基于全景視圖管理的3D圖像拼接方法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著社會與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們希望以更方便、更直觀的方式與計算機(jī)進(jìn)行交互，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它綜合了計算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理、三維建模、并行處理等技術(shù)，模擬人的視覺、觸覺和聽覺等感覺器官功能，讓人們能夠沉浸在虛擬的境界中。全景圖作為虛擬現(xiàn)實(shí)的一種重要表現(xiàn)形式，也廣泛的應(yīng)用到旅游景點(diǎn)漫游，3D博物館，Google地圖街景等方面。而目前現(xiàn)有的全景圖大多都是柱面全景圖的方式，垂直方向視野范圍不大，即使球面全景，大都采用魚眼或者全景相機(jī)設(shè)

2、備拍攝，硬件價格昂貴。另外將全景視圖應(yīng)用于遠(yuǎn)程的設(shè)備管理中也鮮有人嘗試，因此本文提出了一種新型的全景視圖管理系統(tǒng)，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)出了一種基于全景視圖管理系統(tǒng)的3D圖像拼合方法。本文的主要工作包括：
　　1.總結(jié)了國內(nèi)外3D圖像拼接方面的相關(guān)算法，分析虛擬現(xiàn)實(shí)建模技術(shù)方法的優(yōu)點(diǎn)和不足，并對圖像的獲取方式以及圖像的投影模型進(jìn)行分析比較。最后深入研究了全景圖生成技術(shù)中的兩個關(guān)鍵技術(shù)圖像配準(zhǔn)技術(shù)和圖像融合技術(shù)，對全景圖生成技術(shù)現(xiàn)有的方法和原理

3、做了歸納和分析。
　　2.實(shí)現(xiàn)并比較幾種全景視圖拼接方案，測試并實(shí)現(xiàn)魚眼球形全景拼接、柱形全景拼接、經(jīng)緯度反投影映射和球面投影全景拼接四種常用的全景拼接方案，針對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析幾種拼接方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選擇有更寬闊視野和沉浸感的球面投影全景拼接方法作為本文的主要研究方向。
　　3.設(shè)計并實(shí)現(xiàn)180*360度的球形全景視圖的拼接方案，主要包含場景采集規(guī)范，設(shè)計場景拍攝規(guī)范，讓拍攝與拼接更加系統(tǒng)、具體和易操作，便于系統(tǒng)的工程使用；

4、圖像處理的預(yù)處理算法，即根據(jù)對圖像進(jìn)行自動規(guī)范重命名和縮放等預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)輸入圖像的全自動拼接；圖像拼接算法實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)SURF特征點(diǎn)檢測、球形投影變換、Bundle Adjustment匹配誤差平均、光照補(bǔ)償以及圖像融合；全景圖后處理，無死角的180*360度全景圖后處理，首尾無縫矯正以及圖像切片。
　　4.通過多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本文設(shè)計方案的有效性、實(shí)時性和可靠性。對本文設(shè)計的場景采集規(guī)范和圖像拼接算法在多個場景進(jìn)行拍攝拼接測試，詳細(xì)記