【導(dǎo)讀】本文在總結(jié)已有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出一個基于全景圖的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)模型，并改進算法實現(xiàn)了高效的拼接，全景圖是一種能覆蓋大范圍場景的寬視角圖像。或多幅來自同一場景的有重疊區(qū)域的圖像拼合成為一幅寬視角的高質(zhì)量圖像。是當(dāng)前圖像處理的一個熱門研究課題，也是基于圖像繪制的一部分，適用性很強，應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實的實現(xiàn)、衛(wèi)星照片的處理和醫(yī)學(xué)圖像處理等領(lǐng)域。法和最佳縫合線算法消除了拼接圖像中的拼接接縫和鬼影問題。最后，用MicrosoftVisualC++開發(fā)了一套較完整的全景圖自動拼接系統(tǒng)。

　　

【正文】 別計算左、右兩邊重疊區(qū)域的像素值的和 sum 1 與 sum2 0 ( 3 )Differ=suml/sum2，將第二幅圖像中的每一個像素的像素值與參數(shù) Differ相乘加權(quán)，得到新的像素值 R。如果 RT，則原像素值保持不變 。如果 R T,則 原 像素值賦值為 T(經(jīng)實驗驗證 T=220 效果較好 )，實驗結(jié)果如圖 5. 3 (a)所示。該算法較好的解決圖像中存在的亮度差別，但是對于圖像中存在的接縫問題并沒 有很好的解決，如圖 (b)所示。因此本文在該算法的基礎(chǔ)上采用了漸入漸出算法以進一步消除拼接接縫。 漸入漸出算法 該算法的主要思想是 :在重疊部分由第一幅圖像慢慢過渡到第二幅圖像。設(shè)一漸變因子 d(0d1)，對應(yīng)的前后重疊的兩幅圖像為 image 1, image2，結(jié)果為image3，則 image3=dximagel+(1cximage2，其 中 d 的值由 1 漸變到 0，它與該點距重疊邊界的距離有關(guān)。 其中，漸變因子 d 可取為 d=1/圖像的重疊寬度， x1 Y1) xz Yz)是一對匹配點。圖 5. 4 (a)是本文中漸入漸出應(yīng)用效果圖，圖 5. 4 (b)圖中己經(jīng)看不到接縫， 融 效果很好。 基于最佳縫合線的圖像融合算法 在制作全景圖時，往往會出現(xiàn)合成得到的全景圖中由于同一物體部分重疊而使物體變得模糊的情況，人們把它稱為鬼影 ， 鬼影一般分為兩種 :配準鬼影和合成鬼影。 (1)配準鬼影的形成原因是由于拍攝時手的運動不在一個平面上，這樣拍得的相鄰兩幅 圖像之間不僅有平移關(guān)系，還存在旋轉(zhuǎn)關(guān)系，使得配準不準確 。 (2)合成鬼影的形成原因是由于圖像中存在運動物體，這些物體因位移而無法正確合成。 為了解決鬼影問題，我們必須確定以下兩個問題 : (1)運動物體在圖像重疊范圍內(nèi)的位置 。 (2)在融合圖像中，在兩幅圖像有差異的區(qū)域應(yīng)采用哪幅圖像中的內(nèi)容。 本文采用文獻中提到的鬼影消除方法，該方法利用動態(tài)規(guī)劃的思想，在要進行拼接的圖像的重疊范圍中找到一條縫合線，通過在這條縫合線兩邊各只取一幅圖像的內(nèi)容實現(xiàn)兩幅圖像的拼接，達到消除鬼影的目的。該方法形式簡單，運算速度較快 。 最佳縫合線的建立 將兩幅原始圖像配準后的圖像區(qū)域分成兩部分，每一部分對應(yīng)一幅原始圖像的相應(yīng)部分，如果分割的好的話，則合成之后可以完全消除鬼影。我們定義具有 如下特征的一條理想的縫合線對配準后的圖像區(qū)域進行分割 : (1)在顏色強度上，要求縫合線上的像素點在兩幅原始圖像上的顏色值之差最小 。 (2)在幾何結(jié)構(gòu)上，要求縫合線上的像素點在兩幅原始圖像上的結(jié)構(gòu)最相似。但是，由于在實際的圖像中很難找到同時滿足上述兩個要求的縫合線，因此需要尋找能夠較好地滿足上述兩個條件的最佳縫合線。設(shè) I，和 Iz 是兩幅相鄰的圖像，考慮到上述的兩個要求，定義最佳縫合線求解準則為 : E(x, y)=Eoro. (x， )， +39。 geometry, (x y) 2(5 一 3) 其中， Ecolor 表示兩幅原始圖像上重疊像素點的顏色值之差，而 Egeometry表示兩幅原始圖像上重疊像素點的結(jié)構(gòu)差值。計算幾何結(jié)構(gòu)差值時，往往利用Sobel 算子進行梯度計算，即計算 x 方向和 Y 方向的梯度時分別采用模板 :但由于這個計算方法沒有考慮到像素點周圍的相似性，因此不能夠準確地找到最佳縫合線。應(yīng)該強調(diào)以像素點為中心的對角線方向的 4 個邊緣像素點的相關(guān)性，并將它們的差值作為幾何結(jié)構(gòu)相似度的評價標(biāo)準。由此，得到新的計算梯度的算子模板 : Diff 的求解是通過計算兩幅圖像 I，和 Iz 在 x 和 Y 方向的梯度之差的積得到。根據(jù)此準則，將兩幅圖像重疊的部分作差運算生成一幅差值圖像 。然后對此差值圖像運用動態(tài)規(guī)劃的思想從重疊區(qū)域的第一行出發(fā)，建立以該行上每一個像素為起點的縫合線 。最后從這些縫合線中尋找一個最佳的縫合線。具體步驟如下 : (1)初始化。第一行各列像素點對應(yīng)為一條縫合線，其強度值初始化為各個點的準則值，該縫合線的當(dāng)前點為其所在的列值 。 (2)擴 展。已經(jīng)計算過縫合線強度的一行向下擴展，直到最后一行為止。擴展的方法是將每一條縫合線的當(dāng)前點與該點緊鄰的下一行中的 3 個像素準則值相加進行比較，取最小強度值所對應(yīng)的下一行的這 3 個像素之一作為該縫合線的擴展方向，更新此縫合線的強度值為最小強度值，并將縫合線的當(dāng)前點更新為得到最小強度值所在的下一行中的緊鄰像素值所在的列 。 (3)選擇最佳縫合線。從所有的縫合線中選擇強度值最小的作為最佳縫合線。圖 說明了生成縫合線的開始兩步。圖像的黑點代表像素點，左圖表示初始化這樣的一組縫合線，右圖表示縫合線初始化之后開始第一次擴展 。右圖中經(jīng)過第一行每個像素點的縫合線發(fā)出了 3 條線段指向下一行緊鄰的 3 個像素點，實線段 表示該縫合線的最小擴展方向。這樣，就可以在計算到最后一行時得出最佳縫合線，實現(xiàn)圖像拼接。 第 五 章 全景圖拼接系統(tǒng)的設(shè)計 本文系統(tǒng)主要功能設(shè)置如下 : (如打開、保存文檔 )、彩色圖像的灰度化和柱面投影等功能。 ，主要包括基于區(qū)域的圖像配準和基于特征的圖像配準兩 部分，其中基于區(qū)域的圖像配準又包括基于局部嫡差配準法、自適應(yīng)模板配準法和固定模板配準法。 圖像融合處理該部分主要是用來消除拼接圖像中存在的接縫和鬼影等問題，主要包括直接拼接算法、平均算法、亮度調(diào)和算法、漸入漸出算法和最佳縫合線算法，將這些算法有機的結(jié)合在一起就可以消除拼接圖像中的接縫和鬼影問題，取得了令人滿意的效果。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。 本文在 Windows XP 環(huán)境下，采用可視化變成工具 VC++6. 0，設(shè)計了一個全景圖拼接系統(tǒng)，對所設(shè)計和采用的算法進行了有效性驗證。實驗結(jié)果表明 對于一般的序列圖像，該系統(tǒng)都具有較好的拼接效果。 結(jié) 論 在虛擬現(xiàn)實以及計算機視覺中，全景視圖是一種重要的場景表示方法，因為它有水平方向 3600 的視野范圍，幾乎包括了從給定視點出發(fā)所能獲得的全部場景內(nèi)容。對全景視圖的重取樣就可以實現(xiàn) 3600 的實時漫游。在計算機視覺方面，可以通過對全景視圖的深度信息的抽取來恢復(fù)場景的三維信息進而建立三維模型和對環(huán)境的三維仿真。本論文的目的是研究一種柱面全景圖自動生成的方法，即可以通過攝像頭采集的圖像獲取環(huán)境信息，通過圖像分割提取特征塊，計算出 待配準的控制點，自 動拼接生成全景圖像。研究主要涉及到三個方面的內(nèi)容 :數(shù)字圖像處理的基礎(chǔ)知識，包括高斯平滑、圖像分割、角點及邊緣提取、攝像機標(biāo)定、柱面投影、插值計算及序列圖像拼接的理論與實現(xiàn)等 。幾種相關(guān)算法，包括基于 HSI 模型的自適應(yīng)彩色圖像分割算法、帶插值計算的柱面投影算法、改進的CRF 角點提取算法和一種先粗后精的圖像配準算法等 。軟硬件的選擇和實驗結(jié)果分析。之前很多的關(guān)于柱面投影和圖像配準的方法主要集中在灰度圖像的處理上，但將彩色圖轉(zhuǎn)換為灰度圖像時，會丟失很多有用的信息，本論文的研究主要針對彩色圖像進行處理。 全景圖生成軟件 33 譯 文 英文原文 THE INTERNETSTATION PROGRAMMING AND DESIGN In nowadays global informationbased big tide, the different soldier of Inter( namely Inter Inter) rise, increasing infinite vitality for mankind39。s society of the end of 20 centuries, being the modern social activities in a bright scenery line. The Inter brings the people not only is a technique only, but a kind of brandnew life style that takes information as to symbolize. He is changing the people39。s work and the life once with round the city parable Inter, but different is, the person of outside wants to go in, the person of the inside does not figure out. Inter why have the so big magic power?This not only is living with the culture that people increase increasingly relevant, more important renew to have relation with revolution with the technique of the Inter continuously. The whole programming of a website and the quality of the designs are the important places that it develop, is also the place of the place that it draws on the people to Inter/ Intra is technical to develop increasingly, making the people know the advantage of the Inter/ Intra, even making the database and web conjunctions bee one of the popular techniques of the database development. Usually under circumstance, the web page that sees through a browser is mostly static state, mean the web page contents fix constant of the website, be the HTTP( the Hypertext Transport Protocol) agreement that the browser passes the Inter toward the Web server claim to provide the web page, server only is to will design the good static state HTML text file to pass the browser page contents usage of is a standard code of HTML only, most plus again the dynamic state picture of the popular format of GIF89A, produce the animation result that a few kitty puppy run about for example. If the website maintenance wants to renew the contents of the web page, must move to renew all HTML text files. The fatal weakness of the static state website is a not easy 全景圖生成軟件 34 contents of the web page for the sake of the renewal, the website maintenance must repeat to create the HTML text file, along with the increasingly expand of the website contents and information quantity, can imagine this is the what plicated and tedious , what is the dynamic state website?Socalled dynamic state, don39。t mean to put to will move in the picture on the web page, the dynamic state page should have following few characteristicseses: (One).Hand over with each other sex:Then the web page ability according to the customer39。s request and choices but dy