[发明专利]一种全景视频影像室内分屏显示方法及显示系统

说明书

技术领域

本发明专利主要涉及全景视频影像显示，具体指一种全景视频影像室内分屏显示方法及显示系统。

背景技术

随着城市化进程，都市遍地高楼，人们打开窗户往往见到的是灰暗的高楼墙体，即便是处于更高的楼层，放眼望去也是满地的水泥建筑物，毫无风景可言，长期处于这样的环境中使得人们的身心得不到及时的放松，压力将无法缓解，如何将室外优美的风景引入室内，人们足不出户即可行赏世间美景，让人赏心悦目缓解压力，愉悦身心呢。

目前，采用单屏幕播放定点风景录像的方法或者直接采用全景环幕的方法：单屏幕播放定点风景录像的方法，单纯的将室外录制的画面在室内视频播放器中播放，不仅视角有限，且无法对景观方向进行灵活调整，因而给不了用户身临其境的视觉感受；采用全景环幕的方法，不仅造价昂贵，维护成本高，且全景影像带来的全开放式场景，还会破坏室内密闭空间原有的私密性，降低用户在室内的温馨感受。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全景视频影像室内分屏显示方法，将室外风景动态地显示在室内若干观景视窗中，实现室内空间与室外景观的自然融合，给人一种身处景区别墅或观景平台的逼真感受。

为实现上述目的，本发明所设计的全景视频影像室内分屏显示方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在室内墙壁上设置至少一个观景视窗，所述观景视窗具有视频播放功能；

2)在虚拟空间中构建能够包容步骤1室内空间和所有观景视窗的360°虚拟全景环幕，并将室外采集的全景视频影像映射到虚拟全景环幕上；

3)取观景视窗中垂线上任意点作为观景点(几何投影起点)，根据人眼视线的几何投影关系，将观景视窗投影到虚拟全景环幕上，确定观景视窗对应的可视区域，并获取投影区域在全景视频影像上所对应的视频块范围；

4)按照步骤3所述方法，获取每个观景视窗在全景视频影像上所对应的不同视频块范围，并在所有观景视窗上同步播放其所对应视频块的景观录像。

其中，步骤二中构建的虚拟全景环幕并不真实存在，而是为了满足观景视窗与全景视频影像中视频块之间映射计算的需要，主观臆造的虚拟对象。虚拟全景环幕为360°环形幕或者球面幕。步骤二中全景视频影像水平方向像素原点对应于室外风景录像的正北方向，沿顺时针方向像素坐标取正值，沿逆时针方向像素坐标取负值，全景视频影像在虚拟全景环幕上映射起始位置所对应的方向角参数为全景视频影像水平方向像素原点与室内空间正北方向的夹角，也即室外风景录像正北方向与室内空间正北方向间的角度偏差。

优选地，步骤三中获取视频块的步骤如下：

31)选取室内任一点为原点，构建虚拟空间的三维坐标系，通过几何测量法，确定观景视窗几何中心、观景视窗边界拐点的空间三维坐标，并结合虚拟全景环幕几何中心的空间三维坐标参数和虚拟全景环幕的半径参数，参照观景视窗的中垂线方向，计算出观景视窗几何中心在虚拟环幕上的投影点坐标；

32)将全景视频影像映射到虚拟全景环幕上，根据全景视频在水平方向的像素数目和虚拟全景环幕的半径，计算视频的角度分辨率和空间分辨率，并根据视频的角度分辨率、空间分辨率，以及全景视频在垂直方向的像素数目、虚拟全景环幕几何中心的空间三维坐标参数、虚拟全景环幕的半径参数和全景视频影像在虚拟全景环幕上映射起始位置所对应的方向角参数，对步骤31得到的观景视窗几何中心在虚拟环幕上的投影点坐标进行换算，得到观景视窗几何中心的在全景视频影像中所对应映射点的像素坐标；

33)利用观景视窗的水平视场角参数，并结合虚拟全景环幕几何中心的空间三维坐标参数、虚拟全景环幕的半径参数，以及观景视窗几何中心和观景视窗在水平方向边界极值点的空间三维坐标，参照观景视窗的中垂线方向，计算观景视窗与全景视频影像之间的映射比例；

34)以观景视窗几何中心为原点，在观景视窗所在平面内构建二维坐标系，获得观景视窗所有边界拐点相对于观景视窗几何中心的平面坐标，结合步骤32得到的观景视窗几何中心在全景视频影像中所对应映射点的像素坐标，以及步骤33得到的观景视窗与全景视频影像之间的映射比例，计算观景视窗所有边界拐点在全景视频影像上所对应映射点的像素坐标，并依据观景视窗的边界线，在全景视频影像中按顺序连接所有边界拐点的映射点，从而得到完整的视频块映射范围。

所述虚拟全景环幕几何中心的空间三维坐标参数、虚拟全景环幕的半径参数、全景视频影像在虚拟全景环幕上映射起始位置所对应的方向角参数以及每个观景视窗的水平视场角参数，均可根据需要自由设置。