專利名稱：基于全方位視覺傳感器的電視電話會(huì)議裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)和嵌入式軟硬件技術(shù)在電視電話會(huì)議裝置方面的應(yīng)用，主要是會(huì)議的實(shí)時(shí)全景圖像通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行在線播放，尤其是一種電視電話會(huì)議。
背景技術(shù)：
電視電話會(huì)議是用通信線路把兩地或多個(gè)地點(diǎn)的會(huì)議室連接起來，以電視方式召開會(huì)議的一種圖像通信方式。兩地間的電視電話會(huì)議，稱為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電視電話會(huì)議；多個(gè)地點(diǎn)間的電視電話會(huì)議，稱為多點(diǎn)電視電話會(huì)議。電視電話會(huì)議的主要特征是能實(shí)時(shí)傳送與會(huì)者的形象、聲音以及會(huì)議資料、圖表和相關(guān)實(shí)物的圖像等； 目前電視電話會(huì)議的使用已發(fā)展到多種應(yīng)用環(huán)境如政府會(huì)議、商務(wù)談判、緊急救援、作戰(zhàn)指揮、銀行貸款、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等等，取得了巨大社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
但是目前在會(huì)議視頻圖像獲取手段上，往往是需要將攝像裝置對(duì)準(zhǔn)發(fā)言者進(jìn)行拍攝，要獲取所有與會(huì)者的形象，只有靠攝像人員在會(huì)議室中來回走動(dòng)進(jìn)行拍攝，造成了傳到異地時(shí)的會(huì)議圖像連貫性差，對(duì)身居不同地點(diǎn)的與會(huì)者來說缺乏一種沉浸感，同時(shí)經(jīng)常切換畫面也會(huì)分散與會(huì)者的注意力。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有的電視電話會(huì)議視頻采集視角范圍小、需要瞄準(zhǔn)目標(biāo)、會(huì)議圖像連貫性差、缺乏沉浸感的不足，本發(fā)明提供一種視角范圍大、不需要瞄準(zhǔn)目標(biāo)、會(huì)議圖像連貫性好、具有良好的沉浸感的基于全方位視覺傳感器的電視電話會(huì)議裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種基于全方位視覺傳感器的電視電話會(huì)議裝置，包括安裝于各個(gè)會(huì)議場所的視頻傳感器、微處理器以及通信模塊，所述的視頻傳感器的輸出與微處理器通信連接，所述的微處理器包括圖像數(shù)據(jù)讀取模塊，用于讀取從視頻傳感器傳過來的視頻圖像信息；文件存儲(chǔ)模塊，用于將視頻傳感器采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中；圖像傳輸模塊，用于將視頻圖像信息傳輸?shù)狡渌麜?huì)議場所；現(xiàn)場實(shí)時(shí)播放模塊，用于將播放接收的其他會(huì)議場所的視頻圖像；所述的視頻傳感器是全方位視覺傳感器，所述的視覺傳感器包括用于反射監(jiān)控領(lǐng)域中物體的外凸反射鏡面、透明圓柱體、用以防止光折射和光飽和的黑色圓錐體、攝像頭，所述的外凸反射鏡面朝下，所述的透明圓柱體支撐外凸反射鏡面，黑色圓錐體固定在折反射鏡面外凸部的中心，用于拍攝外凸反射鏡面上成像體的攝像頭位于透明圓柱體的內(nèi)部，攝像頭位于外凸反射鏡面的虛焦點(diǎn)上，所述的外凸反射鏡面、透明圓柱體、黑色圓錐體、攝像頭的鏡頭的中心位置在同一中心軸上；所述的微處理器還包括傳感器標(biāo)定模塊，用于對(duì)全方位視覺傳感器的參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，建立空間的實(shí)物圖像與所獲得的視頻圖像的對(duì)應(yīng)關(guān)系；圖像展開處理模塊，用于將采集的圓形視頻圖像展開為全景柱狀圖。
進(jìn)一步，所述的外凸反射鏡面為雙曲面鏡，所述的攝像頭包括聚光透鏡和攝像單元，所述的攝像單元位于所述雙曲面鏡的虛焦點(diǎn)位置；所述雙曲面鏡構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)由下面5個(gè)等式表示 ((X2+Y2)/a2)-(Z2/b2)＝-1(Z＞0) (1) β＝tan-1(Y/X) (3) α＝tan-1[(b2+c2)sinγ-2bc]/(b2+c2)cosγ(4) 上式中，X，Y，Z表示空間坐標(biāo)，c表示雙曲面鏡的焦點(diǎn)，2c表示兩個(gè)焦點(diǎn)之間的距離，a，b分別是雙曲面鏡的實(shí)軸和虛軸的長度，β表示入射光線在XY平面上的夾角一方位角，α表示入射光線在XZ平面上的夾角-俯角，f表示成像平面到雙曲面鏡的虛焦點(diǎn)的距離。
再進(jìn)一步，所述的全方位視覺傳感器還包括花瓶式底座、下連接件以及上蓋，所述的折反射凸鏡的中間設(shè)有通孔，所述的黑色圓錐體的大直徑端插入反射凸鏡的中間通孔內(nèi)將圓錐狀體與反射凸鏡連接，黑色圓錐體的尖端朝下；所述的黑色圓錐體的大直徑端的頭部為螺紋，所述的上蓋中部朝下端設(shè)有與黑色圓錐體的大直徑端的頭部為螺紋配合的螺紋孔，所述上蓋上設(shè)有裝飾品；下連接件配有與花瓶式底座上部的螺紋孔配合的螺紋，下連接件套入透明圓筒體內(nèi)，所述的攝像頭安裝在底座內(nèi)。
更進(jìn)一步，所述的圖像展開處理模塊包括 讀取坐標(biāo)信息單元，用于讀取上述計(jì)算得到的圓形全方位圖像的中心坐標(biāo)以及圖像的內(nèi)外圓半徑； 近似展開計(jì)算單元，用于將圓形全方位圖像的中心坐標(biāo)設(shè)定平面坐標(biāo)系的原點(diǎn)O**(0，0)、X*軸、Y*軸，圖像的內(nèi)徑為r，外徑為R，設(shè)定中間圓的半徑r1＝(r+R)/2，方位角為β＝tan-1(y*/x*)；矩形柱面全景圖像以坐標(biāo)原點(diǎn)O**(0，0)、X**軸、Y**軸為平面坐標(biāo)系，將圓形全方位圖像中的內(nèi)徑為r與X*軸的交點(diǎn)(r，0)作為坐標(biāo)原點(diǎn)O**(0，0)，以方位角β逆時(shí)針方向展開；建立矩形柱面全景圖像中任意一點(diǎn)像素坐標(biāo)P**(x**，y**)與圓形全方位圖像中的像素坐標(biāo)Q*(x*，y*)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其計(jì)算式為 x*＝y(tǒng)*/(tan(360x**/π(R+r)))(6) y*＝(y**+r)cosβ(7) 上式中，x**，y**為矩形柱面全景圖像的像素坐標(biāo)值，x*，y*為圓形全方位圖像的像素坐標(biāo)值， R為圓形全方位圖像的外徑，r為圓形全方位圖像的內(nèi)徑，β為圓形全方位圖像坐標(biāo)的方位角； 圖像輸出單元，用于將展開后的圖像輸出到顯示裝置。
或者是所述的圖像展開處理模塊包括 讀取坐標(biāo)信息單元，用于讀取上述初始化模塊中計(jì)算得到的圓形全方位圖像的中心坐標(biāo)以及圖像的內(nèi)外圓半徑； 映射矩陣展開單元，用于將圓形全方位圖像的中心坐標(biāo)設(shè)定平面坐標(biāo)系的原點(diǎn)O**(0，0)、X*軸、Y*軸，圖像的內(nèi)徑為r，外徑為R，方位角為β＝tan-1(y*/x*)；矩形柱面全景圖像以坐標(biāo)原點(diǎn)O**(0，0)、X**軸、Y**軸為平面坐標(biāo)系，將圓形全方位圖像中的內(nèi)徑為r與X*軸的交點(diǎn)(r，0)作為坐標(biāo)原點(diǎn)O**(0，0)，以方位角β逆時(shí)針方向展開；根據(jù)圓形全方位圖像中的任意一點(diǎn)像素坐標(biāo)Q*(x*，y*)與矩形柱面全景圖像中像素坐標(biāo)P**(x**，y**)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立從Q*(x*，y*)到P**(x**，y**)的映射矩陣對(duì)應(yīng)關(guān)系，其計(jì)算式為 上式中，

為全方位圖像上的各個(gè)像素坐標(biāo)的矩陣，

為從全方位圖像坐標(biāo)到矩形柱面全景圖像坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系矩陣，

為矩形柱面全景圖像上的各個(gè)像素坐標(biāo)的矩陣； 所述的

對(duì)應(yīng)關(guān)系矩陣可以將軟件插值算法融合進(jìn)去，所述的軟件插值算法包括放大原全方位圖像后的提高分辨率的插值和消除在所述的展開單元取整計(jì)算所帶來的誤差的插值。
圖像輸出單元，用于將展開后的圖像輸出到顯示裝置。
再或者是所述的圖像展開處理模塊包括 讀取坐標(biāo)信息單元，用于讀取上述計(jì)算得到的圓形全方位圖像的中心坐標(biāo)以及圖像的內(nèi)外圓半徑； 極坐標(biāo)展開計(jì)算單元，用于根據(jù)全方位圖像的中心點(diǎn)的位置和內(nèi)徑為r、外徑為R，r*為圖像上任意點(diǎn)距離內(nèi)圓的徑向長度，方位角為β＝tan-1(y*/x*)，建立極坐標(biāo)(r*，β)，與全方位內(nèi)外圓邊界的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為(x*inner(β)，y*inner(β))和(x*outer(β)，y*outer(β))；矩形柱面全方位圖像以坐標(biāo)原點(diǎn)O**(0，0)、X**軸、Y**軸為平面坐標(biāo)系，將圓形全方位圖像中的內(nèi)徑為r與X*軸的交點(diǎn)(r，0)作為坐標(biāo)原點(diǎn)O**(0，0)，以方位角β逆時(shí)針方向展開；根據(jù)圓形全方位圖像中的任意一點(diǎn)象素坐標(biāo)(r*，β)與矩形柱面全方位圖像中象素坐標(biāo)P**(x**，y**)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其計(jì)算式為 圖像輸出單元，用于將展開后的圖像輸出到顯示裝置。
所述的圖像展開處理模塊還包括插值計(jì)算單元，用于消除在所述的展開計(jì)算單元取整計(jì)算所帶來的誤差，計(jì)算得到的矩形柱面全方位圖像的某個(gè)象素坐標(biāo)P**(x**，y**)的象素點(diǎn)為(k0，j0)，所述的象素點(diǎn)坐標(biāo)落在由(k，j)，(k+1，j)，(k+1，j)，(k+1，j)四個(gè)相鄰整數(shù)象素為頂點(diǎn)坐標(biāo)所構(gòu)成的正方形內(nèi)，用式(8)插值計(jì)算 P**(x**，y**)＝(P*(x*+1，y*)-P*(x*，y*))*(k0-k)+(P*(x*，y*+1)-P*(x*，y*))*(j0-j)+(P*(x*+1，y*+1)+P*(x*，y*)-P*(x*+1，y*)-P*(x*，y*+1))*(k0-k)*(j0-j)+P*(x*，y*) (10) 所述的插值計(jì)算單元的輸入端連接展開計(jì)算單元的輸出端，所述的插值計(jì)算單元的輸出端連接圖像輸出模塊。
所述的圖像展開處理模塊還包括圖像增強(qiáng)單元，用于對(duì)圖像輸出單元輸出的象素均衡化，計(jì)算式為 上式中，變換函數(shù)為灰度級(jí)累積分布函數(shù)T(r)，設(shè)原始圖像的灰度級(jí)為rk，S(r)為變換后圖像的灰度分布函數(shù)，N為圖像中的象素總數(shù)，N(ri)為圖像中灰度級(jí)為ri的象素總數(shù)。
所述的微處理器還包括圖像濾波單元，用于采用二維Gabor濾波器對(duì)圓形全方位圖像進(jìn)行濾波；圖像質(zhì)量判斷單元，用于采用二維FFT變換計(jì)算頻域高頻能量，并比較所得的高頻能量值與預(yù)設(shè)的下限值，在高頻能量值大于下限值時(shí)選擇性地輸出全方位圖像。
本發(fā)明的工作原理是近年發(fā)展起來的全方位視覺傳感器ODVS(OmniDirectional Vision Sensors)為實(shí)時(shí)獲取場景的全景圖像提供了一種新的解決方案。ODVS的特點(diǎn)是視野廣(360度)，能把一個(gè)半球視野中的信息壓縮成一幅圖像，一幅圖像的信息量更大；獲取一個(gè)場景圖像時(shí)，ODVS在場景中的安放位置更加自由；監(jiān)視環(huán)境時(shí)ODVS不用瞄準(zhǔn)目標(biāo)；檢測和跟蹤監(jiān)視范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)物體時(shí)算法更加簡單；可以獲得場景的實(shí)時(shí)圖像。因此基于ODVS的全方位視覺系統(tǒng)近幾年迅速發(fā)展，正成為計(jì)算機(jī)視覺研究中的重要領(lǐng)域，IEEE從2000年開始舉辦每年一次的全方位視覺的專門研討會(huì)(IEEE workshop onOmni-directional vision)。
圖1所示的全方位計(jì)算機(jī)視覺傳感器系統(tǒng)，進(jìn)入雙曲面鏡的中心的光，根據(jù)雙曲面的鏡面特性向著其虛焦點(diǎn)折射。實(shí)物圖像經(jīng)雙曲面鏡反射到聚光透鏡中成像，在該成像平面上的一個(gè)點(diǎn)P1(x*1，y*1)對(duì)應(yīng)著實(shí)物在空間上的一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)A(x1，y1，z1)。
圖1中1-雙曲線面鏡，2-入射光線，3-雙曲面鏡的焦點(diǎn)0m(0，0，c)，4-雙曲面鏡的虛焦點(diǎn)即相機(jī)中心0c(0，0，-c)，5-反射光線，6-成像平面，7-實(shí)物圖像的空間坐標(biāo)A(x1，y1，z1)，8-入射到雙曲面鏡面上的圖像的空間坐標(biāo)，9-反射在成像平面上的點(diǎn)P1(x*1，y*1)。
圖1中所示的雙曲面鏡構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)可以由下面5個(gè)等式表示； ((X2+Y2)/a2)-(Z2/b2)＝-1 (Z＞0)(1) β＝tan-1(Y/X) (3) α＝tan-1[(b2+c2)sinγ-2bc]/(b2+c2)cosγ(4) 式中X，Y，Z表示空間坐標(biāo)，c表示雙曲面鏡的焦點(diǎn)，2c表示兩個(gè)焦點(diǎn)之間的距離，a，b分別是雙曲面鏡的實(shí)軸和虛軸的長度，β表示入射光線在XY平面上的夾角-方位角，α表示入射光線在XZ平面上的夾角-俯角，f表示成像平面到雙曲面鏡的虛焦點(diǎn)的距離。
設(shè)計(jì)中首先選用CCD(CMOS)器件和成像透鏡構(gòu)成攝像頭，在對(duì)攝像頭內(nèi)部參數(shù)標(biāo)定的基礎(chǔ)上初步估算系統(tǒng)外形尺寸，然后根據(jù)高度方向的視場確定反射鏡面形參數(shù)。
根據(jù)圖1來說明360°全方位進(jìn)行攝像的原理，空間上的一個(gè)點(diǎn)A(x1，y1，z1)(圖中用大五角星表示)經(jīng)雙曲線鏡面1進(jìn)入凹部鏡面，入射到雙曲線面鏡1上的圖像的空間坐標(biāo)點(diǎn)P1(x1，y1，z1)(圖中用中五角星表示)，反射到全方位視覺攝像設(shè)備的成像平面上對(duì)應(yīng)有一個(gè)投影點(diǎn)P1(x*1，y*1)(圖1中用小五角星表示)，這時(shí)在攝像元件上成像的圖像是一個(gè)的環(huán)狀圖像，全方位視覺攝像裝置的透鏡是處在雙曲面中心軸同軸的另一個(gè)焦點(diǎn)(0，0，-c)上。
所述的透光外罩的設(shè)計(jì)是將其設(shè)計(jì)成上大下小的圓臺(tái)形狀，通過這種設(shè)計(jì)使得透光外罩上不易積上灰塵而影響透光度；為了達(dá)到防水、防潮氣、防灰塵目的，透光外罩與上蓋和下連接件的結(jié)合處須加入密封，在本發(fā)明中是采用將橡膠密封圈安置在透光外罩與上下固定座的結(jié)合處然后用螺釘進(jìn)行固定。
所述的花瓶式底座用塑料模具壓注而成，為了美觀起見，在花瓶式底座外表印制一些花紋。
ODVS的特點(diǎn)是視野廣(360度)，能把一個(gè)半球視野中的信息壓縮成一幅圖像，一幅圖像的信息量更大；這種ODVS攝像設(shè)備可以在全方位拍攝到半球視野中的所有情況。能把一個(gè)半球視野中的信息壓縮成一幅圖像，一幅圖像的信息量更大。
利用全方位光學(xué)成像技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖象處理技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)為電視電話會(huì)議的攝像設(shè)備領(lǐng)域提供一種全方位的視覺信息采集途徑。
本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在1、視角范圍大、不需要攝像人員；2、身居不同地點(diǎn)的所有與會(huì)者互相都可以聞聲見影，能實(shí)現(xiàn)如同坐在同一間會(huì)議室中進(jìn)行會(huì)議的效果；3、攝像功能與裝飾功能的完美結(jié)合，使在場的與會(huì)者不會(huì)產(chǎn)生一種不良的心理感受，使會(huì)議進(jìn)行的更自然。


圖1為雙曲面鏡的成像原理圖。
圖2為全方位視覺裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖3為一種用于全方位視覺傳感器的裝飾物。
圖4為嵌入式系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖。
圖5為花瓶式底座與攝像頭的安裝示意圖。
圖6為裝飾化的全方位視覺傳感器的裝配結(jié)構(gòu)說明示意圖。
圖7為微處理器的原理框圖。
具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1 參照?qǐng)D1～圖7，一種基于全方位視覺傳感器的電視電話會(huì)議裝置，包括安裝于各個(gè)會(huì)議場所的視頻傳感器16、微處理器10以及通信模塊，所述的視頻傳感器16的輸出通過USB接口17與微處理器10通信連接，所述的微處理器10包括圖像數(shù)據(jù)讀取模塊18，用于讀取從視頻傳感器傳過來的視頻圖像信息；文件存儲(chǔ)模塊19，用于將視頻傳感器采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中；圖像傳輸模塊21，用于將視頻圖像信息傳輸?shù)狡渌麜?huì)議場所；現(xiàn)場實(shí)時(shí)播放模塊22，用于將播放接收的其他會(huì)議場所的視頻圖像；所述的視頻傳感器16是全方位視覺傳感器，所述的視覺傳感器包括用于反射監(jiān)控領(lǐng)域中物體的外凸反射鏡面1、透明圓柱體3、用以防止光折射和光飽和的黑色圓錐體2、攝像頭8，所述的外凸反射鏡面1朝下，所述的透明圓柱體3支撐外凸反射鏡面1，黑色圓錐體2固定在折反射鏡面1外凸部的中心，用于拍攝外凸反射鏡面上成像體的攝像頭8位于透明圓柱體2的下部，攝像頭8位于外凸反射鏡面1的虛焦點(diǎn)上，所述的外凸反射鏡面1、透明圓柱體3、黑色圓錐體1、攝像頭8的鏡頭的中心位置在同一中心軸上；所述的微處理器10還包括傳感器標(biāo)定模塊20，用于對(duì)全方位視覺傳感器的參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，建立空間的實(shí)物圖像與所獲得的視頻圖像的對(duì)應(yīng)關(guān)系；圖像展開處理模塊23，用于將采集的圓形視頻圖像展開為全景柱狀圖。
本實(shí)施例的全方位視覺裝置的成像原理由圖1所示，空間上的任意一個(gè)點(diǎn)A(x1，y1，z1)經(jīng)雙曲面鏡反射到成像平面，成像平面處為攝像單元，由于攝像單元上的一個(gè)點(diǎn)都能與空間上的一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)應(yīng)，所以攝像單元所拍攝到的是一幅全景圖； 全方位視覺裝置包括上蓋12、直向垂下的折反射鏡1、防內(nèi)反射黑色圓錐狀體2、透明圓筒體3、下連接件4、攝像頭8、花瓶式底座7，所述的折反射鏡1位于透明圓筒體3的上部，折反射鏡面1采用雙曲面型的設(shè)計(jì)；在折反射鏡面1和攝像頭8之間設(shè)有直徑逐漸變小的黑色防內(nèi)反射黑色圓錐狀體2，所述的折反射凸鏡1的中間設(shè)有通孔，所述的防內(nèi)反射黑色圓錐狀體2的大直徑端插入反射凸鏡1的中間通孔內(nèi)將圓錐狀體2與反射凸鏡1連接，防內(nèi)反射黑色圓錐狀體2的尖端朝下；所述的防內(nèi)反射黑色圓錐狀體2的大直徑端的頭部為螺紋，所述的上蓋12中部朝下端設(shè)有與圓錐狀體2的大直徑端的頭部為螺紋相同大小的螺紋孔，在將連接后的圓錐狀體2與反射凸鏡1的連接部件再與上蓋12利用圓錐狀體2的大直徑端的頭部螺紋進(jìn)行連接，所述的下連接件4配有螺紋與花瓶式底座7上部的螺紋孔配合，裝配時(shí)首先將下連接件4套入透明圓筒體3內(nèi)，用密封圈4和外螺圈5將下連接件4和透明圓筒體3固定在一起成為一個(gè)安裝部件；所述的透明圓筒體3的上部有一個(gè)圓形沿邊，在該圓形沿邊上均勻分布了四個(gè)小孔，圓形沿邊的直徑大小與上蓋12的最大直徑相同；所述的上蓋12與圓形沿邊上相同位置上均勻分布了四個(gè)小孔，用螺釘將上蓋12與透明圓筒體3連接起來，這時(shí)已經(jīng)完成了上蓋12、直向垂下的折反射鏡1、防內(nèi)反射黑色圓錐狀體2、透明圓筒體3、下連接件4等零件的裝配工作(稱為全方位視覺傳感器的上部件)上，如圖2所示；攝像頭8位于所述折反射凸鏡的下方并隱蔽地用螺釘9固定在花瓶式底座7內(nèi)成為一個(gè)部件(稱為全方位視覺傳感器的下部件)，上部件與下部件之間用螺紋連接(依靠下連接件上的螺紋與花瓶式底座上部的螺紋孔之間的螺紋連接)；通過上述的裝備關(guān)系能保證所述的折反射鏡、反射平鏡、圓錐狀體以及攝像頭的鏡頭的中心位置在同一中心軸上；所述的攝像頭的輸出端口用USB接口連接用于處理圖像的微處理器10；所述的微處理器是嵌入式硬件系統(tǒng)，可以安置在花瓶式底座內(nèi)；所述的上蓋12的上端中央開有一個(gè)插孔，裝飾品13(比如花)可以插在這個(gè)小孔內(nèi)。
這里論述一下整個(gè)裝飾化的全方位視覺裝置的裝配過程，首先裝配全方位視覺傳感器的光學(xué)部分，如圖2所示，將下連接件4套入透明圓筒體3內(nèi)，用密封圈4和外螺圈5將下連接件4和透明圓筒體3固定在一起成為一個(gè)安裝部件；防內(nèi)反射黑色圓錐狀體2的大直徑端插入反射凸鏡1的中間通孔內(nèi)將圓錐狀體2與反射凸鏡1進(jìn)行套連接，防內(nèi)反射黑色圓錐狀體2的尖端朝下，接著將防內(nèi)反射黑色圓錐狀體2上端的螺紋擰入上蓋12的螺紋孔內(nèi)；然后用四個(gè)螺釘將透明圓筒體3與上蓋12連接起來，這樣就完成了全方位視覺傳感器的光學(xué)部分的裝配工作； 接著裝配攝像和支撐部分，支撐部分采用花瓶式設(shè)計(jì)，如圖5所示，用螺釘9將攝像頭8固定在花瓶式底座7內(nèi)，攝像頭8的輸出線通過USB接口與微處理器10連接起來，微處理器10固定在底蓋14上，然后用螺釘將底蓋14與花瓶式底座7連接起來，這樣就完成了攝像和支撐部分的裝配工作； 接著將全方位視覺傳感器的光學(xué)部分與攝像和支撐部分進(jìn)行連接，利用在花瓶式底座7螺紋孔和下連接件4的螺紋進(jìn)行連接，最后將裝飾品13插入上蓋12的小孔中，這樣就完成了整個(gè)裝飾化的全方位視覺裝置的裝配過程。
進(jìn)一步，雙曲面型全方位視覺裝置的方案是所述的折反射鏡為雙曲面鏡，所述的攝像頭包括聚光透鏡和攝像單元，所述的攝像單元位于所述雙曲面鏡的虛焦點(diǎn)位置；所述雙曲面鏡構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)由下面5個(gè)等式表示； (X2+Y2)/a2-(Z2/b2)＝-1 (Z＞0) (1) β＝tan-1(Y/X) (3) α＝tan-1[(b2+c2)sinγ-2bc]/(b2+c2)cosγ(4) 上式中，X，Y，Z表示空間坐標(biāo)，c表示雙曲面鏡的焦點(diǎn)，2c表示兩個(gè)焦點(diǎn)之間的距離，a，b分別是雙曲面鏡的實(shí)軸和虛軸的長度，β表示入射光線在XY平面上的夾角-方位角，α表示入射光線在XZ平面上的夾角-俯角，f表示成像平面到雙曲面鏡的虛焦點(diǎn)的距離。
設(shè)計(jì)雙曲面鏡時(shí)主要關(guān)心的是在折反射鏡面直徑?jīng)Q定的情況下，根據(jù)最大仰角和最大俯角的要求來設(shè)計(jì)雙曲面鏡的實(shí)軸和虛軸的長度； 所述的圖像展開處理模塊23包括讀取坐標(biāo)信息單元，用于讀取上述計(jì)算得到的圓形全方位圖像的中心坐標(biāo)以及圖像的內(nèi)外圓半徑；近似展開計(jì)算單元，用于將圓形全方位圖像的中心坐標(biāo)設(shè)定平面坐標(biāo)系的原點(diǎn)O**(0，0)、X*軸、Y*軸，圖像的內(nèi)徑為r，外徑為R，設(shè)定中間圓的半徑r1＝(r+R)/2，方位角為β＝tan-1(y*/x*)；矩形柱面全景圖像以坐標(biāo)原點(diǎn)O**(0，0)、X**軸、Y**軸為平面坐標(biāo)系，將圓形全方位圖像中的內(nèi)徑為r與X*軸的交點(diǎn)(r，0)作為坐標(biāo)原點(diǎn)O**(0，0)，以方位角β逆時(shí)針方向展開；建立矩形柱面全景圖像中任意一點(diǎn)像素坐標(biāo)P**(x**，y**)與圓形全方位圖像中的像素坐標(biāo)Q*(x*，y*)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其計(jì)算式為 x*＝y(tǒng)*/(tan(360x**/π(R+r)))(6) y*＝(y**+r)cosβ(7) 上式中，x**，y**為矩形柱面全景圖像的像素坐標(biāo)值，x*，y*為圓形全方位圖像的像素坐標(biāo)值，R為圓形全方位圖像的外徑，r為圓形全方位圖像的內(nèi)徑，β為圓形全方位圖像坐標(biāo)的方位角； 圖像輸出單元，用于將展開后的圖像輸出到顯示裝置或者傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)上。
所述的圖像展開處理模塊還包括插值計(jì)算單元，用于消除在所述的展開計(jì)算單元取整計(jì)算所帶來的誤差，計(jì)算得到的矩形柱面全方位圖像的某個(gè)象素坐標(biāo)P**(x**，y**)的象素點(diǎn)為(k0，j0)，所述的象素點(diǎn)坐標(biāo)落在由(k，j)，(k+1，j)，(k，j+1)，(k+1，j+1)四個(gè)相鄰整數(shù)象素為頂點(diǎn)坐標(biāo)所構(gòu)成的正方形內(nèi)，用式(8)插值計(jì)算 P**(x**，y**)＝(P*(x*+1，y*)-P*(x*，y*))*(k0-k)+(P*(x*，y*+1)-P*(x*，y*))*(j0-j)+(P*(x*+1，y*+1)+P*(x*，y*)-P*(x*+1，y*)-P*(x*，y*+1))*(k0-k)*(j0-j)+P*(x*，y*) (10) 所述的插值計(jì)算單元的輸入端連接展開計(jì)算單元的輸出端，所述的插值計(jì)算單元的輸出端連接圖像輸出模塊。
所述的圖像展開處理模塊還包括圖像增強(qiáng)單元，用于對(duì)圖像輸出單元輸出的象素均衡化，計(jì)算式為 上式中，變換函數(shù)為灰度級(jí)累積分布函數(shù)T(r)，設(shè)原始圖像的灰度級(jí)為rk，S(r)為變換后圖像的灰度分布函數(shù)，N為圖像中的象素總數(shù)，N(ri)為圖像中灰度級(jí)為ri的象素總數(shù)。
所述的微處理器還包括圖像濾波單元，用于采用二維Gabor濾波器對(duì)圓形全方位圖像進(jìn)行濾波；圖像質(zhì)量判斷單元，用于采用二維FFT變換計(jì)算頻域高頻能量，并比較所得的高頻能量值與預(yù)設(shè)的下限值，在高頻能量值大于下限值時(shí)選擇性地輸出全方位圖像。
根據(jù)圖1來進(jìn)一步說明360°全方位進(jìn)行攝像的原理，空間上的一個(gè)點(diǎn)A(x1，y1，z1)(圖中用大五角星表示)經(jīng)雙曲線鏡面1進(jìn)入凹部鏡面，入射到雙曲線面鏡1上的圖像的空間坐標(biāo)點(diǎn)P1(x1，y1，z1)(圖中用中五角星表示)，反射到全方位視覺攝像設(shè)備的成像平面上對(duì)應(yīng)有一個(gè)投影點(diǎn)P1(x*1，y*1)(圖1中用小五角星表示)，這時(shí)在攝像元件上成像的圖像是一個(gè)的環(huán)狀圖像，全方位視覺攝像裝置的透鏡是處在雙曲面中心軸同軸的另一個(gè)焦點(diǎn)(0，0，-c)上。
所述的透光外罩的設(shè)計(jì)是將其設(shè)計(jì)成上大下小的圓臺(tái)形狀，通過這種設(shè)計(jì)使得透光外罩上不易積上灰塵而影響透光度；為了達(dá)到防水、防潮氣、防灰塵目的，透光外罩與上蓋和下連接件的結(jié)合處須加入密封，在本發(fā)明中是采用將橡膠密封圈安置在透光外罩與上下固定座的結(jié)合處然后用螺釘進(jìn)行固定。
所述的花瓶式底座用塑料模具壓注而成，為了美觀起見，在花瓶式底座外表印制一些花紋。
所述的微處理器還包括圖像預(yù)處理模塊，圖像預(yù)處理模塊包括圖像濾波單元，用于采用二維Gabor濾波器對(duì)圓形全方位圖像進(jìn)行濾波；圖像質(zhì)量判斷單元，用于采用二維FFT變換計(jì)算頻域高頻能量，并比較所得的高頻能量值與預(yù)設(shè)的下限值，在高頻能量值大于下限值時(shí)選擇性地輸出全方位圖像。
所述的微處理器是嵌入式系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)圖如圖4所示，本發(fā)明中采用的是嵌入式arm9硬件平臺(tái)作為視頻服務(wù)器，該處理器內(nèi)部集成了ARM公司ARM920T處理器核的32位微控制器，資源豐富，帶獨(dú)立的16KB的指令Cache和16KB數(shù)據(jù)Cache、LCD控制器、RAM控制器、NAND閃存控制器、3路UART、4路DMA、4路帶PWM的Timer、并行I/O口、8路10位ADC、Touch Screen接口、I2C接口、I2S接口、2個(gè)USB接口控制器、2路SPI，主頻最高可達(dá)203MHz。在處理器豐富資源的基礎(chǔ)上，還進(jìn)行了相關(guān)的配置和擴(kuò)展，平臺(tái)配置了16MB 16位的Flash和64MB 32位的SDRAM。通過以太網(wǎng)控制器芯片DM9000E擴(kuò)展了一個(gè)網(wǎng)口，另外引出了一個(gè)HOST USB接口。通過在USB接口上外接一個(gè)帶USB口的攝像頭，將采集到的視頻圖像數(shù)據(jù)放入輸入緩沖區(qū)中。然后，或者保存成文件的形式，或者運(yùn)行移植到平臺(tái)上的圖像處理程序，對(duì)緩沖的圖像數(shù)據(jù)直接進(jìn)行相關(guān)處理，該系統(tǒng)具有高性能、低成本、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。
視頻服務(wù)器的架構(gòu)如圖4所示，視頻服務(wù)器通過不斷讀取攝像頭拍攝到的場景圖像信息，接著要完成以下四種功能(1)直接在顯示終端顯示；(2)存儲(chǔ)圖片信息到SD卡中，方便用戶進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)的攜帶；(3)通過有線網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程主機(jī)進(jìn)行Socket通訊，在遠(yuǎn)程主機(jī)上可以進(jìn)行視頻分析與處理；(4)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸場景信息到手機(jī)上，方便用戶隨時(shí)隨地查看現(xiàn)場信息。
所述的黑色圓錐狀體是用來防止光飽和的，在成像平面上有一個(gè)黑色圓形，該黑色圓形的圓心就是全方位圖像的展開中心點(diǎn)，全方位圖像中心定位是為了減少在展開過程中不同心而造成的圖像失真，利用全方位圖像中心定位的算法，可以檢測拍到的一幅圖像中迅速找到全方位圖像的展開中心點(diǎn)，而不需要人工干預(yù)，這對(duì)于全方位攝像裝置的實(shí)用化有十分重要的意義。
本專利中采用Daugman的圓模板匹配法進(jìn)行全方位圖像的展開中心點(diǎn)的定位。在拍攝獲取的全方位圖像中，灰度分布存在著一定的差異，一般而言全方位展開部分比圓錐體反射部分亮。然后根據(jù)全方位的形狀是圓環(huán)形的情況，利用圓形檢測匹配器的方法分割全方位，其數(shù)學(xué)方程為
其中I(x*，y*)為圖像的象素；r為圓周的半徑；G為對(duì)原圖像進(jìn)行平滑的高斯模板。公式(24)的物理意義是，查找隨著半徑r變化相應(yīng)圓周上象素平均值變化最大的值所對(duì)應(yīng)的(r，x*0，y*0)，以此來確定全方位圖像的展開中心點(diǎn)和圓錐體反射部分的邊緣。卷積用來對(duì)圖像進(jìn)行平滑，消除區(qū)域邊緣中噪聲的影響，平滑模板的大小與定位的精度有關(guān)。為了方便公式(12)的離散化實(shí)現(xiàn)，利用卷積性質(zhì)，把公式(12)轉(zhuǎn)化為
其中 對(duì)公式(13)進(jìn)行離散化，用累加和∑來代替卷積和曲線積分，轉(zhuǎn)換為 其中Gσ(r)＝Gσ((n-k)Δr)-Gσ((n-k-1)Δr)(16) Δr表示半徑搜索的步長，Δβ表示沿著圓弧分隔的角度的步長。也可以對(duì)式(14)進(jìn)行改進(jìn)，使得能更好的定位全方位內(nèi)邊緣
其中r′略小于r，它們之間的距離是一定的，且r′隨著r變化；λ為預(yù)設(shè)的值，防止分母為0。式(18)利用了這樣一個(gè)事實(shí)，即圓錐體反射部分的灰度分布總是均勻的。因此，當(dāng)搜索的圓弧與圓錐體反射部分的邊緣很好匹配時(shí)，式(18)的分母非常小，因而式(18)會(huì)有一個(gè)突變值，這個(gè)突變值的位置就是全方位圖像的展開中心點(diǎn)的位置。
實(shí)施例2 參照?qǐng)D1～圖7，本實(shí)施例的圖像展開處理模塊包括讀取坐標(biāo)信息單元，用于讀取上述初始化模塊中計(jì)算得到的圓形全方位圖像的中心坐標(biāo)以及圖像的內(nèi)外圓半徑；映射矩陣展開單元，用于將圓形全方位圖像的中心坐標(biāo)設(shè)定平面坐標(biāo)系的原點(diǎn)O**(0，0)、X*軸、Y*軸，圖像的內(nèi)徑為r，外徑為R，方位角為β＝tan-1(y*/x*)；矩形柱面全景圖像以坐標(biāo)原點(diǎn)O**(0，0)、X**軸、Y**軸為平面坐標(biāo)系，將圓形全方位圖像中的內(nèi)徑為r與X*軸的交點(diǎn)(r，0)作為坐標(biāo)原點(diǎn)O**(0，0)，以方位角β逆時(shí)針方向展開；根據(jù)圓形全方位圖像中的任意一點(diǎn)像素坐標(biāo)Q*(x*，y*)與矩形柱面全景圖像中像素坐標(biāo)P**(x**，y**)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立從Q*(x*，y*)到P**(x**，y**)的映射矩陣對(duì)應(yīng)關(guān)系，其計(jì)算式為 上式中，

為全方位圖像上的各個(gè)像素坐標(biāo)的矩陣，

為從全方位圖像坐標(biāo)到矩形柱面全景圖像坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系矩陣，

為矩形柱面全景圖像上的各個(gè)像素坐標(biāo)的矩陣； 圖像輸出單元，用于將展開后的圖像輸出到顯示裝置。
本實(shí)施例的其余結(jié)構(gòu)和工作過程與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例3 參照?qǐng)D1～圖7，本實(shí)施例的圖像展開處理模塊包括讀取坐標(biāo)信息單元，用于讀取上述計(jì)算得到的圓形全方位圖像的中心坐標(biāo)以及圖像的內(nèi)外圓半徑；極坐標(biāo)展開計(jì)算單元，用于根據(jù)全方位圖像的中心點(diǎn)的位置和內(nèi)徑為r、外徑為R，r*為圖像上任意點(diǎn)距離內(nèi)圓的徑向長度，方位角為β＝tan-1(y*/x*)，建立極坐標(biāo)(r*，β)，與全方位內(nèi)外圓邊界的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為 (x*inner(β)，y*inner(β))和(x*outer(β)，y*outer(β))；矩形柱面全方位圖像以坐標(biāo)原點(diǎn)O**(0，0)、X**軸、Y**軸為平面坐標(biāo)系，將圓形全方位圖像中的內(nèi)徑為r與X*軸的交點(diǎn)(r，0)作為坐標(biāo)原點(diǎn)O**(0，0)，以方位角β逆時(shí)針方向展開；根據(jù)圓形全方位圖像中的任意一點(diǎn)象素坐標(biāo)(r*，β)與矩形柱面全方位圖像中象素坐標(biāo)P**(x**，y**)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其計(jì)算式為 圖像輸出單元，用于將展開后的圖像輸出到顯示裝置。
本實(shí)施例的其余結(jié)構(gòu)和工作過程與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例4 參照?qǐng)D1～圖7，本實(shí)施例的將攝像頭的視頻信號(hào)直接通過USB接口輸出，在遠(yuǎn)程主機(jī)上對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行處理，只要在遠(yuǎn)程主機(jī)上安裝上述的軟件即可。
其余結(jié)構(gòu)和工作原理與實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求
1.一種基于全方位視覺傳感器的電視電話會(huì)議裝置，包括安裝于各個(gè)會(huì)議場所的視頻傳感器、微處理器以及通信模塊，所述的視頻傳感器的輸出與微處理器通信連接，所述的微處理器包括
圖像數(shù)據(jù)讀取模塊，用于讀取從視頻傳感器傳過來的視頻圖像信息；
文件存儲(chǔ)模塊，用于將視頻傳感器采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中；
圖像傳輸模塊，用于將視頻圖像信息傳輸?shù)狡渌麜?huì)議場所；
現(xiàn)場實(shí)時(shí)播放模塊，用于將播放接收的其他會(huì)議場所的視頻圖像；
其特征在于
所述的視頻傳感器是全方位視覺傳感器，所述的視覺傳感器包括用于反射監(jiān)控領(lǐng)域中物體的外凸反射鏡面、透明圓柱體、用以防止光折射和光飽和的黑色圓錐體、攝像頭，所述的外凸反射鏡面朝下，所述的透明圓柱體支撐外凸反射鏡面，黑色圓錐體固定在折反射鏡面外凸部的中心，用于拍攝外凸反射鏡面上成像體的攝像頭位于透明圓柱體的下部，攝像頭位于外凸反射鏡面的虛焦點(diǎn)上，所述的外凸反射鏡面、透明圓柱體、黑色圓錐體、攝像頭的鏡頭的中心位置在同一中心軸上；
所述的微處理器還包括
傳感器標(biāo)定模塊，用于對(duì)全方位視覺傳感器的參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，建立空間的實(shí)物圖像與所獲得的視頻圖像的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
圖像展開處理模塊，用于將采集的圓形視頻圖像展開為全景柱狀圖。
2.如權(quán)利要求1所述的基于全方位視覺傳感器的電視電話會(huì)議裝置，其特征在于所述的外凸反射鏡面為雙曲面鏡，所述的攝像頭包括聚光透鏡和攝像單元，所述的攝像單元位于所述雙曲面鏡的虛焦點(diǎn)位置；所述雙曲面鏡構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)由下面5個(gè)等式表示；
((X2+Y2)/a2)-(Z2/b2)＝-1 (Z＞0) (1)
β＝tan-1(Y/X) (3)
α＝tan-1[(b2+c2)sinγ-2bc]/(b2+c2)cosγ (4)
上式中，X，Y，Z表示空間坐標(biāo)，c表示雙曲面鏡的焦點(diǎn)，2c表示兩個(gè)焦點(diǎn)之間的距離，a，b分別是雙曲面鏡的實(shí)軸和虛軸的長度，β表示入射光線在XY平面上的夾角-方位角，α表示入射光線在XZ平面上的夾角-俯角，f表示成像平面到雙曲面鏡的虛焦點(diǎn)的距離。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基于全方位視覺傳感器的電視電話會(huì)議裝置，其特征在于所述的全方位視覺傳感器還包括花瓶式底座、下連接件以及上蓋，所述的折反射凸鏡的中間設(shè)有通孔，所述的黑色圓錐體的大直徑端插入反射凸鏡的中間通孔內(nèi)將圓錐狀體與反射凸鏡連接，黑色圓錐體的尖端朝下；所述的黑色圓錐體的大直徑端的頭部為螺紋，所述的上蓋中部朝下端設(shè)有與黑色圓錐體的大直徑端的頭部為螺紋配合的螺紋孔，所述上蓋上設(shè)有裝飾品；下連接件配有與花瓶式底座上部的螺紋孔配合的螺紋，下連接件套入透明圓筒體內(nèi)，所述的攝像頭安裝在底座內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的基于全方位視覺傳感器的電視電話會(huì)議裝置，其特征在于所述的圖像展開處理模塊包括
讀取坐標(biāo)信息單元，用于讀取上述計(jì)算得到的圓形全方位圖像的中心坐標(biāo)以及圖像的內(nèi)外圓半徑；
近似展開計(jì)算單元，用于將圓形全方位圖像的中心坐標(biāo)設(shè)定平面坐標(biāo)系的原點(diǎn)O**(0，0)、X*軸、Y*軸，圖像的內(nèi)徑為r，外徑為R，設(shè)定中間圓的半徑r1＝(r+R)/2，方位角為β＝tan-1(y*/x*)；矩形柱面全景圖像以坐標(biāo)原點(diǎn)O**(0，0)、X**軸、Y**軸為平面坐標(biāo)系，將圓形全方位圖像中的內(nèi)徑為r與X*軸的交點(diǎn)(r，0)作為坐標(biāo)原點(diǎn)O**(0，0)，以方位角β逆時(shí)針方向展開；建立矩形柱面全景圖像中任意一點(diǎn)像素坐標(biāo)P**(x**，y**)與圓形全方位圖像中的像素坐標(biāo)Q*(x*，y*)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其計(jì)算式為
x*＝y(tǒng)*/(tan(360x**/π(R+r)))(6)
y*＝(y**+r)cosβ(7)
上式中，x**，y**為矩形柱面全景圖像的像素坐標(biāo)值，x*，y*為圓形全方位圖像的像素坐標(biāo)值，R為圓形全方位圖像的外徑，r為圓形全方位圖像的內(nèi)徑，β為圓形全方位圖像坐標(biāo)的方位角；
圖像輸出單元，用于將展開后的圖像輸出到顯示裝置。
5.如權(quán)利要求3所述的基于全方位視覺傳感器的電視電話會(huì)議裝置，其特征在于所述的圖像展開處理模塊包括
讀取坐標(biāo)信息單元，用于讀取上述初始化模塊中計(jì)算得到的圓形全方位圖像的中心坐標(biāo)以及圖像的內(nèi)外圓半徑；
映射矩陣展開單元，用于將圓形全方位圖像的中心坐標(biāo)設(shè)定平面坐標(biāo)系的原點(diǎn)O**(0，0)、X*軸、Y*軸，圖像的內(nèi)徑為r，外徑為R，方位角為β＝tan-1(y*/x*)；矩形柱面全景圖像以坐標(biāo)原點(diǎn)O**(0，0)、X**軸、Y**軸為平面坐標(biāo)系，將圓形全方位圖像中的內(nèi)徑為r與X*軸的交點(diǎn)(r，0)作為坐標(biāo)原點(diǎn)O**(0，0)，以方位角β逆時(shí)針方向展開；根據(jù)圓形全方位圖像中的任意一點(diǎn)像素坐標(biāo)Q*(x*，y*)與矩形柱面全景圖像中像素坐標(biāo)P**(x**，y**)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立從Q*(x*，y*)到P**(x**，y**)的映射矩陣對(duì)應(yīng)關(guān)系，其計(jì)算式為
上式中，
為全方位圖像上的各個(gè)像素坐標(biāo)的矩陣，
為從全方位圖像坐標(biāo)到矩形柱面全景圖像坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系矩陣，
為矩形柱面全景圖像上的各個(gè)像素坐標(biāo)的矩陣；
所述的
對(duì)應(yīng)關(guān)系矩陣可以將軟件插值算法融合進(jìn)去，所述的軟件插值算法包括放大原全方位圖像后的提高分辨率的插值和消除在所述的展開單元取整計(jì)算所帶來的誤差的插值。
圖像輸出單元，用于將展開后的圖像輸出到顯示裝置。
6.如權(quán)利要求3所述的基于全方位視覺傳感器的電視電話會(huì)議裝置，其特征在于所述的圖像展開處理模塊包括
讀取坐標(biāo)信息單元，用于讀取上述計(jì)算得到的圓形全方位圖像的中心坐標(biāo)以及圖像的內(nèi)外圓半徑；
極坐標(biāo)展開計(jì)算單元，用于根據(jù)全方位圖像的中心點(diǎn)的位置和內(nèi)徑為r、外徑為R，r*為圖像上任意點(diǎn)距離內(nèi)圓的徑向長度，方位角為β＝tan-1(y*/x*)，建立極坐標(biāo)(r*，β)，與全方位內(nèi)外圓邊界的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為(x*inner(β)，y*inner(β))和(x*outer(β)，y*outer(β))；矩形柱面全方位圖像以坐標(biāo)原點(diǎn)O**(0，0)、X**軸、Y**軸為平面坐標(biāo)系，將圓形全方位圖像中的內(nèi)徑為r與X*軸的交點(diǎn)(r，0)作為坐標(biāo)原點(diǎn)O**(0，0)，以方位角β逆時(shí)針方向展開；根據(jù)圓形全方位圖像中的任意一點(diǎn)象素坐標(biāo)(r*，β)與矩形柱面全方位圖像中象素坐標(biāo)P**(x**，y**)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其計(jì)算式為
圖像輸出單元，用于將展開后的圖像輸出到顯示裝置。
全文摘要
一種基于全方位視覺傳感器的電視電話會(huì)議裝置，包括安裝于各個(gè)會(huì)議場所的視頻傳感器、微處理器以及通信模塊，所述的視頻傳感器的輸出與微處理器通信連接，所述的視頻傳感器是全方位視覺傳感器，所述的微處理器包括圖像數(shù)據(jù)讀取模塊、文件存儲(chǔ)模塊、圖像傳輸模塊、現(xiàn)場實(shí)時(shí)播放模塊、用于對(duì)全方位視覺傳感器的參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，建立空間的實(shí)物圖像與所獲得的視頻圖像的對(duì)應(yīng)關(guān)系的傳感器標(biāo)定模塊以及用于將采集的圓形視頻圖像展開為全景柱狀圖的圖像展開處理模塊。本發(fā)明的視角范圍大、不需要瞄準(zhǔn)目標(biāo)、會(huì)議圖像連貫性好、具有良好的沉浸感。
文檔編號(hào)H04N7/15GK101150703SQ20061005354
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2006年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月22日
發(fā)明者湯一平, 健 張, 李文德, 劍 葉 申請(qǐng)人:湯一平, 南望信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司, 杭州廣賽電力科技有限公司