本發(fā)明涉及圖像處理設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種全景攝像機(jī)、行車記錄儀、圖像處理方法和裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，主要通過單一ccd或者cmos進(jìn)行感光，并借助光學(xué)鏡頭進(jìn)行成像。由于其采用單一ccd，且采用單一方向鏡頭，因此只能看到一個方向的景象。

當(dāng)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)用于交通上時，由于車輛具有前、后向特征，如果只照車尾，看不到車頭，則無法了解駕駛員信息和車輛前部特征；如果只照車頭，不看車尾，則無法了解車輛尾部特征。如果在前、后兩個方向上各裝一個攝像機(jī)，會提升成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供一種全景攝像機(jī)、行車記錄儀、圖像處理方法和裝置，以便利地拍攝環(huán)境的全景圖像。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實施例提供一種全景攝像機(jī)，其包括：攝像機(jī)，攝像機(jī)包括鏡頭和成像單元；圓錐反光鏡，圓錐反光鏡的頂點(diǎn)朝向鏡頭，且圓錐反光鏡具有圓錐反光面，其中，圓錐反光鏡周圍的景物被圓錐反光面反射至攝像機(jī)的鏡頭內(nèi)，通過成像單元形成影像。

可選地，圓錐反光鏡的母線與圓錐反光鏡的底面的夾角可調(diào)節(jié)。

可選地，圓錐反光鏡設(shè)置在攝像機(jī)的下方，且攝像機(jī)的鏡頭朝向圓錐反光鏡的頂點(diǎn)。

可選地，圓錐反光鏡設(shè)置在攝像機(jī)的上方，且攝像機(jī)的鏡頭朝向圓錐反光鏡的頂點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種行車記錄儀，其包括上述的全景攝像機(jī)和用于固定全景攝像機(jī)的安裝座。

可選地，安裝座包括底座、頂板和連接底座與頂板的側(cè)壁，全景攝像機(jī)的圓錐反光鏡和攝像機(jī)中的一個設(shè)置在底座上，全景攝像機(jī)的圓錐反光鏡和攝像機(jī)中的另一個設(shè)置在頂板上。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種圖像處理方法，包括：獲取通過如上述的全景攝像機(jī)拍攝到的圖像；從圖像中提取至少一個扇區(qū)圖像；將扇區(qū)圖像轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的柱形圖像；通過對柱形圖像進(jìn)行柱形反畸變處理，生成還原圖像。

可選地，從圖像中提取至少一個扇區(qū)圖像包括：確定圖像中與預(yù)定的視角對應(yīng)的至少一個扇區(qū)，從圖像中分別剪切出至少一個扇區(qū)圖像。

可選地，將扇區(qū)圖像轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的柱形圖像步驟，包括：對扇區(qū)圖像進(jìn)行透視畸變處理，并生成柱形圖像。

可選地，通過對柱形圖像進(jìn)行柱形反畸變處理，生成還原圖像包括：根據(jù)以下公式確定柱形圖像中的各個像素在還原圖像中對應(yīng)的橫坐標(biāo)值：

其中，nx是指還原圖像的各像素的橫坐標(biāo)，w是指柱形圖像的寬度，x是指柱形圖像的各像素的橫坐標(biāo)；根據(jù)柱形圖像以及確定的各個像素在還原圖像中對應(yīng)的橫坐標(biāo)值設(shè)定在還原圖像中各個像素的像素值。

可選地，從圖像中提取至少一個扇區(qū)圖像包括：從圖像順序地剪切出連續(xù)的多個扇區(qū)圖像；方法還包括：順序拼接與各扇區(qū)圖像對應(yīng)的還原圖像，生成全景圖像。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種圖像處理裝置，包括：圖像獲取模塊，用于獲取通過如上述的全景攝像機(jī)拍攝到的圖像；扇區(qū)圖像獲取模塊，用于從圖像中提取至少一個扇區(qū)圖像；柱形圖像獲取模塊，用于將扇區(qū)圖像轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的柱形圖像；還原圖像獲取模塊，用于通過對柱形圖像進(jìn)行柱形反畸變處理，生成還原圖像。

可選地，還原圖像獲取模塊還用于根據(jù)以下公式確定柱形圖像中的各個像素在還原圖像中對應(yīng)的橫坐標(biāo)值：

其中，nx是指還原圖像的各像素的橫坐標(biāo)，w是指柱形圖像的寬度，x是指柱形圖像的各像素的橫坐標(biāo)；根據(jù)柱形圖像以及確定的各個像素在還原圖像中對應(yīng)的橫坐標(biāo)值設(shè)定在還原圖像中各個像素的像素值。

可選地，扇區(qū)圖像獲取模塊還用于從圖像順序地剪切出連續(xù)的多個扇區(qū)圖像；裝置還包括：拼接模塊，用于順序拼接與各扇區(qū)圖像對應(yīng)的還原圖像，生成全景圖像。

本發(fā)明的實施例的全景攝像機(jī)采用圓錐反光鏡，由于圓錐反光鏡的圓錐形的反光面的各個位置均可以反射景物，因此圓錐反光鏡能夠?qū)⒅芟?60°的景物都反射到攝像機(jī)的鏡頭內(nèi)，從而實現(xiàn)360°全景攝像，相較于現(xiàn)有的攝像機(jī)智能對一個或幾個角度成像而言，真正實現(xiàn)了記錄360°的影像。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的實施例一的全景攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的實施例二的行車記錄儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的實施例三的圖像處理方法的流程框圖；

圖4為本發(fā)明的實施例三的圖像處理方法的獲取的全景攝像機(jī)拍攝的圖像；

圖5為本發(fā)明的實施例三的圖像處理方法提取的扇區(qū)圖像的示意圖；

圖6為本發(fā)明的實施例三的圖像處理方法生成的柱形圖像的示意圖；

圖7為本發(fā)明的實施例三的圖像處理方法生成的還原圖像的示意圖；

圖8為本發(fā)明的實施例四的圖像處理方法的流程框圖；

圖9為本發(fā)明的實施例五的圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖10為本發(fā)明的實施例六的圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

附圖標(biāo)記說明：

10、攝像機(jī)；11、鏡頭；20、圓錐反光鏡；31、底座；32、頂板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例的全景攝像機(jī)、行車記錄儀、圖像處理方法和裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。

實施例一

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例一，提供一種全景攝像機(jī)，其包括攝像機(jī)10和圓錐反光鏡20，攝像機(jī)10包括鏡頭11和成像單元。圓錐反光鏡20的頂點(diǎn)朝向鏡頭11，且圓錐反光鏡20具有圓錐反光面，其中，圓錐反光鏡20的周圍的景物被圓錐反光面反射至攝像機(jī)10的鏡頭11內(nèi)，通過成像單元形成影像。本實施例的全景攝像機(jī)采用圓錐反光鏡20，由于圓錐反光鏡20的圓錐形的反光面的各個位置均可以反射景物，因此圓錐反光鏡20能夠?qū)⒅芟?60°的景物反射的光線都反射到攝像機(jī)10的鏡頭11內(nèi)，攝像機(jī)10的成像單元接收這些光線后進(jìn)行成像，從而實現(xiàn)360°全景攝像，相較于現(xiàn)有的攝像機(jī)智能對一個或幾個角度成像而言，真正實現(xiàn)了記錄360°的影像。

優(yōu)選地，在本實施例中，圓錐反光鏡20的母線與圓錐反光鏡20的底面的夾角可調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)圓錐反光鏡20的母線與器底面的夾角，就能夠調(diào)節(jié)圓錐反光鏡20的圓錐反光面的傾斜度，從而能夠調(diào)節(jié)其反射的景物，實現(xiàn)對不同高度景物的記錄。

當(dāng)然，在其他實施例中，也可以通過其他方式實現(xiàn)對拍攝高度的調(diào)節(jié)。例如，一個攝像機(jī)10可以與多個具有不同錐度的圓錐反光鏡20配合，根據(jù)需要選擇錐度合適的圓錐反光鏡20作為有效的圓錐反光鏡20，有效的圓錐反光鏡20設(shè)置在攝像機(jī)10的前方，將360°的景物反射進(jìn)攝像機(jī)10的鏡頭11內(nèi)。

在本實施例中，圓錐反光鏡20設(shè)置在攝像機(jī)10的下方，且攝像機(jī)10的鏡頭11朝向圓錐反光鏡20的頂點(diǎn)。這樣能夠確保攝像機(jī)10能夠全面地成像，保證全景攝像的效果。

當(dāng)然，在其他實施例中，圓錐反光鏡20也可以設(shè)置在攝像機(jī)10的上方，且攝像機(jī)10的鏡頭11朝向圓錐反光鏡20的頂點(diǎn)。

優(yōu)選地，圓錐反光鏡20的軸線與攝像機(jī)10的鏡頭11的軸線重合，這樣可以避免成像失真。

實施例二

如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例二，提供一種行車記錄儀，其包括上述的全景攝像機(jī)和用于固定全景攝像機(jī)的安裝座。安裝座用于安裝全景攝像機(jī)。采用上述全景攝像機(jī)的行車記錄儀可以360°采集影像，同時采集車輛前方、后方和側(cè)方的影像，有助于全面記錄車輛行駛環(huán)境。對于無人駕駛車輛能夠全面監(jiān)測車輛行駛環(huán)境外部環(huán)境的同時減少攝像機(jī)和傳感器的數(shù)量，有助于節(jié)省成本。

在本實施例中，安裝座包括底座31、頂板32和連接底座31與頂板32的側(cè)壁，全景攝像機(jī)的圓錐反光鏡20和攝像機(jī)10中的一個設(shè)置在底座31上，全景攝像機(jī)的圓錐反光鏡20和攝像機(jī)10中的另一個設(shè)置在頂板32上。需要說明的是，為了保證光線能夠順利地照射到圓錐反光面上，側(cè)壁可以選用透明材質(zhì)，或在側(cè)壁上開口。

實施例三

如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例三，提供一種圖像處理方法。該圖像處理方法包括如下步驟：

本方法的執(zhí)行主體可以是上述的全景攝像機(jī)，也可以是其他具有數(shù)據(jù)處理功能的設(shè)備，例如，計算機(jī)、服務(wù)器或移動終端等。若執(zhí)行主體是全景攝像機(jī)，則可以在全景攝像機(jī)內(nèi)設(shè)置圖像處理單元，圖像處理單元從其成像單元獲取拍攝的圖像，并進(jìn)行處理。若執(zhí)行主體是計算機(jī)、服務(wù)器或移動終端，則其可以通過有線數(shù)據(jù)傳輸方式或無線數(shù)據(jù)傳輸方式從全景攝像機(jī)獲取其拍攝的圖像，并進(jìn)行處理。

下面以執(zhí)行主體是全景攝像機(jī)為例對圖像處理方法進(jìn)行說明：

步驟s302：獲取通過上述的全景攝像機(jī)拍攝到的圖像。

全景攝像機(jī)的攝像機(jī)10通過圓錐反光鏡20反射的光線成像。圓錐反光鏡20周圍的景物反射的光線照射到圓錐反光面上之后，被圓錐反光面反射進(jìn)入攝像機(jī)10的鏡頭11內(nèi)。攝像機(jī)10的成像單元感光而形成影像。由于圓錐反光面的錐形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致反射光線在攝像機(jī)10的成像單元上形成的影像與實際景物有差別，造成失真。全景攝像機(jī)(或者其他執(zhí)行主體)可以從攝像機(jī)10中獲取其拍攝的圖像。

步驟s304：從圖像中提取至少一個扇區(qū)圖像。

由于全景攝像機(jī)采用了圓錐反光鏡20，而攝像機(jī)在圓錐反光鏡20的正上方或正下方拍攝，因此通過圓錐反光鏡20反射的周圍(360°)的景物在攝像機(jī)10內(nèi)形成的圖像中以圓周的方式分布，且物體呈現(xiàn)上窄下寬的形狀(如圖4所示)。為了便于用戶觀察，需要將圖像中的景物的變形恢復(fù)，使其與直接觀測所得相似或一致。為此，需要將想要觀測的景物所在扇區(qū)從圖像中提取出來，并形成扇區(qū)圖像(如圖5所示)。

其中，扇區(qū)圖像是指從全景攝像機(jī)拍攝到的圖像中提取出的扇形的圖像。該扇區(qū)圖像的窄端可以是一個點(diǎn)，也可以是一段圓弧。

步驟s306：將扇區(qū)圖像轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的柱形圖像。

為了便于用戶觀察，將上窄下寬的扇區(qū)圖像轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的柱形圖像(如圖6所示)，即，恢復(fù)景物由于圓錐反光面的反射所造成的畸變，使其上部與下部的比例接近實際比例。將扇區(qū)圖像轉(zhuǎn)換為柱形圖像的方法可以采用現(xiàn)有技術(shù)中任何已知能夠?qū)崿F(xiàn)的方法，包括但不限于，透視畸變方法。

其中，柱形圖像是指扇區(qū)圖像通過轉(zhuǎn)換后獲得的景物的上下寬度比例在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的圖像。此預(yù)設(shè)范圍可以根據(jù)實際需求確定。

步驟s308：通過對柱形圖像進(jìn)行柱形反畸變處理，生成還原圖像。

在生成柱形圖像之后，為了使圖像更接近于實際景物，提高圖像的保真度，對柱形圖像進(jìn)行柱形反畸變處理，生成還原圖像(如圖7所示)，即將在柱形上成像的景物轉(zhuǎn)換為在平面上成像，以使還原圖像呈現(xiàn)的景物與直接觀察實際景物所呈現(xiàn)的圖像更加接近或一致。

其中，還原圖像是指將柱形圖像通過柱形反畸變后獲得的圖像。

通過本實施例的圖像處理方法，可以將圖像中由于采用圓錐反光面反射成像而變形的景物恢復(fù)，使得采用全景攝像機(jī)拍攝的圖像所呈現(xiàn)的各個視角的景物與直接觀察拍攝所呈現(xiàn)的景物一致或接近，在保證能夠全景拍攝的情況下，還能夠確保圖像的保真度，提高了拍攝效果，也更加便于用戶觀察。

實施例四

如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例四，提供一種圖像處理方法，包括以下步驟：

步驟s802：獲取通過上述的全景攝像機(jī)拍攝到的圖像。

本實施例方法的執(zhí)行主體從全景攝像機(jī)中獲取其拍攝的圖像。其中，圖像中記錄有全景攝像機(jī)周圍的景物。

步驟s804：從圖像中提取至少一個扇區(qū)圖像。

在本步驟中，從圖像中將想要看到的景物所在的扇形區(qū)域提取出來，并形成扇區(qū)圖像。

提取扇區(qū)圖像的具體過程如下：

確定圖像中與預(yù)定的視角對應(yīng)的至少一個扇區(qū)，從圖像中分別剪切出至少一個扇區(qū)圖像。獲取預(yù)定的視角的方式可以是預(yù)先設(shè)定，也可以是由用戶選擇。預(yù)定的視角可以是一個也可以是一個以上。確定預(yù)定的視角之后，則可以從圖像中確定與預(yù)定的視角對應(yīng)的扇區(qū)，然后將對應(yīng)的扇區(qū)分別從圖像中裁剪出來，并生成對應(yīng)的扇區(qū)圖像。

步驟s806：將扇區(qū)圖像轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的柱形圖像。

獲得扇區(qū)圖像之后，可以對每個扇區(qū)圖像分別進(jìn)行透視畸變處理，并生成對應(yīng)的柱形圖像。透視畸變處理可以采用opencv開源透視畸變算法，也可以采用其他能夠?qū)崿F(xiàn)扇區(qū)圖像轉(zhuǎn)換為柱形圖像的透視畸變算法。

步驟s808：通過對柱形圖像進(jìn)行柱形反畸變處理，生成還原圖像。

在生成柱形圖像之后，為了使圖像更接近于實際景物，提高圖像的保真度，對柱形圖像進(jìn)行柱形反畸變處理，生成還原圖像(如圖7所示)，即將在柱形上成像的景物轉(zhuǎn)換為在平面上成像，以使還原圖像呈現(xiàn)的景物與直接觀察實際景物所呈現(xiàn)的圖像更加接近或一致。

通過對柱形圖像進(jìn)行柱形反畸變處理，生成還原圖像的過程包括：

根據(jù)公式1確定柱形圖像中的各個像素所在還原圖像中對應(yīng)的橫坐標(biāo)值；

其中，nx是指還原圖像的各像素的橫坐標(biāo)，w是指柱形圖像的寬度，x是指柱形圖像的各像素的橫坐標(biāo)。

其原理是，設(shè)柱形圖像的寬度(圓弧的長度)為w，則還原圖像的寬度已知柱形圖像的各像素的橫坐標(biāo)x，那么還原圖像的對應(yīng)的像素的橫坐標(biāo)nx與x存在下述關(guān)系：

基于上述關(guān)系可以得到公式1，根據(jù)公式1可以確定柱形圖像的各個像素在還原圖像中的橫坐標(biāo)值。

根據(jù)柱形圖像以及確定的各個像素在還原圖像中對應(yīng)的橫坐標(biāo)值設(shè)定在還原圖像中各個像素的像素值。例如將還原圖像中的像素的顏色信息設(shè)定為柱形圖像中對應(yīng)像素的顏色信息。在柱形圖像轉(zhuǎn)換為還原圖像的過程中，柱形圖像的各像素的縱坐標(biāo)基本不變，橫坐標(biāo)產(chǎn)生位移，因此，在確定柱形圖像與還原圖像的各個像素的橫坐標(biāo)對應(yīng)關(guān)系后，就可以根據(jù)柱形圖像確定還原圖像。

步驟s810：當(dāng)從圖像順序地剪切出連續(xù)的多個扇區(qū)圖像時，順序拼接與各扇區(qū)圖像對應(yīng)的還原圖像，生成全景圖像。

當(dāng)用戶希望查看全景圖像時，可以從圖像中順序地裁剪出連續(xù)的多個扇區(qū)圖像，并對每個扇區(qū)圖像進(jìn)行透視畸變處理和柱形反畸變處理，并獲得還原圖像。然后依照順序?qū)⑦@些還原圖像拼接形成全景圖像。

通過本實施例的圖像處理方法，可以將圖像中由于采用圓錐反光面反射成像而變形的景物恢復(fù)，使得采用全景攝像機(jī)拍攝的圖像所呈現(xiàn)的各個視角的景物與直接觀察拍攝所呈現(xiàn)的景物一致或接近，在保證能夠全景拍攝的情況下，還能夠確保圖像的保真度，提高了拍攝效果，也更加便于用戶觀察。

實施例五

如圖9所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例五，提供一種圖像處理裝置，其包括：圖像獲取模塊101，用于獲取通過如上述的全景攝像機(jī)拍攝到的圖像；扇區(qū)圖像獲取模塊102，用于從圖像中提取至少一個扇區(qū)圖像；柱形圖像獲取模塊103，用于將扇區(qū)圖像轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的柱形圖像；還原圖像獲取模塊104，用于通過對柱形圖像進(jìn)行柱形反畸變處理，生成還原圖像。

通過本實施例的圖像處理裝置，可以將圖像中由于采用圓錐反光面反射成像而變形的景物恢復(fù)，使得采用全景攝像機(jī)拍攝的圖像所呈現(xiàn)的各個視角的景物與直接觀察拍攝所呈現(xiàn)的景物一致或接近，在保證能夠全景拍攝的情況下，還能夠確保圖像的保真度，提高了拍攝效果，也更加便于用戶觀察。

實施例六

如圖10所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例六，提供一種圖像處理裝置，其包括：圖像獲取模塊101，用于獲取通過如上述的全景攝像機(jī)拍攝到的圖像；扇區(qū)圖像獲取模塊102，用于從圖像中提取至少一個扇區(qū)圖像；柱形圖像獲取模塊103，用于將扇區(qū)圖像轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的柱形圖像；還原圖像獲取模塊104，用于通過對柱形圖像進(jìn)行柱形反畸變處理，生成還原圖像。

可選地，扇區(qū)圖像獲取模塊102包括：扇區(qū)裁剪模塊1021，用于確定圖像中與預(yù)定的視角對應(yīng)的至少一個扇區(qū)，從圖像中分別剪切出至少一個扇區(qū)圖像。

可選地，柱形圖像獲取模塊103還用于對扇區(qū)圖像進(jìn)行透視畸變處理，并生成柱形圖像。

可選地，還原圖像獲取模塊104還用于根據(jù)上述方法實施例中的公式1確定柱形圖像中的各個像素在還原圖像中對應(yīng)的橫坐標(biāo)值：

其中，nx是指還原圖像的各像素的橫坐標(biāo)，w是指柱形圖像的寬度，x是指柱形圖像的各像素的橫坐標(biāo)；根據(jù)柱形圖像以及確定的各個像素在還原圖像中對應(yīng)的橫坐標(biāo)值設(shè)定在還原圖像中各個像素的像素值。

可選地，扇區(qū)圖像獲取模塊102還用于從圖像順序地剪切出連續(xù)的多個扇區(qū)圖像；圖像處理裝置還包括：拼接模塊105，用于順序拼接與各扇區(qū)圖像對應(yīng)的還原圖像，生成全景圖像。

通過本實施例的圖像處理裝置，可以將圖像中由于采用圓錐反光面反射成像而變形的景物恢復(fù)，使得采用全景攝像機(jī)拍攝的圖像所呈現(xiàn)的各個視角的景物與直接觀察拍攝所呈現(xiàn)的景物一致或接近，在保證能夠全景拍攝的情況下，還能夠確保圖像的保真度，提高了拍攝效果，也更加便于用戶觀察。

本發(fā)明的全景攝像機(jī)、行車記錄儀、圖像處理方法和裝置具有如下效果：

該全景攝像機(jī)可以實現(xiàn)單個攝像機(jī)就能觀看周圍所有角度的景象，無死角拍攝。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。