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[工學(xué)]圖形學(xué)第13章-資料下載頁(yè)

2025-02-16 03:26本頁(yè)面
  

【正文】 e image); ? 經(jīng)過(guò)合成的在不同視點(diǎn)上的圖像稱為 理想圖像 (desired image) 或合成視圖 (synthesis view),也簡(jiǎn)稱新視圖。 ? 將 IBR所能表示的相機(jī) /視點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方式分為相機(jī)旋轉(zhuǎn) (位置不變, 方向改變 )、對(duì)象旋轉(zhuǎn)(方向不變,位置繞對(duì)象改變)、相機(jī)移動(dòng)(位置和方向都在變化)及縮放(改變 焦距)等。 Quick Time VR 系統(tǒng) ? 1. 基于視圖插值的技術(shù) 視圖插值( view interpolation,也稱圖像插值)是一種由離散圖像生成連續(xù)的畫面的技術(shù) . 從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),視圖插值過(guò)程是一種特殊的二維圖像變形過(guò)渡(Morphing)技術(shù)。對(duì)實(shí)際拍攝的圖像來(lái) 說(shuō),有兩種方法可用來(lái)獲得有關(guān)信息:一是用深度攝像機(jī)來(lái)獲得圖像的深度信息,并記錄其攝像機(jī)的有關(guān)參數(shù);二是采用計(jì)算機(jī)視覺理論來(lái)恢復(fù)深度信息及其攝像機(jī)參數(shù)。在下面的討論中,假設(shè)相鄰兩幀圖像(稱為左圖像和右圖像)的 深度值及其相關(guān)攝像機(jī)參數(shù) 均為已知,且它們表現(xiàn)同一靜態(tài)場(chǎng)景。 ? 1. 基于視圖插值的技術(shù) 深度圖像間像素對(duì)應(yīng)關(guān)系的自動(dòng)建立 M p Z1 Y1 O1 X1 O2 X2 Y2 q Z2 I1 I2 )( 1111111 ZYyXxzOM ????視圖插值 ( view interpolation) 是一種由離散圖像生成連續(xù)的畫面的技術(shù),該技術(shù)能在相鄰采樣點(diǎn)圖像(或環(huán)境映照)之間實(shí)現(xiàn)光滑自然的過(guò)渡,從而逼真地再現(xiàn)各相鄰采樣點(diǎn)間場(chǎng)景透視效果的變化。 α f z1 M p(u1,v1) a W O1 攝像機(jī)成像原理圖 1 1 1 1 1 1O p x X y Y Z? ? ?111Op fzOM ?1 1 1O M z O p?左圖像上的像素 p和右圖像上的像素 q之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系 ? 由攝像機(jī)原理知: α f z1 M p(u1,v1) a W O1 攝像機(jī)成像原理圖 1111ta nta nx u WfWy H vfW??????1111( 1 ) ta n( 1 ) ta nuxWv HyHW????? ? ? ?M點(diǎn)在右圖像上的位置: 為了提高插值速度,可以將 q點(diǎn)的坐標(biāo)用相對(duì)坐標(biāo), (u2u1, v2v1 )表示。該坐標(biāo)定義了像素 p與 q的相對(duì)位置,稱為 p點(diǎn)的偏移量 。 2222( i n t ) [ ( 1 ) ]t a n( i n t ) [ ( 1 ) ]t a nxuWyWvHH???????|)(|/)(|)(|/)(2222222222ZOMYOMyZOMXOMx??????????1 1 11= t a nx z z WWu W f W f f ????所以 ? O O2之間的距離較小時(shí),可以采用線性插值來(lái)計(jì)算可見點(diǎn)在中間畫面上的投影坐標(biāo)。 2 2 111 2 12 2 111 2 1()()()()ccz t x xxxz t z zz t y yyyz t z z??????????兩幅圖像之間 進(jìn)行插值(動(dòng)畫) ? 當(dāng)攝像機(jī)作線性的平行移動(dòng)時(shí),即攝像機(jī)坐標(biāo)系保持互相平行,則可以通過(guò)下式計(jì)算中間圖像上的像素的攝像機(jī)坐標(biāo)投影 (xc, yc): ? 2. 基于全視函數(shù)的方法 全視函數(shù):全視函數(shù)是一個(gè)參數(shù)化函數(shù),它定義了空間任意點(diǎn)處,在任何時(shí)刻和任一波長(zhǎng)范圍內(nèi)的所有可見信息。對(duì)空間任一視點(diǎn)V,從該視點(diǎn)出發(fā)的任一條視線均可用視線的仰角 ?和方位角 ?來(lái)定義。記光波波長(zhǎng)為 λ,則視點(diǎn) V處的全視函數(shù)在 t時(shí)刻可定義在一個(gè)七維的參數(shù)空間上: ),,( tVVVP l e n o p t i cP zyx????φ θ V(Vx, Vy,Vz) 全視函數(shù)的幾何描述 圖 像 樣本 ?圖像樣本 部分立方體全景 立方體全景圖示意 圖像樣本 部分圓柱面全景 圓柱面全景示意 PlenOptic Modeling 系統(tǒng) (圓柱面全景圖)(動(dòng)畫) 目前 IBR技術(shù)面臨的問(wèn)題主要有: ? 1) 表示模式:怎樣找到一種簡(jiǎn)便有效且適合計(jì)算機(jī)的表示模式,能精確完整地對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行編碼。 ? 2) 捕獲方法:是用手持相機(jī)還是數(shù)控?cái)z像機(jī)、圖像采樣的數(shù)量多少、采樣模式及樣本均勻性等都會(huì)影響問(wèn)題求解的難度和精度。 ? 3) 走樣與空洞:如何解決因采樣引起的走樣和空洞問(wèn)題。 ? 4) 信息壓縮:基于圖像的方法不可避免地面臨著大量圖像的壓縮問(wèn)題,怎樣利用數(shù)據(jù)間的連貫性,找到合理有效的壓縮機(jī)制。 ? 5) 完全漫游:如何實(shí)現(xiàn)基于表示模式的完全實(shí)時(shí)漫游。包括模擬相機(jī)旋轉(zhuǎn)、對(duì)象旋轉(zhuǎn)、相機(jī)移動(dòng)及縮放等相機(jī)運(yùn)動(dòng)方式。 圖像的拼接 ? 圖像拼接一般應(yīng)滿足幾個(gè)條件: 1) 相鄰的圖像之間有足夠的重疊區(qū)域,以便匹配能夠?qū)崿F(xiàn); 2) 這些圖像拍攝時(shí)的光照條件、相機(jī)參數(shù)等盡量接近或相同,以減少外部環(huán)境帶來(lái)的噪聲因素。 1. Featurebased方法 2. Areabased方法 ? 1. Featurebased方法 (1) 圖像的降噪和邊緣檢測(cè)運(yùn)算 (2) 輪廓特征的計(jì)算 : 封閉輪廓、非封閉輪廓、交叉點(diǎn) 等。 描述其形狀最常用的屬性有輪廓的 周長(zhǎng)、面積、似圓度和 中心矩 等 (3) 基于特征的判定運(yùn)算 : 利用兩幅圖像中的相似特征進(jìn)行匹配 , 可根據(jù) 周長(zhǎng)、面積 作為判定依據(jù)來(lái)進(jìn)行特征匹配 (4) 圖像拼接 : 圖像全部拼接完成后有可能導(dǎo)致首尾出現(xiàn)縫隙 2. Areabased方法 Areabased方法的基本原理是在被檢測(cè)的兩幅圖像中,各取一個(gè)小窗口進(jìn)行判定,如果兩個(gè)窗口的顏色信息相似,則認(rèn)為兩個(gè)窗口滿足顏色特征匹配,然后對(duì)圖像進(jìn)行自動(dòng)拼接。 圖像 2 圖像 1 折疊變換 折疊變換 局部匹配 圖像整合 坐標(biāo)映射 圖像拼合的算法流程 + + + + 一幅全景圖的拼接結(jié)果 全景圖的拼接
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