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球面全景图像生成技术的研究.pdf

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第24卷第10期计算机应用与软件Vol124No.10 2007年10月ComputerApplicationsandSoftwareOct.2007 球面全景图像生成技术的研究 杨燕1王雪瑞2戴青1付江柳1 1(解放军信息工程大学电子技术学院河南郑州450004) 2(河南省纺织高等专科学校河南郑州450007) 摘要球面全景图可以任意改变观察视角,在场景的构造中具有重要的作用。针对球面投影过程中存在的变形问题,用双线性 插值算法求出变换结果图像中的像素值,较好地解决了变形问题。在此基础上,采用基于灰度相关,由粗到精的图像拼接方法进行 拼接。实验结果表明,经插值后进行拼接的球面全景图像能达到较好的视觉效果。 关键词球面全景图双线性插值图像拼接 RESEARCHONCONSTRUCTINGTECHNOLOGYOFSPHERICALPANORAMICIMAGE YangYan1WangXuerui2DaiQing1FuJiangliu1 1(InstituteofElectronicTechnology,ThePLAUniversityofInformationEngineering,Zhengzhou450004,Henan,China) 2(HenanSpinningCollege,Zhengzhou450007,Henan,China) AbstractThesphericalpanoramicimagewhichplaysanimportantroleinsceneconstructioncanchangevisualanglediscretionarily.In ordertosolvethedistortionproblemeausedbysphericalprojection,thealgorithmofbilinearinterpolationisproposedtogetthepixelvalueof transformedimages.Astitchingmethodwhichisfromcoarsenesstoextractandisbasedongaycorrelationisappliedtoimagestitching.The experimentprovesthatthesphericalpanoramicimagewhichisstitchedafterbilinearinterpolationcanachievegoodvisioneffect. KeywordsSphericalpanoramicimageBilinearinterpolationImagestitching 的,它们并不在同一投影平面上,直接拼接会导致重合区域的局 0引言部扭曲和变形。因此为了保持视觉的一致性,在拼接全景图像 之前,必须将得到的反映各自投影平面的图像统一投影到球面 全景图的表示模式主要有柱面全景图,立方体全景图和球上。在投影算法的实现中,如果只是通过计算每一个源图像中 面全景图。采用柱面全景图来表示场景[1],其优点是图像较为的像素在投影后图像中的值,则会出现投影图像中有些像素的 容易处理。但在实际应用中,这种无底无面的有限柱面将对垂像素值未被计算,从而在得到的投影图像中会存在一些空白像 直方向的视域有一定的限制;获取立方体全景图像,照相机的镜素,其像素值是初始化的值。为了避免出现这种现象,本文在投 头视角必须是90度,还不能让场景中的直线在图像中产生弯影算法的实现中,先采用反向计算,即根据每一个投影后的像素 曲,这是难以做到的;球面全景图符合人体视觉结构特征,能方在投影图像中的位置计算出其在源图像中的对应图像的位置, 便地实现俯仰视、360°环视。因此,中心位于视点处的球面映射再用双线性插值算法求出实际的像素值。较好地解决了投影过 是描述一个全景图像的理想选择。程中的变形问题。 [2,3] 球面全景图能获得任意方向的视图,但其全景图模型1.1双线性插值 较复杂,如存在图像在投影过程中容易产生变形,图像的拼接速 对于输入图像中的一点,经过球面投影 度及精度都有待改进等问题。为了保持实际景物的空间约束关变换后得到输出图像上的一像素点。一般 系,在拼接全景图之前必须要进行投影变换,在这个变换的过程 情况下,输出像素点被映射到输入像素中的 中,图像易出现变形。对此,本文在计算投影时先采用反向计算 非整数位置,即位于四个输入像素之间。也 求出投影后的像素在源图像中的对应位置,再利用双线性插值 就是说在图像变换的过程中,容易出现锯齿 算法求出实际的像素值,较好地解决了投影变形。在具体计算 现象,产生变形。对此,本文采用双线性插 时将二维双线性插值算法分为两步的一维线性插值来实现;针图1双线性 值算法来