[發明專利]一種基于圖像的三維和全景系統自動生成方法

有效

• 申請號: 201210109633.7
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102750724B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 黃若浩
• 申請（專利權）人: 廣東賽百威信息科技有限公司;黃若浩
• 主分類號: G06T13/20
• 分類號: G06T13/20;G06F17/30
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

1.一種基于圖像的三維和全景系統自動生成方法，其特征在于包括如下步驟：

1)實景拍攝：

通過相機進行實景拍攝，采集實景圖像，拍攝時以選擇地點為圓心，位置不動，通過移動相機的角度以柱形的方式拍攝多張圖像；

2)無縫拼接：

對于兩幅重疊圖像的像素相關性，通過像素值導出符號特征來實現匹配；

3)三維虛擬實景圖像的柱面正投影變換：

將多張實景圖像投影到一個圓柱面上，以柱面全景圖像的形式存儲，得到每張實景圖像上的象素點在視點空間中的方位信息，該方位信息表現為象素點在柱面全景圖像中的存儲位置；

4)三維虛擬實景圖像的柱面拼接：

在柱面正投影變換以后，對圖像進行拼接，形成柱面全景圖像；

5)三維虛擬實景空間編輯及空間漫游交互：

把多個視點空間中的視點組織在一起，有機地展現各個視點之間的空間關系，通過視點的鏈接，從一個視點前進或后退至另一個視點；同時通過定義熱區，從一個空間切換到不同的空間或視點；虛擬實景空間的構造首先從單一視點處的局部空間開始，然后以超鏈的方式將這些局部空間鏈接成一個完整的虛擬實景空間；

6)三維虛擬實景瀏覽使用：所生成的虛擬實景應用方式包括：

6.1)以Web瀏覽器插件的方式進行共享和瀏覽；

6.2)將生成的3D文件發布到手機上，通過支持JAVA的手機瀏覽查看三維虛擬實景，并對其進行各項瀏覽操作，瀏覽操作包括：播放/暫停、旋轉方向或放大縮??；

所述Web瀏覽器中展示有供用戶隨時查看的導航圖，虛擬全景空間中各個視點的位置以及用戶當前的位置動態繪制在導航圖中。

2.根據權利要求1所述的基于圖像的三維和全景系統自動生成方法，其特征在于所述的步驟4)的實現具體的分為兩個步驟：

4.1)圖像的匹配：采用基于特征線段的圖像匹配算法，利用圖像上間隔一定距離的兩列上的部分象素與另一張圖像上對應的兩列象素進行匹配，即在前一幅圖像的兩列重疊區域中分別取出部分象素，計算它們的差值作為特征模板，然后在第二幅圖像中搜索特征模板最佳的匹配；

4.2)搜索特征模板最佳的匹配：對于第二幅圖像，在搜索范圍內依次從間距相同的兩列重疊區域上取出部分象素，并逐一計算其對應象素值差值；然后將這些差值依次與特征模板進行比較，其最小偏差值對應的列就是最佳匹配。

3.根據權利要求1所述的基于圖像的三維和全景系統自動生成方法，其特征在于所述的步驟6.1)中，采用全景圖像數據預調方式，在Web瀏覽器進入到下一個視點空間時，不把整幅全景圖像全次性調入內存中，而是只調入可見部分解壓顯示在屏幕窗中。

4.根據權利要求1所述的基于圖像的三維和全景系統自動生成方法，其特征在于所述的步驟6.1)中，當用戶沿位置鏈從當前空間位置行進到另一個空間位置時，Web瀏覽器通過視點實時插值算法把當前屏幕上的圖像過渡到另一幅圖像上。

5.根據權利要求4所述的基于圖像的三維和全景系統自動生成方法，其特征在于所述的視點實時插值算法具體如下：

保持多個360度視點數據的正北方向的一致性，在從當前圖像的視點A遷移到另一幅圖像的視點B時，依賴全局方位找到與視點A當前瀏覽子圖所在視角對應的視點B的全景圖中的子圖；

在此基礎上，取出視點A中當前瀏覽子圖和視點B中對應的子圖，根據兩個子圖之間由用戶交互輸入的實際距離確定生成中間幀的數目，通過經驗公式確定每個中間幀在兩個子圖的對應區域中的選擇和縮放比例，最后按照逐點生成按照特定視角方向前進、后退路徑上的插值圖像幀。

6.根據權利要求1所述的基于圖像的三維和全景系統自動生成方法，其特征在于所述的步驟6)中包括了對圖像的分塊壓縮方法，具體的：

將全景圖像垂直分塊，分成大小相等的一系列子圖，每個子圖塊為64×600像素，在壓縮時，對每個子圖分別進行壓縮，然后仿效存入在文件中，并在文件頭添加一個子圖索引，以便隨機訪問；其中，各個子圖按照同一標準壓縮，共用同一套碼表，碼表包括Huffman碼表和量化表，將各個子圖的寬度保持為8的倍數。