基于手持拍攝方式的柱面全景圖的自動(dòng)識(shí)別和生成.pdf

1、隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，基于圖像繪制技術(shù)的全景圖技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。其中，基于手持拍攝方式獲取組圖進(jìn)而重建全景圖的方法被廣泛地應(yīng)用于網(wǎng)站建設(shè)、產(chǎn)品展示、虛擬展覽、旅游宣傳和多媒體效果等。本文主要就基于手持拍攝方式的柱面全景圖的自動(dòng)識(shí)別與生成方法進(jìn)行了研究。針對(duì)手持拍攝方式的復(fù)雜性和隨機(jī)性，本文在關(guān)鍵點(diǎn)的檢測(cè)與匹配、光束平差調(diào)整和圖像融合等方面進(jìn)行了算法上的改進(jìn)，生成了效果理想的柱面全景圖。 關(guān)鍵點(diǎn)的檢測(cè)和匹

2、配是全景圖拼接成功的基礎(chǔ)和前提。在分析了手持拍攝方式獲取的組圖特性的基礎(chǔ)上，本文采用了基于特征的彩色尺度不變特征變換(CSIFT)方法對(duì)序列圖像進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)的檢測(cè)與匹配，使得描述符對(duì)顏色變化和幾何變化都能夠保持很好的魯棒性；同時(shí)，針對(duì)室外場(chǎng)景的特殊性，對(duì)顏色不變量的形式進(jìn)行了簡(jiǎn)化，建立了效率更高的CSIFT算法。 由于手持拍攝方式的隨機(jī)性，造成相機(jī)運(yùn)動(dòng)非常復(fù)雜，使得光束平差方法不能直接用于此類(lèi)素材的全景圖拼接。本文提出了一種新的基

3、于不變量理論的光束平差方法，通過(guò)建立一種簡(jiǎn)化且不受旋轉(zhuǎn)矩陣影響的光束平差代價(jià)函數(shù)，可在不直接考慮相機(jī)方向參數(shù)的情況下對(duì)全景圖進(jìn)行后期處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)全景圖重建效果的精細(xì)調(diào)整。 全景圖拼接后還需要進(jìn)行圖像補(bǔ)償和圖像融合的平滑處理，來(lái)消除明顯的亮度差異和拼接線(xiàn)痕跡，保證輸出的全景圖達(dá)到令人滿(mǎn)意的效果。本文建立了基于權(quán)重補(bǔ)償和改進(jìn)的多波段色彩融合的平滑處理算法。首先，通過(guò)對(duì)光度測(cè)量參數(shù)的處理，減輕了拼接處亮度的明顯變化。然后，采用了適合

4、手持拍攝方式的色彩融合算法，即通過(guò)圖像外插保證了重疊區(qū)域高度和寬度的相等，同時(shí)根據(jù)相鄰圖像特征在不同頻率帶的差異得出相應(yīng)頻率帶內(nèi)融合區(qū)域的大小和加權(quán)系數(shù)，從而消除了重疊區(qū)域的拼接線(xiàn)痕跡，實(shí)現(xiàn)了圖像的平滑過(guò)渡。 最后，本文就提出和建立的系列算法的可行性和有效性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)后的CSIFT能很好地適用于室外場(chǎng)景中的關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)和特征匹配；新的光束平差方法能夠?qū)κ殖峙臄z的全景圖進(jìn)行很好的精細(xì)調(diào)整，大大改善了全景圖的重