[发明专利]拍摄和处理数字全景图像的方法

说明书

本发明涉及一种用于拍摄和处理数字全景图像的方法。该方法包括借助一全景物镜(3)将一全景图(1)投影到一图像传感器(4)上，以获得一原始图像(6)。然后，基于原始图像(6)建立一组(7)N幅输出图像(8)。N大于或等于二，并且每幅输出图像(8)用一给定焦距显示全景图(1)的一直线投影。输出图像(8)具有一共同的预定分辨率，第一输出图像(8.1)的焦距具有一预定焦距值，各其他输出图像(8.2；8.3)的焦距短于先前输出图像(8.1；8.2)的焦距。此外，本发明还涉及一种数字全景摄像机系统(2)，所述系统包括一全景物镜(3)、一图像传感器(4)和一图像处理电子器件(5)。图像处理电子器件(5)设置用于执行以上所述方法。

技术领域

本发明涉及一种拍摄和处理数字全景图像的方法以及一种数字全景摄像机系统。

背景技术

数字全景图像具有广泛的应用范围并可由例如车载摄像机或监控摄像机等数字全景摄像机系统拍摄。

例如，在美国专利申请US 2004/0136092 A1中公布了一种用于拍摄和显示一分辨率可变的数字全景图像的方法。所述方法借助一全景物镜将一全景图投影到一图像传感器上。全景物镜具有相对于全景图对象点视场角的一非线性像素分布函数。与线性分布函数相比，所述非线性像素分布函数具有至少±10％的最大发散度，由此使所得全景图像具有至少一基本上被扩展的区域和至少一基本上被压缩的区域。以此方式，物镜会对图像中取决于预期应用的、最有用的区域进行扩展。分辨率在所述有用区域中非常出色，但在不太重要的区域中却很一般。

然而，这种方法会产生一失真的图像，尤其是全景图中的直线在图像中并非是笔直的。然而，例如对基于人工智能的对象识别，保持直线笔直正是后续图像分析的一重要特征。

发明内容

本发明的一项任务是提供一种用于拍摄和处理数字全景图像的方法，其中，全景图中的直线在图像中是笔直的，并且图像某些区域的分辨率很好。

该项任务通过所附独立权利要求的主题解决。从属权利要求和以下描述及附图提供了实施方式。

根据本发明的第一方面，提供一种用于拍摄和处理数字全景图像的方法。在该方法的一第一步骤中，借助一全景物镜将全景图投影到一图像传感器上，以获得一原始图像。所述全景图可是特定应用感兴趣的各类场景。在车载摄像机中，全景图例如可是从挡风玻璃或后窗玻璃向外观察的场景。全景物镜可是各种广角物镜，例如一鱼眼镜头或一广角直线镜头。全景物镜将全景图投影到图像传感器上，其中，图像传感器可是各类适用的数字图像传感器，例如一电荷耦合器件(CCD)传感器或一互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。

在该方法一第二步骤中，基于在第一步骤中获得的原始图像建立一组N幅输出图像。数字N是一大于或等于二的自然数，即基于原始图像建立至少两幅输出图像。每幅输出图像表示具有一给定焦距的全景图直线投影/球心投影(gnomonic projection)。一直线投影是由一针孔相机获得的投影，即具有一f·tan(θ)映射函数的投影。因此，全景图中的直线是输出图像中的直线。直线投影的焦距定义为针孔和图像平面间的距离。

输出图像具有一共同的预定分辨率，即，它们表示一图像传感器上带有预定分辨率的全景图投影。所述分辨率例如是每个长度的一预定像素数。

输出图像的建立方法是，使第一输出图像的焦距具有一预定焦距值，各其他输出图像的焦距短于先前输出图像的焦距。即，第二输出图像的焦距短于第一输出图像的焦距，第三输出图像的焦距短于第二输出图像的焦距，以此类推。

因此，第一输出图像在全景图中具有最高的细节分辨率，即，第一输出图像覆盖区域的分辨率非常好。这N幅输出图像组的后续图像在全景图中的细节分辨率越来越低，而第N幅输出图像在全景图中具有最低的细节分辨率。

根据一实施方式，数字N在3和7之间，尤其是4或5。所述数字与许多全景物镜的物理分辨力良好匹配。