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基于序列图像的全景图生成研究

张昌胜

  虚拟现实(VR)是近年来出现的一个新的研究热点,它通过计算机生成的逼真 的视觉世界,使用户可以与虚拟世界的客体进行交互。传统文化遗产特别是传统 建筑、自然风景区的保护越来越成为世界各国关注的话题。虚拟现实技术的发展 使我们可以对它们进行数字化保护。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办法。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种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、匹配和平滑化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并用双线性插值算法予以实现。在局部离散图像投影后,为了得到相同视点但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,提出一种新的基于特征线段匹配的算法,并对算法给出了改进,实验证明该算法可靠性好, 速度也较快。文中还提出了一种匹配误差的评价方法,通过它我们可以对不同的匹配方法进行比较。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,本文提出一种带阈值的加权值平滑算法的方法,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。……   
[关键词]:虚拟现实;基于图像的绘制;全景图;柱面投影;图像匹配;图像拼接
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:重庆大学2005年
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