專利名稱：數(shù)字?jǐn)z像裝置的全景影像自動(dòng)拍攝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全景攝影方法，特別是涉及一種控制數(shù)字?jǐn)z像裝置自動(dòng)擷取全景 影像的方法。
背景技術(shù)：
全景影像是為了表現(xiàn)出一個(gè)寬廣的視野，模擬出人眼所見大約160度的風(fēng)景感 受，一般尺寸的影像則是在風(fēng)景中裁切一個(gè)區(qū)域，相較之下一般的影像比較像是人眼所專 注的那一個(gè)區(qū)域，而全景影像較能讓觀賞者感受到當(dāng)時(shí)環(huán)境的氣氛。全景影像的制作方式 是于同一場景中，擷取多個(gè)相同規(guī)格的影像所接合而成，因此欲接合影像之間的接合區(qū)域 是全景影像成功與否的一大關(guān)鍵?，F(xiàn)有拍攝全景(panorama)影像的方法有兩種，一種是使用者必須藉手動(dòng)方式(徒 手或經(jīng)由腳架)移動(dòng)數(shù)字相機(jī)來拍攝多張影像，再將所拍攝的影像輸入計(jì)算機(jī)，利用影像 處理軟件來進(jìn)行接圖，以產(chǎn)生全景影像。此種做法對于一般使用者而言，有相當(dāng)?shù)碾y度。一 方面，拍攝時(shí)需要更專業(yè)的拍攝技巧，否則會(huì)造成后續(xù)接圖時(shí)難度提高或效果不佳，另一方 面，又需要操作復(fù)雜的影像軟件，以進(jìn)行接圖。另一種簡單的方法則是在數(shù)字相機(jī)的顯示屏幕上顯示輔助的對位影像，輔助使用 者制作全景影像。然而，此種方法需要使用者自行將對位影像與場景做疊合，此過程將會(huì)考 驗(yàn)使用者對位的能力，可能因?yàn)槿搜鬯姷恼`差導(dǎo)致取像并不一定為最佳對位位置，而所 產(chǎn)生的對位誤差也會(huì)影響后續(xù)全景接合的結(jié)果。即便使用者將對位影像與場景完美的疊合 在一起，但是在拍照時(shí)，仍然可能因?yàn)榘聪驴扉T的動(dòng)作而晃動(dòng)數(shù)字相機(jī)，導(dǎo)致拍攝的一瞬間 對位失敗，使得全景影像的拍攝失敗。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有使用輔助對位影像必須使用者自行將對位影像以及場景疊合，為解決拍攝全 景影像時(shí)因手震或者人眼的誤差，導(dǎo)致拍攝失敗，本發(fā)明提供一種數(shù)字?jǐn)z像裝置的全景影 像自動(dòng)拍攝方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種數(shù)字?jǐn)z像裝置的全景影像自動(dòng)拍攝方法， 應(yīng)用于一數(shù)字?jǐn)z像裝置，其特征在于，該全景影像自動(dòng)拍攝方法的步驟包括攝取一第一影像；于該第一影像中選取一區(qū)域設(shè)為一對位影像；持續(xù)追蹤并計(jì)算該對位影像于一實(shí)時(shí)影像中的一移動(dòng)向量值，并累計(jì)該移動(dòng)向量值；判斷該移動(dòng)向量值是否達(dá)到一預(yù)設(shè)的門檻值；若是，則該數(shù)字?jǐn)z像裝置自動(dòng)取得一第二影像；以及將該第一影像與該第二影像接合為一全景影像。所述的數(shù)字?jǐn)z像裝置的全景影像自動(dòng)拍攝方法，其中，于該第一影像中選取該區(qū)域設(shè)為該對位影像的步驟，包括取得該第一影像的一最大橫幅寬度；根據(jù)預(yù)先設(shè)定的一比例數(shù)值于該最大橫幅寬度定義該對位影像的一寬度；根據(jù)該寬度于該第一影像中選取該對位影像；將該對位影像劃分為多個(gè)區(qū)域；計(jì)算每一該區(qū)域的一影像標(biāo)準(zhǔn)差值，并與預(yù)設(shè)的一特征值進(jìn)行比對；以及于該影像標(biāo)準(zhǔn)差值大于該特征值的該區(qū)域中取一特征點(diǎn)。所述的數(shù)字?jǐn)z像裝置的全景影像自動(dòng)拍攝方法，其中，持續(xù)追蹤并計(jì)算該對位影 像于該實(shí)時(shí)影像中的該移動(dòng)向量值，并累計(jì)該移動(dòng)向量值的步驟，包括重復(fù)執(zhí)行下列步 驟取得該特征點(diǎn)于該實(shí)時(shí)影像中的一基本位置；取得該特征點(diǎn)于該實(shí)時(shí)影像中移動(dòng)的一當(dāng)前位置；以及計(jì)算該基本位置與該當(dāng)前位置間的相對距離及相對移動(dòng)方向，并累計(jì)為一移動(dòng)向量值。所述的數(shù)字?jǐn)z像裝置的全景影像自動(dòng)拍攝方法，其中，該預(yù)設(shè)的門檻值為該第一 影像的該最大橫幅寬度與該對位影像的橫幅寬度的差異。所述的數(shù)字?jǐn)z像裝置的全景影像自動(dòng)拍攝方法，其中，判斷該移動(dòng)向量值是否達(dá) 到該預(yù)設(shè)的門檻值的步驟后，包括若否，則持續(xù)追蹤并計(jì)算該對位影像于該實(shí)時(shí)影像中的該移動(dòng)向量值，并累計(jì)該 移動(dòng)向量值。本發(fā)明所提供的數(shù)字?jǐn)z像裝置的全景影像自動(dòng)拍攝方法，可簡化拍攝全景影像的 操作方式，通過自動(dòng)取像的方式，使用者不需要手動(dòng)按下快門，減少因手震造成全景影像拍 攝失敗的問題。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)字?jǐn)z像裝置的全景影像自動(dòng)拍攝方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的第一影像的示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例的在第一影像中選取一區(qū)域設(shè)為對位影像的流程圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例的在第一影像中選取一區(qū)域設(shè)為對位影像的示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例的對位影像劃分多個(gè)區(qū)域的示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例的對位影像的特征點(diǎn)示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例的計(jì)算特征點(diǎn)于實(shí)時(shí)影像中的移動(dòng)向量值并累積的流程圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例的計(jì)算特征點(diǎn)于實(shí)時(shí)影像中的移動(dòng)向量值的第一示意圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例的計(jì)算特征點(diǎn)于實(shí)時(shí)影像中的移動(dòng)向量值的第二示意圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例的第一影像與第二影像接合的示意圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施例的全景影像示意圖；圖12為本發(fā)明實(shí)施例的全景影像與第三影像接合的示意圖。其中，附圖標(biāo)記
10數(shù)字?jǐn)z像裝置11顯示屏幕13全景影像14第一影像15對位影像16實(shí)時(shí)影像17第二影像18特征點(diǎn)19接合影像20區(qū)域21第三影像
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步更詳細(xì)的描述。本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)z像裝置的全景影像自動(dòng)拍攝方法可通過軟件或固件程序內(nèi)建于 電子裝置的儲存裝置中，再由電子裝置的處理器執(zhí)行內(nèi)建的軟件或固件程序搭配影像擷 取功能來實(shí)現(xiàn)。于此，電子裝置可為具影像擷取功能的計(jì)算機(jī)(Computer)、具影像擷取 功能的行動(dòng)電話(Mobile Phone)、具影像擷取功能的個(gè)人數(shù)字助理(Personal Digital Assistant, PDA)、或數(shù)字?jǐn)z像裝置(Camera)等，以下本發(fā)明的詳細(xì)說明中，將以數(shù)字?jǐn)z像 裝置作為本發(fā)明的最佳實(shí)施例，然而所附圖式僅提供參考與說明用，并非用以限制本發(fā)明 局限于上述的電子裝置。于本實(shí)施例中，持續(xù)追蹤并計(jì)算對位影像在實(shí)時(shí)影像中移動(dòng)的距離長度，并累計(jì) 為移動(dòng)向量值，而后，再利用得到的移動(dòng)向量值與預(yù)設(shè)的門檻值比對，用以判斷是否自動(dòng)驅(qū) 動(dòng)數(shù)字?jǐn)z像裝置攝取第二影像并與第一影像接合為全景影像。請參照圖1所示，為本實(shí)施例的數(shù)字?jǐn)z像裝置的全景影像自動(dòng)拍攝方法的流程 圖，包括下列步驟步驟SllO 數(shù)字?jǐn)z像裝置10拍攝并儲存有一第一影像14(見圖2)；步驟S120 在第一影像14中選取一區(qū)域設(shè)為一對位影像15 ；步驟S130 取得一實(shí)時(shí)影像16，并顯示于顯示屏幕11中，因?yàn)閿?shù)字?jǐn)z像裝置10此 時(shí)尚未移動(dòng)，因此顯示屏幕11上的實(shí)時(shí)影像16的景色與第一影像14相同，接著移動(dòng)數(shù)字 攝像裝置10，使得實(shí)時(shí)影像16中的對位影像15隨著數(shù)字?jǐn)z像裝置10的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生位移的變 化，并在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，數(shù)字?jǐn)z像裝置10開始不斷的追蹤計(jì)算對位影像15在實(shí)時(shí)影像16中 移動(dòng)的一移動(dòng)向量值并累計(jì)；步驟S140 判斷移動(dòng)向量值是否累計(jì)達(dá)到一預(yù)設(shè)的門檻值；步驟8150 當(dāng)移動(dòng)向量值達(dá)到預(yù)設(shè)的門檻值時(shí)，數(shù)字?jǐn)z像裝置10立即攝取得一第二影像17;以及步驟S160 將第一影像14與第二影像17接合為一全景影像13。其中，上述的預(yù)設(shè)的門檻值為第一影像的最大橫幅寬度與對位影像的橫幅寬度的差距。
有關(guān)前述步驟S120的一較佳方法實(shí)施例，請參照圖3所示的步驟，還包括步驟S121 數(shù)字?jǐn)z像裝置10在攝取得第一影像14時(shí)，一并取得第一影像14的最 大橫幅寬度；步驟S122 根據(jù)數(shù)字?jǐn)z像裝置10內(nèi)預(yù)先設(shè)定的一比例數(shù)值于最大橫幅寬度定義 對位影像15的寬度；步驟S123 根據(jù)對位影像15的寬度于第一影像14中選取對位影像15(見圖4)。步驟S124 將對位影像15等分的劃分為多個(gè)區(qū)域20(見圖5)；步驟S125 計(jì)算各區(qū)域20的一影像標(biāo)準(zhǔn)差值，并與預(yù)設(shè)的一特征值比對，其中，若 區(qū)域的影像標(biāo)準(zhǔn)差大于預(yù)設(shè)的特征值，則可視為該區(qū)域中具有特征存在；以及步驟S126 于影像標(biāo)準(zhǔn)差值大于特征值的區(qū)域20中選取一特征點(diǎn)18。(見圖6)。其中，上述的對位影像的寬度，例如，第一影像14的像素尺寸為800*600，且預(yù)先 設(shè)定的比例數(shù)值為20%，對位影像15的寬度以第一影像14的最大橫幅寬度800與比例 數(shù)值20%計(jì)算，因此對位影像15的橫幅寬度為160，由此得知對位影像15的像素尺寸為 160*600，而預(yù)設(shè)比例數(shù)值是為了在使用者變更第一影像14的尺寸時(shí)，為避免對位影像15 相較于第一影像14過大導(dǎo)致所接合的全景影像范圍過小，或是對位影像15相較于第一影 像14過小，導(dǎo)致對位影像15在實(shí)時(shí)影像16中難以追蹤的情況發(fā)生，因此對位影像15的尺 寸要能隨著第一影像14的尺寸變化做變更。有關(guān)前述步驟S130至步驟S140的一較佳方法實(shí)施例，請繼續(xù)參照圖7所示的步 驟，還包括步驟S131 取得所有特征點(diǎn)18在實(shí)時(shí)影像16的目前所在位置設(shè)為一基本位置；步驟S132 當(dāng)數(shù)字?jǐn)z像裝置10開始移動(dòng)使得實(shí)時(shí)影像16不斷的改變，同時(shí)數(shù)字 攝像裝置10不斷的取得實(shí)時(shí)影像16每一個(gè)畫面中所有特征點(diǎn)18于實(shí)時(shí)影像16的一當(dāng)前 位置(見圖8與圖9)；步驟S133 計(jì)算所有特征點(diǎn)18的當(dāng)前位置與基本位置之間的相對距離以及相對 移動(dòng)方向；步驟S134 在所有的特征點(diǎn)18中，找出最多具有相同的相對移動(dòng)方向的所有特征 點(diǎn)18，并以統(tǒng)計(jì)方式計(jì)算移動(dòng)向量值；以及步驟S140 判斷移動(dòng)向量值是否累計(jì)達(dá)到預(yù)設(shè)的門檻值，當(dāng)移動(dòng)向量值判斷未達(dá) 到預(yù)設(shè)的門檻值，則重復(fù)上述步驟S130至步驟S140。其中，上述的統(tǒng)計(jì)方式，為以加總并取其平均值的方式，將最多具有相同的相對移 動(dòng)方向的所有特征點(diǎn)18的移動(dòng)向量加總，并取其平均值作為與門檻值比對的移動(dòng)向量值， 然而統(tǒng)計(jì)方式種類繁多，故發(fā)明人不在此一一贅述，熟悉該項(xiàng)技術(shù)者，可選擇其它方式計(jì) 算，并不以此為限。值得注意的是，當(dāng)特征點(diǎn)18的相對移動(dòng)方向與前一影像的相對移動(dòng)方向相反時(shí)， 基本位置與當(dāng)前位置的相對距離的計(jì)算為負(fù)值，以使累計(jì)的移動(dòng)向量值減少。
其中，上述的相對距離是計(jì)算對位影像15的特征點(diǎn)18在前一影像的基本位置與 后一影像的當(dāng)前位置之間的直線像素?cái)?shù)量。請參照圖10與圖11所示，圖10為本實(shí)施例的第一影像與第二影像接合的示意 圖，圖11為本實(shí)施例的全景影像的示意圖。
步驟S150 當(dāng)移動(dòng)向量值累計(jì)達(dá)到預(yù)設(shè)的門檻值時(shí)，數(shù)字?jǐn)z像裝置10立即攝取此 時(shí)顯示屏幕11所顯示的實(shí)時(shí)影像16為第二影像17 ；以及步驟S160 拍攝得的第二影像17中的一側(cè)具有與對位影像15相同的接合影像 19，數(shù)字?jǐn)z像裝置10將第一影像14中的對位影像15與第二影像17中的接合影像19疊合， 使第一影像14與第二影像17接合為一全景影像13。如圖12所示，值得注意的是，本發(fā)明并不限于接合兩個(gè)影像，當(dāng)使用者接合第一影像14與第二影像17之后，欲繼續(xù)接合第三影像21或接合為一張視角為360度的全景影 像，只需重復(fù)將接合的影像設(shè)為第一影像14，并執(zhí)行步驟S120至步驟S160即可輕易獲得使 用者所需的影像。與現(xiàn)有技術(shù)相較，本發(fā)明所提供的數(shù)字?jǐn)z像裝置的全景影像自動(dòng)拍攝方法，可簡 化使用者拍攝全景影像的操作方式，并增加對位精準(zhǔn)度，通過取像自動(dòng)化，不需要使用者按 快門，減少因手震造成全景影像拍攝失敗的問題。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變 形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種數(shù)字?jǐn)z像裝置的全景影像自動(dòng)拍攝方法，應(yīng)用于一數(shù)字?jǐn)z像裝置，其特征在于，該全景影像自動(dòng)拍攝方法的步驟包括攝取一第一影像；于該第一影像中選取一區(qū)域設(shè)為一對位影像；持續(xù)追蹤并計(jì)算該對位影像于一實(shí)時(shí)影像中的一移動(dòng)向量值，并累計(jì)該移動(dòng)向量值；判斷該移動(dòng)向量值是否達(dá)到一預(yù)設(shè)的門檻值；若是，則該數(shù)字?jǐn)z像裝置自動(dòng)取得一第二影像；以及將該第一影像與該第二影像接合為一全景影像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字?jǐn)z像裝置的全景影像自動(dòng)拍攝方法，其特征在于，于該 第一影像中選取該區(qū)域設(shè)為該對位影像的步驟，包括取得該第一影像的一最大橫幅寬度；根據(jù)預(yù)先設(shè)定的一比例數(shù)值于該最大橫幅寬度定義該對位影像的一寬度； 根據(jù)該寬度于該第一影像中選取該對位影像； 將該對位影像劃分為多個(gè)區(qū)域；計(jì)算每一該區(qū)域的一影像標(biāo)準(zhǔn)差值，并與預(yù)設(shè)的一特征值進(jìn)行比對；以及于該影像標(biāo) 準(zhǔn)差值大于該特征值的該區(qū)域中取一特征點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字?jǐn)z像裝置的全景影像自動(dòng)拍攝方法，其特征在于，持續(xù) 追蹤并計(jì)算該對位影像于該實(shí)時(shí)影像中的該移動(dòng)向量值，并累計(jì)該移動(dòng)向量值的步驟，包 括重復(fù)執(zhí)行下列步驟取得該特征點(diǎn)于該實(shí)時(shí)影像中的一基本位置； 取得該特征點(diǎn)于該實(shí)時(shí)影像中移動(dòng)的一當(dāng)前位置；以及計(jì)算該基本位置與該當(dāng)前位置間的相對距離及相對移動(dòng)方向，并累計(jì)為一移動(dòng)向量值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字?jǐn)z像裝置的全景影像自動(dòng)拍攝方法，其特征在于，該預(yù) 設(shè)的門檻值為該第一影像的該最大橫幅寬度與該對位影像的橫幅寬度的差異。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字?jǐn)z像裝置的全景影像自動(dòng)拍攝方法，其特征在于，判斷 該移動(dòng)向量值是否達(dá)到該預(yù)設(shè)的門檻值的步驟后，包括若否，則持續(xù)追蹤并計(jì)算該對位影像于該實(shí)時(shí)影像中的該移動(dòng)向量值，并累計(jì)該移動(dòng) 向量值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)字?jǐn)z像裝置的全景影像自動(dòng)拍攝方法，本發(fā)明通過持續(xù)追蹤并計(jì)算數(shù)字?jǐn)z像裝置攝取的第一影像中的一對位影像在實(shí)時(shí)影像中的位移向量值并作累計(jì)，當(dāng)位移向量值達(dá)到一預(yù)設(shè)的門檻值時(shí)，即會(huì)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)數(shù)字?jǐn)z像裝置攝取第二影像，用以與第一影像接合為全景影像，通過自動(dòng)取像的方式可簡化拍攝全景影像的操作。
文檔編號H04N5/225GK101799620SQ200910006279
公開日2010年8月11日 申請日期2009年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月10日
發(fā)明者周宏隆, 曾家俊 申請人:華晶科技股份有限公司