一种用于实现鱼眼摄像头图像多样化显示的方法与流程

本发明涉及鱼眼摄像头，特别涉及一种用于实现鱼眼摄像头图像多样化显示的方法。

背景技术：

1、目前，随着监控技术的发展，传统的监控摄像头已经广泛应用于安全防护、交通管理等领域。然而，大多数传统摄像头存在视角有限的问题，难以覆盖广阔的区域，导致监控盲区的产生。此外，现有的图像处理技术在处理广角或鱼眼摄像头捕获的图像时，往往存在畸变校正不准确、视角转换不自然等问题，影响了监控效果和用户体验。

2、鱼眼摄像头虽然提供了宽广的视角，但其捕获的图像需要特殊的处理才能在标准显示设备上呈现。现有的技术多采用单一的全景视图或简单的分割显示，缺乏灵活性和个性化体验。用户在与鱼眼图像交互时，可能面临操作复杂或不直观的问题，影响了用户体验。此外，现有技术在图像的多模式显示和适配方面也存在不足，未能充分利用鱼眼摄像头的显示潜能。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于实现鱼眼摄像头图像多样化显示的方法。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种用于实现鱼眼摄像头图像多样化显示的方法，包括：

3、步骤s1：通过图像捕获单元捕获鱼眼摄像头的图像；

4、步骤s2：通过畸变校正单元对捕获的图像进行畸变校正；

5、步骤s3：通过图像处理单元对畸变校正后的图像进行多模式显示处理，其中多模式显示包括四画面显示、二画面显示、圆柱画面显示、圆形画面显示、混合画面显示。

6、优选地，所述步骤s3中的多模式显示处理进一步包括：

7、四画面显示处理，设定由四个子画面组成的四宫格布局，每个子画面对应鱼眼图像的一个象限，整体布局支持360°旋转和多种交互操作；

8、二画面显示处理，设定一个二宫格布局，将鱼眼摄像头捕获的图像沿纵向中轴线分割，形成两个纵向排列显示的子画面；

9、圆柱画面显示处理，初始化一个空心圆柱布局，允许360度旋转，提供全方位的视角；

10、圆形画面显示处理，提供两种布局切换，以展示原始鱼眼视图和变形后的细节，满足不同场景需求；

11、混合画面显示处理，结合圆形、四画面、二画面的布局，提供多种显示模式的集成。

12、优选地，所述四画面显示处理中的四个子画面手势独立，支持以下交互操作：

13、a1：快速滑动画面围绕鱼眼中心点旋转查看；

14、a2：滑动画面后松开进行顺时针或逆时针匀速自动旋转画面，再次点击时停止自动旋转；

15、a3：手指捏合缩放画面显示；

16、a4：4个子画面同时匀速旋转，旋转过程中在不同子画面中实时刷新鱼眼扇形画面并映射到正方形显示。

17、优选地，所述四画面显示处理的具体步骤为：

18、步骤s301：确定畸变校正后图像的中心点坐标c(xc，yc)，计算方法为：xc＝w/2，yc＝h/2；

19、步骤s302：确定从中心点到图像边缘的距离作为半径r；

20、步骤s303：定义扇形边界，将图像以中心点c为基准，分割成四个象限，每个象限对应一个扇形区域，每个扇形的圆角为360/4＝90°；

21、步骤s304：确定每个扇形区域的顶点vi；

22、步骤s305：映射扇形到正方形：将每个扇形区域映射到一个正方形上，使每个扇形区域的顶点vi映射到正方形的顶点si，使用映射公式x'＝l/2+(x-xc)*(l/(xmax-xc))、y'＝l/2+(y-yc)*(l/(ymax-yc))，其中，l是正方形的边长，x＇和y＇是正方形图像中的坐标，x和y是原始扇形区域内的坐标，xc和yc是鱼眼图像的中心点坐标，xmax和ymax是鱼眼图像的宽度和高度；

23、步骤s306：顶点对齐：确定正方形画面的四个顶点si，使得s1和s3对齐到扇形的v1和v3，s2和s4对齐到扇形的v2和v4；

24、步骤s307：拉伸插值：对每个扇形区域执行几何变换以将其映射到正方形上，并对扇形区域内的每一点p(x，y)，根据其在扇形中的位置，通过双线性插值的方式计算出该点在正方形中对应的点p′(x′，y′)，进行填充新图像中的像素值。

25、优选地，所述二画面显示处理中的每个子画面手势独立，支持以下交互操作：

26、b1：快速滑动画面围绕鱼眼中心点旋转查看；

27、b2：滑动画面后松开进行从左往右或从右往左匀速自动旋转画面，再次点击时停止自动旋转；

28、b3：手指捏合缩放画面；

29、b4：两个子画面同时匀速旋转，旋转过程中在不同子画面中实时刷新鱼眼扇形画面并映射到长方形显示。

30、优选地，所述二画面显示处理的具体步骤为：

31、步骤s301a：将畸变校正后的图像沿水平方向分割成两个相等的部分，定义每个部分为一个180°的扇形区域；

32、步骤s302a：为每个扇形区域定义映射函数，将扇形区域中鱼眼图像的每个点(x，y)映射到新图像的对应点(x′，y′)上；

33、步骤s303a：对于鱼眼图像中的每个点，根据其在鱼眼图像中的位置映射到上部子画面或下部子画面，其中上部子画面的映射公式是：x＇＝xy＇＝y/2，下部子画面的映射公式是：x＇＝xy＇＝(h－y)/2；

34、步骤s304a：对每个扇形区域执行几何变换以将其映射到长方形上，并对扇形区域内的每一点p(x，y)，根据其在扇形中的位置，通过双线性插值的方式计算出该点在长方形中对应的点p′(x′，y′)，进行填充新图像中的像素值。

35、优选地，所述步骤圆柱画面显示处理中的圆柱面支持以下交互操作：

36、c1：手指捏合手势，实现从圆柱面到平面的展开或从平面到圆柱面的收缩；

37、c2：快速滑动手势，使用户能够在圆柱面或平面形态下围绕鱼眼中心点旋转查看；

38、c3：滑动后松开手势，启动匀速自动旋转，并允许用户通过再次点击停止自动旋转。

39、优选地，所述圆柱画面显示处理的具体步骤为：

40、步骤s301b，定义空心圆柱参数：确定圆柱的半径r和圆柱的高度h；

41、步骤s302b，计算映射函数，映射图像点：为鱼眼图像定义映射函数，将鱼眼图像中的每个点(x，y)映射到圆柱面上的对应点(x′，y′，z′)，使鱼眼图像的二维坐标转换为圆柱坐标系下的三维坐标；

42、步骤s303b：插值处理：对鱼眼图像执行几何变换以将其映射到圆柱上，对鱼眼图像中的每一点p(x，y)，通过双线性插值的方式计算出该点在圆柱对应的点(x′，y′，z′)，进行填充新图像中的像素值。

43、优选地，所述圆形画面显示处理包括以下布局和交互操作：

44、d1：布局一为圆形完整画面，直接展示鱼眼图像未转换的视图；

45、d2：在布局一中，保持鱼眼原始画面显示，支持用户通过顺时针或逆时针快速滑动画面进行不同方向的浏览；

46、d3：在布局一中，支持用户通过手指捏合放大操作，以切换到布局二；

47、d4：所述布局二为正方形包含小圆形，其中小圆形位于正方形的右下角，显示鱼眼原始画面，正方形展示扇形区域转换后的展开图；

48、d5：在布局二中，小圆形上面设有红色半透明扇形区域框，用于标定扇形边界；

49、d6：在布局二中，正方形区域显示扇形区域转换后的展开图；

50、d7：在布局二中，支持用户通过手指捏合缩放画面，画面会跟随缩放，小圆形的红色标定框也会实时标定扇形边界，当缩小到小于1倍时自动切换回布局一；

51、d8：在布局二中，小圆形的红色标定框支持用户手指拖动，拖动过程中会实时更新扇形边界，并将扇形区域转换后在正方形显示；

52、d9：在布局二中，正方形支持用户快速滑动画面，当画面靠近鱼眼中心点时，继续滑动会使画面围绕鱼眼中心旋转，停止手动滑动后正方形画面会围绕中心点自动匀速旋转，用户再次点击正方形画面可以停止自动旋转。

53、优选地，所述混合画面显示处理结合了圆形、四画面、二画面的布局，提供多种显示模式的集成，允许用户在单一界面下自由穿梭于不同视觉效果之间，且支持以下交互操作：

54、e1：通过手势控制，在圆形画面、四画面、二画面之间进行模式切换；

55、e2：支持手势操作图形显示画面变换动画效果，增强用户交互体验。

56、采用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

57、1、本发明不仅充分利用鱼眼镜头广阔的视角和高清成像，还实现了播放画面的多样化模式转换与多角度探索，为用户营造出身临其境的视觉盛宴。

58、2、多视角灵活性增强：本发明实现了四画面、二画面、圆柱画面、圆形画面以及混合画面显示，提供了多种画面浏览方式，满足了用户对灵活性和个性化体验的需求。

59、3、用户交互直观性提升：根据不同的显示方式，本发明支持丰富的交互操作，如手势控制、自动旋转、捏合缩放等，简化了用户操作，提高了直观性。

60、4、图像适配优化：本发明通过先进的图像处理方法，对鱼眼摄像头捕获的图像进行畸变校正，并适配不同显示方式，包括目标形态适配、图像拼接、裁剪和拉伸等，确保了图像在变换中的高质量和无损视觉效果。

61、5、多样化显示模式：本发明的多模式显示技术突破了传统限制，融合了多种显示模式，适应广泛的应用场景与用户偏好。

62、6、优化的交互设计：设计简洁高效的人机界面，强化了用户的互动体验，使得操作更加直观且富有乐趣。

63、7、技术革新推动：本发明不仅推动了鱼眼摄像头技术的革新，也为智能监控和可视化应用领域带来了全新的视角和交互标准。