基于图像的柱面全景图生成算法研究
全景图是虚拟现实中一种重要的场景表示方法。通常获得高质量的全景图需要使用昂贵的专用设备，而且拍摄时需要精确地校准摄像机。用普通像机进行图像拼接是获得全景图的一种低成本而且比较灵活的方法。 基于图像的绘制技术是实现虚拟现实系统的一种新方法，它的出现为虚拟场景的绘制提供了更好的解决方案。本文在分析、研究和总结当前国内外有关虚拟现实技术基本理论和一些典型应用系统的基础上，对采用基于图像的绘制技术来构建虚拟场景的理论、方法和技术进行了深入研究。 图像拼接是基于图像绘制方法中构造虚拟环境的关键技术之一，也是本文的研究重点。文中构造了一个全景图的生成平台。通过该平台，可以将采集的局部图像经过投影、拼接和融合等步骤生成一幅全景图像。用于生成全景图的局部图像分别是在不同的方向上拍摄的，它们的投影平面存在一定的夹角，直接拼接会破坏实际场景中的空间约束关系。为了保证实际场景中的视觉一致性，必须将拍照得到的反映各自投影平面的各局部图像映射到同一曲面上。本文的设计中，选用圆柱面作为投影平面予以实现。在介绍了传统的投影算法后，本文中提出基于平面图的图像投影与反投影算法，它采用的参数合理，公式简便。文中同时给出了这种投影算法实现的部分代码和效果图，可以看出此投影算法可得到良好的柱面图。 在局部离散图像投影后，为了得到相同视点在不同视角的图像视点空间集，应进行局部柱面图像的拼接。提高拼接速度和准确度对于全景漫游有重大意义。 本文通过对一些图像匹配算法的研究和分析，结合全景图像拼接特点，提出基于最小偏差特征线段匹配的算法，实验证明该算法可靠性好，速度也较快。 图像匹配完成后，如果只是简单地把两个图像叠加起来，拼接而成的图像会造成明显的拼接痕迹。为了对相邻图像的重叠区域更好地融合，本文采用一种加权值平滑融合算法，有效解决了重叠区域的平滑问题。通过编程实现效果的验证，用文中提出的算法能生成比较理想的全景图，表明本文提出的算法是有效且较优的。
- 作者：
- 赵敏
- 学位授予单位：
- 贵州大学
- 专业名称：
- 软件工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2006年
- 导师姓名：
- 陈孝威
- 中图分类号：
- TP391.9；TP391.41
- 关键词：
- 虚拟现实；全景图；柱面投影；图像拼接；图像融合；图像绘制
- Virtual Reality；Image-based Rendering；Panorama；Cylindrical Projection；Image Stitching；Image Fusing