动窗口的方式缓存拍摄图像中连续的m行像素值，并根据预先设定的校正表和缓存的m行像素值，完成对像素值的校正，并依次输出校正后的每一行像素值，其中，m大于预先设定的图像最大畸变行数+2，并且m小于拍摄图像的总行数。

在步骤103：根据各子摄像头拍摄的拍摄图像的重合部分，将各子摄像头同步拍摄的拍摄图像拼接成一个拼接图像；

在步骤104：通过通信网络发送所述拼接图像。

需要在指出的是，上文中的实施方式是与本方法实施方式相对应的装置实施 方式，本实施方式可与上述实施方式互相配合实施。上述实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在上述实施方式中。

本实施方式的优点如下：

通过对拍摄图像进行局部缓存(行缓存)，有效解决了现有技术中需要对拍摄图像进行整帧缓存再逐一读取并校正的过程中产生的问题，能够使拼接校正的过程本身不需要消耗内存带宽，从而极大地减小了对系统资源的消耗。

整个系统设计简单，有利于设计小型化。

实施例：全景摄像机的拍摄方法2

本实施方式的全景摄像机的拍摄方法与上述实施方式基本相同，不再赘述，它们之间的区别如下：

各个子摄像头拍摄的拍摄图像为bayer格式，并且，本实施方式的拍摄方法还进一步包含以下步骤：

对各个子摄像头拍摄的拍摄图像进行rgb插值。

另外，在本申请的另一个实施方式中，在对各子摄像头同步拍摄的拍摄图像进行拼接校正的步骤之后，还包含以下步骤：

对校正后的拍摄图像，根据目标点在原拍摄图像上的位置，参考目标点周边四个像素，生成第二像素值，完成双线性插值。

同样地，上文中的实施方式是与本方法实施方式相对应的装置实施方式，本实施方式可与上述实施方式互相配合实施。上述实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在上述实施方式中。

本实施方式的优点如下：

通过对拍摄图像进行局部缓存(行缓存)，有效解决了现有技术中需要对拍摄图像进行整帧缓存再逐一读取并校正的过程中产生的问题，能够使拼接校正的过 程本身不需要消耗内存带宽，从而极大地减小了对系统资源的消耗。

基于行缓存的拼接校正处理与bayer插值算法结合，能够保证拍摄图像质量的同时很好地实现拼接校正处理。

整个系统设计简单，有利于设计小型化。

实施例：全景摄像机的拍摄方法3

本实施方式的全景摄像机的拍摄方法与上述实施方式基本相同，它们之间的区别如下：

各子摄像头拍摄的图像为bayer格式，并且，本实施方式的拍摄方法还包含以下步骤：

对各子摄像头的拍摄图像进行g插值；

对经g插值之后的拍摄图像进行r插值和b插值。

具体地说，如图19所示，本实施方式的全景摄像机的拍摄方法包含以下步骤：

在步骤201：控制4个子摄像头同步拍摄。

在步骤202：对各子摄像头的拍摄图像进行g插值；

在本实施方式中，通过以下技术方案实现g插值：

h＝|gij-gi(j+2)|+|2*bi(j+1)-bi(j-1)-bi(j+3)|

v＝|g(i-1)(j+1)-g(i+1)(j+1)|+|2*bi(j+1)-bi(j-1)-bi(j+3)|

其中，h是水平方向参数，v是垂直方向参数

如果h<v，则edgedirection＝0，其中，edgedirection是边缘方向，则：

【公式1】

如果h〉v，则edgedirection＝1，则：

【公式2】

如果h＝v，则edgedirection＝2，则：

【公式3】

其中，r代表红色分量，g代表绿色分量，b代表蓝色分量，并且，i，j代表 相互垂直的坐标值，并且，[(i-1)，j]的位置和[(i+1)，j]的位置上是红色点，[i，(j-1)]的位置和[i，(j+1)]的位子上是蓝色点。

在步骤203：对各子摄像头同步拍摄的拍摄图像进行拼接校正，包含以下子步骤：以滑动窗口的方式缓存拍摄图像中连续的m行像素值，并根据预先设定的校正表和缓存的m行像素值，完成对像素值的校正，并依次输出校正后的每一行像素值，其中，m大于预先设定的图像最大畸变行数+2，并且m小于拍摄图像的总行数。

由于校正后的图像行数一定比校正前小，在图像输出过程中，缓存区输出存在更新了多行，但输出只有一行的情况；

假设校正后图像为n行，对于n从1至，重复执行上述子步骤203a和203b，直至一个图像的所有行均被校正输出，其中，m为预先设定的图像最大畸变行数+3。

为了能更好地理解步骤203中的拼接校正过程，下面作进一步的解释和举例。

校正表中存储有校正前、后图像的对映关系信息，即，对于校正后图像中的像素，都可以在校正表中找到与之对应的校正前图像的像素的坐标信息。

校正表中包括校正表头。输出一行图像时需要查看当前行的校正表头。校正表头描述了校正后图像的一行来自于校正前图像中哪些行，即开始行和结束行。根据校正表头，如果正要输出的校正后图像的一行(称为当前行)所对应的校正前图像的开始行和结束行之间的行都已在缓存中，则可以从缓存中输出当前行。

下面举一个具体的例子：

假设校正前图像为1920行，校正后需要输出行数为1800行。通过校正表分析，要输出1800行的校正后图像的话，只需要用到校正前图像中的1-1837行，其中最大畸变小于64行，选定的拼接校正模块32(即以行为单位的缓存)为72行。每一帧图像开始，逐行将校正前图像的数据顺序往拼接校正模块32中写入，当写到16行时，根据校正表头中的信息，校正后图像的第1行(即当前行)的输出需要用到校正前图像的第1－16行，而此时拼接校正模块32中已经缓存的数据已满足了要求，于是就根据校正表中的对映关系信息输出校正后图像的第1行。接着校正前图像的第17行像素输入拼接校正模块32，此时拼接校正模块32中有数据1-17行，同时根据校正表头信息可以知道需要校正前图像的第2－17行就可以输出校正后图像的第2行，而此条件此时已满足，于是根据校正表中的对映关系信息输出校正后图像的第2行。……，以此类推，将校正前图像逐行输入拼接校正模块32(如果拼接校正模块 32已满则根据先入先出fifo的原则将最早输入的行丢弃)，并根据校正表头信息判断当前拼接校正模块32中的数据是否能够输出校正后图像的当前1行，如果能够则输出校正后图像的当前1行，否则继续向拼接校正模块32输入1行校正前图像的数据。这个过程中可能会多处存在以下两种特殊情况：

1.写入校正前图像的1行到拼接校正模块32，根据校正表头中的信息判定要输出的校正后图像的当前1行所需要的校正前图像中的行并没有全在拼接校正模块32中，则需要继续输入校正前图像的下1行到拼接校正模块32中才能满足输出条件，即输入2行甚至多行才能输出1行；

2.在输出校正后图像的1行之后，根据校正表头中的信息判定，要输出的校正后图像的下1行所需参考的校正前图像的相关行都已经在拼接校正模块32中了，此时不用再向拼接校正模块32输入新的校正前图像的行就可以继续输出校正后的下1行，即此时输入1行数据输出2行。

整个过程如上描述，当校正前图像的第1837行输入到拼接校正模块32中后，在拼接校正模块32中的数据满足校正后图像的第1800行输出的条件，校正后图像的第1800行图像输出，对于校正前图像中后续1837--1920行图像数据不再写入拼接校正模块32中。当新的一帧开始时整个line_cahce清空进入下个循环。

本申请各实施方式中所称的图像的行和列是可以由用户自定义的，例如对于1920*1080的图像，可以将1920定义为行、1080定义为列，也可以将1080定义为行、1920定义为列。

在一个优选例中，图像最大畸变行数由测试图像统计得到，即将标准的测试图像供各子摄像头拍摄，将拍摄所得图像与标准的测试图像相比较，即可得到各像素点在拍摄前后图像中的位置变化，再进行统计得到最大的畸变所跨越的行数，即图像最大畸变行数。在另一例子中，可以根据经验值设定图像最大畸变行数。

在步骤204：对经g插值之后的拍摄图像进行r插值和b插值。

在一个优选例中，通过以下技术方案实现r插值和b插值：

【公式4】

rij＝gij+{[ri(j-1)-gi(j-1)]+[ri(j+1)-gi(j+1)]}/2

【公式5】

bij＝gij+{[r(i-1)j-gi-1)j]+[r(i+1)j-g(i+1)j]}/2

【公式6】

bi(j+1)＝gi(j+1)+{[b(i-1)j-gi-1)j]+[b(i-1)(j+2)-gi-1)(j+2)]+[b(i+1)j-g(i+1)j]+[b(i+1)(j+2)-g(i+1)(j+2)]}/4

【公式7】

ri(j+1)＝g(i+1)j+{[ri(j-1)-gi(j-1)]+[ri(j+1)-gi(j+1)]+[r(i+2)(j-1)-g(i+2)(j-1)]+[r(i+2)(j+1)-g(i+2)(j+1)]}/4

【公式8】

r(i+1)(j+1)＝g(i+1)(j+1)+{[ri(j+1)-gi(j+1)]+[r(i+2)(j+1)-g(i+2)(j+1)]}/2

【公式9】

r(i+1)(j+1)＝g(i+1)(j+1)+{[r(i+1)j-g(i+1)j]+[r(i+1)(j+2)-g(i+1)(j+2)]}/2

其中，r代表红色分量，g代表绿色分量，b代表蓝色分量，并且，i，j代表相互垂直的坐标值，并且，[(i-1)，j]的位置和[(i+1)，j]的位置上是红色点，[i，(j-1)]的位置和[i，(j+1)]的位子上是蓝色点。

在步骤205：根据各子摄像头拍摄的拍摄图像的重合部分，将各子摄像头同步拍摄的拍摄图像拼接成一个拼接图像；

在步骤206：对经拼接图像进行图像压缩；

在步骤207：通过通信网络发送拼接图像。

本领域的技术人员可以理解，对于一个完整的rgb图像来说，每一个像素都是由rgb三个颜色组成的，可以将一个rgb图像分为r、g、b三个颜色的三个子图像。

g插值就是对bayer图像中的绿色部分进行插值，得到完整的绿色子图像(g图像)。

r插值就是对bayer图像中的红色部分进行插值，得到完整的红色子图像(r图像)。

b插值就是对bayer图像中的蓝色部分进行插值，得到完整的蓝色子图像(g图像)。

进行拼接校正的步骤在进行g插值的步骤之后，且进行拼接校正的步骤在进行r插值和b插值的步骤之前。

在本申请的另一个实施方式中，也可以先进行g插值和rb插值，得到完整的rgb图像后，再进行拼接校正。

在本申请的另一个实施方式中，传输带宽足够时，也可以不进行图像压缩， 直接将拼接图像传输出去。

在本申请的另一个实施方式中，在对各子摄像头同步拍摄的拍摄图像进行拼接校正和rb插值的步骤之后，还包含以下步骤：

对校正后的拍摄图像，根据目标点在原拍摄图像上的位置，参考所述目标点周边四个像素，生成第二像素值，完成双线性插值。

由此可见在，在本实施方式的拍摄方法中，对各子摄像头的拍摄图像进行g插值的步骤，在对拍摄图像进行拼接校正的步骤之前；并且，对经所述g插值之后的图像进行r插值和b插值的步骤，在对拍摄图像进行拼接校正的步骤之后。

同样地，上文中的实施方式是与本方法实施方式相对应的装置实施方式，本实施方式可与上述实施方式互相配合实施。上述实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在上述实施方式中。

本实施方式的优点如下：

通过对拍摄图像进行局部缓存(行缓存)，有效解决了现有技术中需要对拍摄图像进行整帧缓存再逐一读取并校正的过程中产生的问题，能够使拼接校正的过程本身不需要消耗内存带宽，从而极大地减小了对系统资源的消耗。

通过对拍摄图像先进行g插值处理，然后进行拼接校正，最后进行rb插值处理，能够使拼接校正模块32(拼接校正模块)的存储控制减少一半，明显降低了对资源的消耗。

整个系统设计简单，有利于设计小型化。

基于行缓存的拼接校正处理与bayer插值算法结合，能够保证拍摄图像质量的同时很好地实现拼接校正处理。

综上所述，本发明的主要优点包括：

1)通过拼接校正模块32对拍摄图像进行局部缓存，有效解决了现有技术中需要对拍摄图像进行整帧缓存再逐一读取并校正的过程中产生的问题，能够 使拼接校正的过程本身不需要消耗内存带宽，从而极大地减小了对系统资源的消耗。

2)通过对拍摄图像先进行g插值处理，然后进行拼接校正，最后进行rb插值处理，能够使拼接校正模块的存储控制减少一半，明显降低了对资源的消耗。

3)整个系统设计简单，有利于设计小型化。

4)基于行缓存的拼接校正处理与bayer插值算法结合，能够保证拍摄图像质量的同时很好地实现拼接校正处理。

本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(programmablearraylogic，简称“pal”)、随机存取存储器(randomaccessmemory，简称“ram”)、可编程只读存储器(programmablereadonlymemory，简称“prom”)、只读存储器(read-onlymemory，简称“rom”)、电可擦除可编程只读存储器(electricallyerasableprogrammablerom，简称“eeprom”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(digitalversatiledisc，简称“dvd”)等等。

本发明各设备实施方式中提到的各单元都是逻辑单元，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合才是解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

并且，在本专利的权利要求书和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专利的权利要求书和说明书中，如果提到根据某要素执行某行为，则是指至少根据该要素执行该行为的意思，其中包括了两种情况：仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要素执行该行为。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。