王志舟[1]2015年在《鱼眼成像全景漫游系统的研究》文中进行了进一步梳理论文针对虚拟现实领域的一种场景漫游技术进行了研究探索,以场景中固定视点不同朝向拍摄的多幅圆形鱼眼图像作为研究对象进行处理,通过对图像区域的提取、校正、拼接等步骤生成一幅全景图,并实现了一个全景浏览器,完成了对场景各部分进行漫游的功能。在区域提取的研究过程中,借鉴了线扫描法的思想,提出了变角度线扫描法,通过使用不同角度的扫描线去逼近圆形区域,并对检测到的切点进行筛选,之后拟合圆,提高了有效区域参数提取的精确度和灵活性。畸变图像的校正过程中,基于柱面投影原理,提出了纵向压缩柱面投影算法,实现了鱼眼图像极点附近图像信息的保留,克服了柱面投影在垂直方向上的投影角度限制。实验结果显示,与经纬校正法相比,效果较好。在拼接处理过程中,通过应用相似度阈值筛选和对称筛选规则,显着的减少了配准特征点的个数,提高了拼接的效率。在估计场景变换矩阵时使用了随机抽样一致(RANSAC)策略,提高了拼接的准确性。针对球面全景图的重投影浏览方法,给出了详细的分析过程,实现的浏览器能够完成对全景图的基本浏览功能,浏览范围达到水平360度垂直180度左右,在视觉上基本达到实用的要求。
胡铸鑫[2]2006年在《基于视景仿真虚拟校园系统的研究和实现》文中指出虚拟现实技术在军事、医疗、数字城市、文化教育、航空航天、文物保护、交通、建筑、空间技术等领域得到广泛的应用，该技术是当今世界前十大优先发展技术之一。由于计算机技术，特别是INTERNET互联网的高速发展，基于图像的绘制技术的虚拟实景技术已经成为计算机视觉、图像处理、计算机图形学、人工智能研究的热点并得到广泛的应用，可应用于工业产品、商品展示以及制作公司、企业、高校、科研机构等全景漫游系统。本文介绍了展示虚拟校园的几种方法，特别是基于3D的建模(动画＼交互)与全景图的区别，分析了它们的优缺点后，着重对全景漫游技术进行了研究讨论，并用全景漫游技术解决了叁个具体实际问题：全景图的生成、漫游空间的编辑、浏览器的设计。 全景图的生成方法有很多，主要包括两种，一种采用专门的全景拍摄设备，另外一种是基于图像拼接的思想来生成全景图。由于专门的全景拍摄设备价格昂贵且使用复杂，目前的研究和应用一般采用基于图像拼接的思想来生成全景图。本文在讨论叁种全景图模型的基础上，提出一种基于两张鱼眼图像的球面全景图生成方法。该方法能使全景视角范围达到水平方向360度，竖直方向360度无观察死角的全景图像。 在球面全景图的生成技术上，本文对使用普通数字相机的球面全景生成技术作简单的讨论，重点讨论使用鱼眼镜头拍摄的两幅图像生成球面全景的方法。本文通过基于两幅圆鱼眼图像的球面全景生成方法，对鱼眼图像的预处理、建立图像拼接的空间模型、自动确定最优拼合参数和全景图像的生成四个部分来完成一张球面全景图的生成，使得拼合参数寻优过程中将空间模型的8个自由度降为4个，很大程度上缩短了拼合参数寻找的计算量和时间，且可以自动完成拼接工作。该方法克服了以往全景图像制作拼合时要通过人为的反复设定拼合界线和各种拼合参数的缺点，能够自动的查找到。能够在只拍摄两张圆鱼眼图像作为原始素材的情况下，快速拼合出高质量的球面全景图。 利用球面全景生成方法生成场景的全景图和本文所讨论的全景漫游技术，结合温州大学和浙江师范大学对全景漫游系统的实际工程需求，开发了温州大学校园实景漫游系统和浙江师范大学实景漫游系统，实现通过校园实景漫游系统，观
唐俊, 赵为民, 谷峰[3]2003年在《基于鱼眼图像的全景漫游模型》文中进行了进一步梳理介绍了如何利用鱼眼镜头所拍摄的图像建立起在固定视点上沿空间任何方向的全景漫游模型的方法 ,它克服了使用普通镜头需要拍摄多幅照片 ,经过拼结 ,缝合处理后才能形成全景图的缺点 ,试验结果证明了该方法的有效性
唐俊[4]2003年在《基于鱼眼图像的全景漫游模型研究》文中研究说明本文主要讨论了如何利用鱼眼图像建立全景漫游模型的问题。主要工作如下： (1)鱼眼图像的成像原理以及根据其成像原理从鱼眼图像恢复出实际场景图像的算法。 (2)鱼眼图像的轮廓提取的算法。我们给出了一种针对鱼眼图像的特点使用面积统计的方法来计算鱼眼图像的圆形有效区域的圆心和半径的算法，实验证明了我们所给出的方法的正确性和可行性。 (3)对两幅沿相反方向拍摄的鱼眼图像的相似区域进行查找的算法。对图像相似区域的查找一般是用图像匹配的方法，但该方法计算量过大。我们给出了一种通过查找差值图像的极值点来搜索相似区域的方法。该方法计算量较小，而且精度也能达到应用的要求。 (4)鱼眼图像的几何畸变校正。由于鱼眼镜头制造过程中产生的误差等原因，所拍摄的图像几何畸变还是比较严重的，这就产生了对鱼眼图像进行几何校正的问题。我们提出了一种利用球面经纬线模板对图像进行几何校正的方法。 (5)交互式全景漫游的具体实现方法。
孟甜甜[5]2012年在《基于网络的360°全视角高分辨率视频监控系统》文中指出近年来，随着网络技术、传输技术和视频压缩技术等相关技术的不断发展，网络视频监控系统得到了广泛的应用，渗透到了生产生活的各个领域。随着其应用领域的不断扩大，越来越多新的需求被提出来，如大范围公共场所的实时无盲区监控，即实现在同一时间，同一区域持续监视360°范围目标。由于传统视频监控系统中单个镜头的视角范围小于60°，要实现大范围无盲区监控，需要多个摄像机拍摄画面进行拼接或采用机械快速转动摄像头的方式。这些方案不仅会使整个监控系统变得复杂昂贵，而且画面之间很难实现无缝拼接，存在空间时间上的监控死角。为了实现单个镜头的不转动的大范围全景监控，本文采用具有超过180°视角的鱼眼镜头作为监控摄像头，搭建基于网络的360°高分辨率视频监控系统。所谓的360°全视角监控是指，当鱼眼镜头垂直向下拍摄时，可得到镜头下360°的范围内的所有场景信息，一个镜头无需转动就可以无盲区监视整个监控目标。本文对现有鱼眼镜头成像原理、国内外鱼眼校正算法进行分析，并针对视频监控的需要进行算法改进，包括鱼眼投曲面影模型改进、全视角漫游模型建立、选择合适的差值算法、查找表设计等，得到满足视频监控低失真度和高实时性的一套鱼眼算法。在系统监控端，采用鱼眼镜头加上集成摄像机采集和压缩视频数据，压缩格式为MPEG-4。通过基于UDP网络协议的P2P穿透技术将数据发送到客户端。客户端基于DirectShow框架对网络数据进行实时接收和解码。解码后根据校正模式对每一帧图像数据进行鱼眼校正，并结合鼠标实现交互式全景漫游显示。系统测试结果表明，单帧分辨率为1600*1200的鱼眼图像校正时间不超过40ms，满足视频监控实时性。鱼眼校正效果良好，十分接近真实场景。并实现了两种模式的交互式全景漫游浏览。系统整体效果达到了预期目标。
崔汉国, 陈军, 王大宇[6]2007年在《基于鱼眼图像的虚拟漫游研究》文中提出根据鱼眼图像的有效区域为圆形,提出了扫描线逼近的轮廓提取算法,基于图像重迭部分亮度差最小的原理,确定了重迭区域,通过对重迭区域进行融合处理实现了鱼眼图像的缝合,最后直接从鱼眼图像上提取颜色信息,重新采样图像数据,实现了基于鱼眼图像的虚拟漫游。结果表明:能较大的提高漫游的实时性能,取得了良好的效果。
丁理想[7]2017年在《基于特征匹配的双鱼眼图像全景拼接方法研究》文中研究说明作为虚拟现实的重要组成部分,全景视觉越来越多地受到关注与研究。全景视觉应用十分广泛,尤其是在地理地图、安全监控、医疗应用、摄影展示、游戏视频等领域。全景拼接技术是获取全景图像的核心方法,其重要性不言而喻。然而,传统的基于多幅图像的全景拼接方法,拍摄过程复杂低效,制约着全景图的普及与发展。为了解决这个问题,本文提出基于双幅鱼眼图像的全景拼接方法。利用鱼眼镜头大视角的优势,获取两张足以覆盖360°视野的鱼眼图像。在拼接过程中,首先将鱼眼图像映射到柱面全景空间,然后基于非线性扩散滤波和多层金字塔改进SIFT算法,之后进行特征点匹配与提纯,最后将重合区域进行融合。实验表明,本文的方法能够快速拼接出质量较优的球面全景图,满足工程应用需求。本文的主要工作包括以下叁个部分:(1)提出了基于非线性扩散滤波与多层金字塔结合的SIFT改进方法。该方法基于多尺度空间,首先构建非线性尺度空间;然后,在该空间内求解特征点并分配主方向;最后,通过多层金字塔对特征进行描述,生成最终描述子。该算法能够在不降低匹配精度的前提下,降低SIFT维数,且减少匹配时间,从而提高匹配的质量。(2)基于特征匹配方法在柱面全景图中求解鱼眼图像的重迭区域。本文的方法首先将两幅检测鱼眼图像的有效区域,将其映射到柱面全景空间中;然后在柱面空间内进行SIFT特征检测与匹配,从而获得重迭区域;经过图像融合得到拼接好的柱面全景图,再映射到球面全景空间中,生成最终的球面全景图。(3)实现了双幅鱼眼图像的全景拼接系统。该系统以两个同轴反向、视角大于180°的鱼眼镜头采集的鱼眼图为输入,首先提取鱼眼图像轮廓,接着进行柱面全景展开,再使用改进SIFT算法提取特征和进行特征匹配,最后进行重迭区域的融合,最终输出一幅360°球面全景图。该系统还提供球面全景图的漫游功能,使得全景图的展示更加直观方便。
杨琳, 赵建民, 朱信忠, 徐慧英, 郑国强[8]2007年在《虚拟校园叁维全景漫游技术研究》文中提出本文对全景漫游技术进行了讨论。全景漫游技术中需要解决叁个问题:全景图的生成、漫游空间的编辑和浏览器的设计。基于两张圆鱼眼图像生成单张球面全景图,我们开发实现了浙江师范大学校园全景漫游系统。在全景图的生成中,提出了一种基于拼合参数自动寻优的球面全景图生成方法。该方法具有拼合速度快、拼合效果好的特点。
肖昆鹏[9]2017年在《基于特定角度鱼眼图像校正的设计与实现》文中研究指明目前,高清摄像机的应用越来广泛,用户的需求也从高清化向全景化转变。为了得到全景图像,传统的视频监控方法是在同一地区安装多部摄像机,再利用巡回扫描的方法获得目标区域的较大范围的图像。这种方法虽然在一定程度上可以实现全景化的视觉要求,但需要投入较大的人力和物力,工程造价太高。鱼眼镜头因具有超大的视角,可以看到更广阔场景,而被广泛应用于全景视觉构建技术领域,是实现全景化最简单高效的方法之一。本文在研究了鱼眼图像校正算法的基础上,针对鱼眼镜头在特定角度下采集的图像,设计了一种简单有效、快速实用的鱼眼图像校正方法,实现了将一幅鱼眼图像校正成为一幅360°的全景图像的目标。本文主要工作包括:1.研究了水平视角下鱼眼图像的校正算法:经纬度映射法和等距离投影法,并通过编程实现了两种算法,检验了算法的校正效果。从结果来看,两种算法均可以实现鱼眼图像校正,但要生成一幅水平方向360°的全景图像至少需要两幅鱼眼图像进行拼接。因为垂直拍摄的鱼眼图像具有目标区域水平方向360°的全部信息,为了降低工作量,提高全景图像生成效率,最终选择垂直视角下鱼眼图像的全景校正作为本文的主要研究方向。2.研究了鱼眼图像有效区域的提取方法。在对比分析了各方法的优缺点之后,最终选择计算量相对较小、提取效果相对较好的扫描线逼近算法提取鱼眼图像的有效区域,并对初步获取的鱼眼图像进行修正,将鱼眼图像的轮廓校正成为一个标准圆形。3.实现并对比了两种基于垂直视角下鱼眼图像的全景展开算法:快速展开算法和30°旋转展开算法。在对比分析了两种算法的性能之后,为了满足工程上的实时性要求,本文提出了基于球面透视的水平映射法,实现了鱼眼图像的全景校正。该算法的基本思想是:将鱼眼图像上的点透视投影到球面模型上,然后再将透视影像投影到视平面上生成全景图像。该算法保证了鱼眼图像的全景展开效果,极大的降低了全景图像生成的时间。4.设计并实现了基于球面透视的水平映射法的鱼眼图像全景展开方案,并通过多次实验证实了本方案的可行性。本文通过对多个场景的鱼眼图像进行全景展开测试,详细记录全景展开时间,对比全景展开图像的叁维演示效果,证实了算法的性能和方案的可行性。
龚苏斌[10]2013年在《基于视景重现的舰船IETM系统开发》文中研究指明虚拟现实（Virtual Reality,简称VR）是近年来出现的高新技术。全景技术作为虚拟现实的一种新媒体技术，是基于全景图像的真实场景虚拟现实技术，它通过计算机技术实现全方位互动式观看和真实场景的还原展示，本文题目中的视景重现即指全景技术。交互式电子手册（Interactive Electronic Technical Manual, IETM）是一种按标准的数字格式编制，采用文字、图形、表格、音频和视频等形式，以人机交互方式提供设备基本原理、使用操作和维修等内容的技术出版物。为解决利用全景技术开发的全景漫游系统信息量少和传统信息管理系统中信息呈现方式过于抽象化等问题，本文利用全景技术，参照IETM的开发思想，以船舶维修保养体制（CWBT）标准为基础，以某船为研究对象，开发了符合实际需求的基于视景重现下的类似于IETM的船舶设备信息管理系统。本文通过利用Flash3D引擎中的PaperVision3D（简称PV3D）引擎，主要在FlashCS5.5平台下研究完成了某船舶的全景漫游系统的开发，实现了场景的全方位交互性漫游，通过鼠标可控制场景的转动、放大、缩小、全屏等，并实现了图片弹出、视频添加、电子地图导航等功能。参照IETM的开发思想，本文采用IETM中的S2类型扩展体系结构，依照CWBT标准中相关规定研究开发了船舶设备信息管理系统，主要实现了船舶设备信息如基本信息、维修信息、图纸信息、视频等的增删改查等操作。通过脚本ActionScript3.0对JavaScript脚本的调用，完成了船舶设备信息管理系统与全景漫游系统的数据通信，构建了以全景技术为基础的船舶设备信息管理系统。本文的创新点在于利用PV3D引擎实现了全景漫游系统的开发，通过推算平面球面坐标关系，结合PV3D引擎中自带方法和Timer类、Mouse3D类和Particles类有效地解决了PV3D引擎下全景漫游系统开发过程中的技术难点：热点的不变形添加。利用ActionScript3.0对JavaScript的调用，实现了全景漫游系统与设备信息管理系统间的数据通信，使得进行船舶舱室全景漫游的同时，能方便形象获取船舶设备的相关信息，有效提高了船舶人员对船舶舱室空间、设备布局、管路走向等的认知效率。
参考文献：
[1]. 鱼眼成像全景漫游系统的研究[D]. 王志舟. 天津大学. 2015
[2]. 基于视景仿真虚拟校园系统的研究和实现[D]. 胡铸鑫. 华东师范大学. 2006
[3]. 基于鱼眼图像的全景漫游模型[J]. 唐俊, 赵为民, 谷峰. 微机发展. 2003
[4]. 基于鱼眼图像的全景漫游模型研究[D]. 唐俊. 安徽大学. 2003
[5]. 基于网络的360°全视角高分辨率视频监控系统[D]. 孟甜甜. 宁波大学. 2012
[6]. 基于鱼眼图像的虚拟漫游研究[J]. 崔汉国, 陈军, 王大宇. 系统仿真学报. 2007
[7]. 基于特征匹配的双鱼眼图像全景拼接方法研究[D]. 丁理想. 合肥工业大学. 2017
[8]. 虚拟校园叁维全景漫游技术研究[J]. 杨琳, 赵建民, 朱信忠, 徐慧英, 郑国强. 计算机工程与科学. 2007
[9]. 基于特定角度鱼眼图像校正的设计与实现[D]. 肖昆鹏. 西安电子科技大学. 2017
[10]. 基于视景重现的舰船IETM系统开发[D]. 龚苏斌. 江苏科技大学. 2013
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