[发明专利]基于3D全景视觉的智能三维立体摄像设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能立体摄像设备，尤其是全方位视觉传感器、高速球摄像机、计算机视觉、机电一体化设计等技术在智能三维立体摄像设备方面的应用。

背景技术

3D电视的普及越来越快，目前很多家庭购买了3D电视，但实际可看的3D片源很少，在这种情况下，消费者要更好的利用自己的3D电视，3D摄像机肯定是一种很好的补充。

用两台摄像机模拟左右两眼，一般的话两个摄像机之间的距离，即基线距跟人的两眼之间的距离差不多。只要用两台摄像机仿真左右两眼视线，分别拍摄两条影片，然后将这两条影片同时放映到银幕上；放映时再采用必要的技术手段，使观众左眼只能看到左眼图像，右眼也只能看到右眼图像。当两幅图像经过电影观众的大脑迭合后，他们就对银幕画面产生了立体纵深感。立体拍摄看似很简单的模拟，在实际操作中却十分困难。在拍摄中，两台机器的一致度要求非常高，否则很难拍出很好的效果。

当今最新的3D摄像机搭载了一个手动操控拨盘，拨盘上除了2D机型所具备的调节对焦、曝光、光圈、快门、自动曝光转换和白平衡切换之外，此次还增加了3D深度调整功能，可以根据不同的场景来调整3D的立体景深效果。

两个镜头的光轴从广角到长焦端始终对齐是一件困难的事，如果不能保证，那么3D效果将会变差，一般在3D摄像机出厂前会经过精确到微米级的调校，以便确保双镜头光轴始终对齐；但是在使用过程中，为避免发生偏差，用户需要通过手工方式实现3D自动调整，使左右眼画面始终在合理的位置上。

在实时转播三维立体体育赛事和音乐会等大型活动时，对3D摄像师的要求非常高，往往又要增加一个3D深度调整的推手(3D Puller)的新工作岗位，该岗位负责对3D处理层设备的参数进行设定，掌控摄像机的3D景深和3D效果的好坏。有点类似于2D的调光I位。2D中的技术协调也有3D技术协调对应负责3D景深的设定和3D效果的指导。3D推手需要紧盯屏幕随时快速调整。

一般来说，即使多增加一个3D深度调整的助手也很难保证两台机器的一致度；现有的3D拍摄技术要保证焦距、拍摄方向、拍摄角度和3D深度等的一致性是一项极其困难的事情，尤其是在动态拍摄的情况下，即费时又费力同时难以保证3D拍摄质量。另一方面，在有些情况下，比如足球赛事的3D实况转播时往往希望即有球场内的3D全景视频图像又有特写的3D视频图像。

发明内容

为了克服已有3D摄像机存在的焦距、拍摄方向、拍摄角度和3D深度等的一致性调整困难、无法同时拍摄3D全景视频图像和特写的3D视频图像的不足，本发明提供一种实现3D全景视频图像的拍摄同时进行3D特写视频图像的拍摄、实现在显示器上全景点控的自动3D特写视频图像拍摄的基于3D全景视觉的智能三维立体摄像设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于3D全景视觉的智能三维立体摄像设备，包括一组由4台全方位摄像装置构成的3D全景摄像装置、一组由2台高清摄像机构成的3D摄像装置和对4台全方位摄像装置的图像进行全景立体成像处理、并在显示器上显示的3D全景图像上用鼠标点击想要拍摄对象位置信息来自动控制3D摄像装置的对焦、调整拍摄方向、角度和3D深度动作、并将3D全景视频图像和3D视频图像按左右通道进行合成处理的计算机；所述的3D全景摄像装置与所述的3D摄像装置通过支撑杆连接在一起，所述支撑杆的上部固定着所述的3D全景摄像装置，支撑杆的中部固定着所述的3D摄像装置，所述的3D全景摄像装置的中心轴与所述的3D摄像装置的中心轴重合，所述的3D全景摄像装置中的4台全方位摄像装置通过视频卡与所述的计算机进行连接，所述的3D摄像装置中的2台高清摄像机通过图像采集单元与所述的计算机连接；所述的3D摄像装置与所述的计算机连接；

所述的计算机包括：

全景图像读取与预处理单元，用于读取4台全方位摄像装置的全景图像并对全景图像做简单图像预处理，分别启动4个线程，每个线程读取一个全方位摄像装置的全景图像，然后用4种不同的模版对相应的全方位摄像装置进行图像预处理，其输出与透视展开单元连接；