基于位置的场景切换式共享图像处理系统的制作方法

本发明涉及信息处理技术，尤其涉及一种基于位置的场景切换式共享图像处理系统。

背景技术：

随着旅游经济日益发达，旅游观光产业蓬勃发展，其中自然风景观光是最重要的一部分。自然风景的美感往往取决于观景的角度和时间，很多绝美的风景需要在极其特殊的位置和角度才能看到，正所谓“无限风光在险峰”，遗憾的是出于成本和安全的考虑，绝大多数景区的观景模式都是遵循既定路线，用户没有机会从最佳的观赏角度领略自然风景，这不失为一大遗憾。另一方面，如果能够解决用户在任意位置、视角欣赏景点风光的问题，必将大大提升用户观光的体验。

目前已有的拓展观光视角/视野的手段主要有望远镜、缆车、热气球、图片、纪录片(包括3D纪录片)、虚拟现实(VR)等，还没有一种手段能够让观光者以极低的成本达到面向游览现场的自由视角的观景体验。

技术实现要素：

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明提供了一种基于位置的场景切换式共享图像处理系统，以至少解决现有技术无法实现面向游览现场的任意视角观景的低成本、实时观看、多用户共享的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于位置的场景切换式共享图像处理系统，所述基于位置的场景切换式共享图像处理系统包括存储单元、处理单元和无线传输单元；所述存储单元用于存储多组预定图像序列，每组预定图像序列包括多个预存广视角图像，其中每个预存广视角图像具有位置信息和参考信息；所述处理单元用于通过所述无线传输单元接收来自一个或多个用户设备的至少一个传输指令，针对该至少一个传输指令中的每一个：从该传输指令中提取相关位置信息以及对应用户设备的参考信息和发送姿态，以从所述存储单元存储的多组预定图像序列中获取与该相关位置信息以及对应用户设备的参考信息和发送姿态相匹配的图像帧序列来发送给该用户设备；所述参考信息包括季节信息、时间段信息和天气信息中的任意一种或多种信息。

进一步地，所述存储单元中预先存储的每组预定图像序列中的每个预存广视角图像是预先经过方向校正处理的，且经过方向校正处理的预存广视角图像中各像素位置对应的方向信息为绝对方向。

进一步地，所述存储单元中预先存储的每组预定图像序列中的每个预存广视角图像是未经过方向校正处理的，且未经方向校正处理的预存广视角图像中各像素位置对应的方向信息为相对方向，所述存储单元中还存储有用于计算出与每个预存广视角图像中各像素位置对应的绝对方向的相关信息；所述基于位置的场景切换式共享图像处理系统还包括方向校正单元；所述方向校正单元用于预先利用所述相关信息来计算每个预存广视角图像中各像素位置对应的绝对方向，以将该预存广视角图像中各像素位置的方向信息从相对方向校正为绝对方向。

进一步地，所述处理单元用于通过如下方式从所述存储单元中获取与该相关位置信息以及对应用户设备的参考信息和发送姿态相匹配的图像帧序列：在所述存储单元存储的多组预定图像序列中选择与该相关位置信息和该用户设备的参考信息相匹配的一帧或多帧预存广视角图像作为候选图像；针对已选择的所有候选图像中的每一帧预存广视角图像，利用该预存广视角图像中各像素位置对应的方向信息，在该预存广视角图像中截取方向与该传输指令包含的发送姿态对应的截图，其中，该截图的尺寸为预设值；利用所截取的所有截图按照时间顺序形成图像帧序列，作为所述与该相关位置信息以及对应用户设备的参考信息和发送姿态相匹配的图像帧序列。

进一步地，所述基于位置的场景切换式共享图像处理系统还包括用户管理单元；其中，所述用户管理单元用于接收来自每个用户设备的身份认证请求，并基于该身份认证请求对对应的用户设备进行身份认证，在认证成功后向该对应的用户设备发送认证成功信息以与该用户设备建立数据连接。

进一步地，所述处理单元还用于：在接收到来自所述来自一个或多个用户设备的至少一个传输指令时，针对该至少一个传输指令中的每一个，判定该传输指令中是否包含已支付信息，并在该传输指令中包含已支付信息的情况下建立与发出该传输指令的用户设备之间的数据连接。

进一步地，所述发送姿态包括：对应的用户设备中显示模块的屏幕法线方向或屏幕背面法线方向。

进一步地，所述基于位置的场景切换式共享图像处理系统用于设置在以下设备中的任一个上：缆车、观光车、火车、飞机或船舶。

本发明的基于位置的场景切换式共享图像处理系统，具有以下有益效果：

1)用户可以在现场随时观看到与其当前位置相匹配的(或与观景现场相关位置匹配的)、不同条件下的风景，如同一景点位置在不同季节和/或不同天气和/或不同时间段内的风景，实现基于位置的不同场景切换；

2)用户可以通过该场景切换式共享图像处理系统在其用户设备上观看到用户无法到达的位置及视角的独特风景；

3)多名用户可以同时共享本系统进行观景，以及借助该系统来拍摄独特气候、季节以及时间条件下独特位置、视角的风景照片及视频；

4)本系统能够支持多用户自主选择观景角度，且支持用户设备的屏幕显示图像的取景方向匹配用户设备的屏幕朝向；

使用该系统时，在来自用户设备的传输指令包含用户设备的发送姿态的情况下，用户通过改变发送姿态(如改变用户设备的姿态，或通过触屏操作等设置不同的发送姿态等)能够从本系统获取不同取景角度的图像帧序列(因为发送姿态不同，所以得到的与发送姿态匹配的图像帧序列也不同)，由此实现了自主选择观景角度；这样，对于多个用户的情况，系统回传给各个用户的图像帧序列也由于各用户设备的发送姿态的不同而不同，由此显示在各个用户设备上的图像也就不同，从而能够实现多个用户自主选择观景角度；

此外，换句话说，通过方向校正单元进行方向校正后，能够使得显示在用户设备的显示模块屏幕上的图像帧序列中的每一帧对应的取景方向与发出该传输指令的用户设备显示模块的屏幕背面法线方向(或屏幕法线方向)一致。而且，用户还可以在屏幕背面法线方向与屏幕法线方向之间切换选择，以此实现两种观景方向之间的快速切换。

5)用户可以通过诸如手机等移动终端以电子支付的形式支付租用费、取景费；

6)景区或相关运营商可以通过该基于位置的场景切换式共享图像处理系统向更多的用户分享景点最好的观景体验。

通过以下结合附图对本发明的最佳实施例的详细说明，本发明的这些以及其他优点将更加明显。

附图说明

本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中：

图1是示意性地示出本发明的基于位置的场景切换式共享图像处理系统的一个示例的结构框图。

本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，而且不一定是按比例绘制的。例如，附图中某些元件的尺寸可能相对于其他元件放大了，以便有助于提高对本发明实施例的理解。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

本发明的实施例提供了一种基于位置的场景切换式共享图像处理系统，所述基于位置的场景切换式共享图像处理系统包括存储单元、处理单元和无线传输单元；所述存储单元用于存储多组预定图像序列，每组预定图像序列包括多个预存广视角图像，其中每个预存广视角图像具有位置信息和参考信息；所述处理单元用于通过所述无线传输单元接收来自一个或多个用户设备的至少一个传输指令，针对该至少一个传输指令中的每一个：从该传输指令中提取相关位置信息以及对应用户设备的参考信息和发送姿态，以从所述存储单元存储的多组预定图像序列中获取与该相关位置信息以及对应用户设备的参考信息和发送姿态相匹配的图像帧序列来发送给该用户设备；所述参考信息包括季节信息、时间段信息和天气信息中的任意一种或多种信息。

下面，结合图1来描述本发明的基于位置的场景切换式共享图像处理系统的一个示例。

该基于位置的场景切换式共享图像处理系统例如可以设置在诸如智能手机、平板电脑或头戴式VR(虚拟现实)系统等终端设备中，作为其组成的一部分。这种情况下，本发明的基于位置的场景切换式共享图像处理系统可与用户设备集成在一起。

此外，该基于位置的场景切换式共享图像处理系统也可以单独作为一个设备设于景区的交通工具上(如缆车、观光车、火车、飞机或船舶上特定位置)或设于景区(即游览现场)的固定位置(如某个景点的墙壁上)，等等。

如图1所示，基于位置的场景切换式共享图像处理系统包括存储单元1、处理单元2和无线传输单元3。处理单元2例如可以是CPU、微处理器等具有控制处理功能的设备。无线传输单元3例如为WIFI传输模块或蓝牙传输模块等。

存储单元1用于存储多组预定图像序列，每组预定图像序列包括多个预存广视角图像，其中，每个预存广视角图像均具有位置信息和参考信息。

其中，每个预存广视角图像的位置信息是指该图像在被采集时所使用的采集设备所处的位置，例如可以通过采集设备中的GPS定位模块获得。

此外，每个预存广视角图像的参考信息可以是以下信息中的任意一种或几种：季节信息、时间段信息和天气信息。季节信息例如是春季、夏季、秋季或冬季中的任一个；或者，也可将季节信息划分的更细，如早春、盛夏、初冬，等等。时间段信息例如是一天24小时内所属的时间段，如中午(12:00-14:00)，傍晚(17:00-19:00)，等等；或者时间段也可以按照等间隔将24小时进行划分，如(0:00-4:00)、(4:00-8:00)、……、(20:00-24:00)，等等。此外，天气信息例如是中雨、晴或小雪，等等。

在一种实现方式(以下称为第一实现方式)中，存储单元1所存储的每组预定图像序列中的每个预存广视角图像是未经方向校正处理的。换句话说，存储单元1所存储的每组预定图像序列中，每个预存广视角图像中各像素位置对应的方向信息为相对方向。每个预存广视角图像各像素位置对应的相对方向是指相对于对应采集设备的整体朝向而言的方向，是个相对量，这里所说的对应采集设备是指当时获取该预存广视角图像的那个采集设备。预存广视角图像各像素位置对应的相对方向是可以利用现有技术获得的，比如，根据对象采集设备的朝向、其包含的各个镜头分别的朝向等计算而得。

在另一种实现方式(以下称为第二实现方式)中，存储单元1所存储的每组预定图像序列中的每个预存广视角图像是预先经过方向校正处理的。换句话说，存储单元1所存储的每组预定图像序列中，每个预存广视角图像中各像素位置对应的方向信息为绝对方向。

在又一种实现方式(以下称为第三实现方式)中，上述基于位置的场景切换式共享观景系统还可以包括方向校正单元，但存储单元1中预先存储的每组预定图像序列中的每个预存广视角图像是未经过方向校正处理的。换句话说，未经方向校正处理的预存广视角图像中各像素位置对应的方向信息为相对方向。此外，存储单元1中还存储有用于计算出与每个预存广视角图像中各像素位置对应的绝对方向的相关信息。

其中，相关信息例如是多组预定取景方向序列，而每组预定取景方向序列分别对应一组预定图像序列，且该组预定取景方向序列中的每个预定取景方向分别表示其在该组预定图像序列中对应的那个预存广视角图像的取景方向。需要说明的是，预存广视角图像的取景方向是指相应采集设备在采集该图像时的整体朝向。例如，假设相应采集设备设置于某个交通工具上，而该采集设备的整体朝向与该交通工具的正前方一致，这样，假设交通工具朝正南方向行驶或飞行时，并假设此时该采集设备采集了一帧广视角图像(进而作为预存广视角图像被存入存储单元1中)，那么该帧广视角图像对应的取景方向信息则是正南方向，依此类推。

举例来说，假设存储单元1中存储的组预定图像序列中，某一组预定图像序列可以用{I₁，I₂，I₃，……，I_M}表示，M表示该组预定图像序列中所包含的预存广视角图像的数量，其为正整数；并且，假设该组预定图像序列对应的取景方向信息序列可以用{D₁，D₂，D₃，……，D_M}表示。在该例子中，预存广视角图像I₁与取景方向信息D₁对应(即取景方向信息D₁表示相应采集设备在采集预存广视角图像I₁时的整体朝向)，预存广视角图像I₂与取景方向信息D₂对应(即取景方向信息D₂表示相应采集设备在采集预存广视角图像I₂时的整体朝向)，依此类推。这样，方向校正单元可以利用{D₁，D₂，D₃，……，D_M}对{I₁，I₂，I₃，……，I_M}进行方向校正，使得{I₁，I₂，I₃，……，I_M}中每个预存广视角图像中各像素位置的方向信息从相对方向校正为绝对方向。

以上述例子中的预存广视角图像I₁为例，在方向校正单元进行方向校正之前，预存广视角图像I₁中各像素位置对应的方向信息为相对方向。根据其对应的取景方向信息D₁，可知相应采集设备在采集预存广视角图像I₁时的整体朝向，进而可以计算出预存广视角图像I₁中各像素位置对应的绝对方向。利用预存广视角图像I₁中各像素位置对应的绝对方向代替对应像素位置的相对方向，即完成方向校正单元的方向校正处理。方向校正单元对其他预存广视角图像的方向校正处理与此类似，不再详述。

这样，通过方向校正单元可以完成对每组预定图像序列中每个预存广视角图像的方向校正处理，以使每个预存广视角图像中各像素位置对应的方向信息从相对方向校正为绝对方向。也就是说，在该实现方式(即第三实现方式)中，存储单元1所存储的每组预定图像序列中，每个预存广视角图像中各像素位置对应的方向信息为绝对方向。

需要说明的是，各像素位置的绝对方向是指相对于环境绝对坐标系而言的方向，而环境绝对坐标系各坐标轴向是不变的；而各像素位置的相对方向是相对于相应采集设备采集时的朝向而言的方向，而相应采集设备的朝向在一些例子中(如设置在缆车等交通工具上时)是变化的。

此外，处理单元2通过无线传输单元3还可以接收来自一个或多个用户设备的至少一个传输指令。针对上述至少一个传输指令中的每一个，处理单元2从该传输指令中提取相关位置信息以及对应用户设备的参考信息和发送姿态，以从存储单元1存储的多组预定图像序列中获取与该相关位置信息以及对应用户设备的参考信息和发送姿态相匹配的图像帧序列来发送给该用户设备。其中，用户设备的参考信息例如包括季节信息、时间段信息和天气信息中的任意一种或多种信息，与上文相似，这里不再详述。这样，来自用户设备的传输指令是包含有相关位置信息以及该用户设备的参考信息和发送姿态的。其中，上述相关位置信息可以是用户设备的位置信息(如通过用户设备中的GPS定位模块获得)，或者可以是现场预设点的位置信息(如某景点预设观景台上某个位置，如通过用户扫描该位置二维码匹配获得，等等)。此外，用户设备的发送姿态是指用户设备在发送该传输指令时的姿态，例如可以是用户设备中显示模块的屏幕法线方向或其屏幕背面法线方向。用户设备的发送姿态可以是由用户通过在用户设备上进行触屏操作来设置的；或者，也可以通过在用户设备中集成姿态传感子模块来获取用户设备的当前姿态来作为上述发送姿态。此外，用户设备例如可以是智能手机、平板电脑和头戴式VR(虚拟现实)系统等终端设备中的任一种。

例如，处理单元2可以通过如下将要描述的步骤201～203从存储单元1中获取与该相关位置信息以及对应用户设备的参考信息和发送姿态相匹配的图像帧序列。

首先执行步骤201。在步骤201中，在存储单元1存储的多组预定图像序列中选择与上述相关位置信息和用户设备的参考信息相匹配的一帧或多帧预存广视角图像作为候选图像。

以传输指令中的参考信息同时包含季节信息(记为S1)、时间段信息(记为T1)和天气信息(记为W1)为例，假设该相关位置信息可记为P1，并假设存储单元1中存储的每一组预定图像序列中的每个图像也均具有该图像的位置信息、季节信息、时间段信息和天气信息。在存储单元1存储的所有预定图像序列中，获取满足“位置信息为P1，季节信息为S1，时间段信息为T1，以及天气信息为W1”的图像序列。应当注意的是，此时获得的满足“位置信息为P1，季节信息为S1，时间段信息为T1，以及天气信息为W1”的图像序列可能是一个图像，也可能是多个图像。这样，处理单元2通过无线传输单元3可以将上述满足“位置信息为P1，季节信息为S1，时间段信息为T1，以及天气信息为W1”的图像序列(即，与该相关位置信息和参考信息相匹配的图像帧序列)确定为候选图像序列。其中，处理单元2可按照时间先后顺序形成上述候选图像序列。

接着，在步骤202中，针对步骤201中已选择的所有候选图像中的每一帧预存广视角图像，利用该预存广视角图像各像素位置对应的方向信息，在该预存广视角图像中截取方向与该传输指令中的发送姿态对应的截图，其中，该截图的尺寸为预设值，该预设值例如可以根据经验值设定，或者可以根据用户设备发来的传输指令中包含的屏幕尺寸参数来设定，等等。

然后，在步骤203中，利用步骤202中所截取的所有截图按照时间顺序形成图像帧序列，作为与该用户设备的参考信息、图像/视频采集单元1的当前位置以及该传输指令包含的发送姿态相匹配的图像帧序列。

需要说明的是，在实施第一实现方式的情况下，存储单元1中存储的每一帧预存广视角图像中各像素位置对应的方向信息为相对方向。在这种情况下，针对某一帧预存广视角图像，通过步骤202所截取的“方向与该传输指令中的发送姿态对应的截图”实际是“相对方向与该传输指令中的发送姿态对应的截图”。由此，最终通过用户设备所看到的图像或视频就像是用户坐在交通工具上看到的一样，即使保持用户设备朝着一个方向不变，其显示的图像或视频也会随着交通工具运动方向的改变而改变。

此外，在实施第二或第三实现方式的情况下，存储单元1中存储的每一帧预存广视角图像中各像素位置对应的方向信息为绝对方向。在这种情况下，针对某一帧预存广视角图像，通过步骤202所截取的“方向与该传输指令中的发送姿态对应的截图”实际是“绝对方向与该传输指令中的发送姿态对应的截图”。由此，最终通过用户设备所看到的图像或视频就是用户设备的屏幕背面法线方向(或屏幕法线方向)所指的绝对方向，如果保持用户设备朝着一个方向不变，其显示的图像或视频则不会随着交通工具运动方向的改变而改变。换句话说，通过第二或第三实现方式中的方向校正单元进行方向校正后，显示在用户设备的显示模块屏幕上的图像帧序列中的每一帧对应的取景方向与发出该传输指令的用户设备显示模块的屏幕背面法线方向(或屏幕法线方向)一致。此外，用户例如可以在屏幕背面法线方向与屏幕法线方向之间切换选择，以此实现两种观景方向之间的快速切换。

此外，还需要说明的是，当场景切换式共享图像处理系统设于非载人交通工具上时，非载人交通工具位于游览现场，而且一个或多个用户携带其各自的用户设备也同样位于游览现场，以与上述场景切换式共享图像处理系统通过无线方式建立连接，进行数据传输。当场景切换式共享图像处理系统设于诸如缆车、观光车、火车、飞机或船舶等载人交通工具上时，一个或多个用户携带其各自的用户设备乘坐于该交通工具上，且该交通工具是位于游览现场的。此外，当场景切换式共享图像处理系统设于诸如游览现场的固定位置处时，一个或多个用户携带其各自的用户设备也同样位于游览现场。

根据另一种实现方式，处理单元2还可以在接收到来自来自一个或多个用户设备的至少一个传输指令时，针对该至少一个传输指令中的每一个，判定该传输指令中是否包含已支付信息，并在该传输指令中包含已支付信息的情况下建立与发出该传输指令的用户设备之间的数据连接；而若判定传输指令中未包含已支付信息则不与对应用户设备建立数据连接。其中，已支付信息例如是通过诸如扫码支付等在线支付方式获得的。

此外，根据一种实现方式，基于位置的场景切换式共享图像处理系统还可以包括用户管理单元。用户管理单元可以通过无线传输单元3接收来自每个用户设备的身份认证请求，并基于该身份认证请求对对应的用户设备进行身份认证，在认证成功后向该对应的用户设备发送认证成功信息以与该用户设备建立数据连接。

应用本发明的基于位置的场景切换式共享图像处理系统，用户可以通过手机等用户设备实现自身无法到达的位置处的摄影或摄像，由此使得用户体验大大增强，而且可同时适用于多个用户，操作便捷。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。