基于OpenCV的曲面全景投影算法研究

在实景展示问题的研究中,全景图是虚拟现实场景显示的重要方法.结合OpenCV开源计算机视觉库,设计了曲面全景投影中的一种特殊情况,即全景图像环状柱面投影并旋转算法,主要包括基于平面图像的柱面止投影算法、图像拼接方法、基于图像截取实现图像旋转效果算法、图像拆分方法和从柱面到外切平面投影算法五个部分.整个算法结合微机自带显卡中的图形处理器GPU,保证图像处理的实时性要求.同时由于OpenCV有较强的图像处理功能,使得算法描述非常简单.实验结果表明,整个算法实现效果较好,为后续的大型正交多幕特种电影集成技术及应用奠定了良好的基础.     

一种快速的柱面全景图像拼接算法

长久以来在计算机视觉、图像处理和计算机图形学的研究中,图像拼接技术一直都是主流方向。利用它能够构造大场景图像及全景图像,借此以产生大视角的高清晰度图像。目前,这种技术被广泛应用在虚拟现实领域、医学图像处理领域、遥感技术领域和军事领域中。提出了一种基于图像特征点匹配的柱面全景图像拼接算法,实验表明,该算法具有匹配精度高、鲁棒性强等特点,可以快速而高效地生成柱面全景图像,具有很高的实用价值。     

局部特征及视觉一致性的柱面全景拼接算法

目的 传统的基于平面拼接算法生成的全景图像存在严重的失真问题,很难保证良好的视觉一致性;而普通柱面拼接算法无法较好地满足实时性要求。为此,提出一种基于改进SIFT（scale-invariant feature transform）特征描述子的柱面全景图像拼接算法。方法 首先将待拼接的图像序列进行柱面投影,利用改进的SIFT特征检测器获取图像中的特征点,生成64维SIFT特征描述子;然后根据特征描述子之间的欧氏距离提取初始特征点对,利用RANSAC（random sample consensus）方法进一步剔除伪匹配特征点对并建立待拼接图像之间的空间变换矩阵;最后根据图像之间的空间变换矩阵进行图像配准,采用加权平均融合的方法完成图像的无缝拼接。结果 本文全景图拼接算法,可以有效地克服平面拼接算法存在的失真问题,保证了全景图像的视觉一致性。同时,相比普通柱面拼接算法,本文算法的拼接速度提高了近一倍。结论 通过对不同尺寸和数量的图像序列构建全景图,相对于平面拼接算法和普通柱面拼接算法,本文算法可以有效实现图像之间的拼接,生成宽视野、高分辨率的全景图像,且能够应用于对实时性要求比较高的图像拼接场合。     

柱面全景图像自动拼接算法

提出了一种基于特征点匹配的柱面全景图像拼接算法。首先将360°环绕拍摄的序列图像投影到柱面坐标系下;然后提取各图像的SIFT（Scale Invariant Feature Transform,尺度不变特征变换）特征点,通过特征点匹配完成两幅图像的配准;再根据配准结果计算出图像间的变换参数;最后采用加权平均的融合方法对两幅图像进行无缝拼接。实验表明,算法可以有效、快速地自动生成柱面全景图像。     

一种快速的柱面全景图像拼接算法

基于等距离匹配思想,提出一种快速的柱面全景图像拼接算法。对于相邻两幅待匹配图像,设定相同大小的比较区域,从两幅图像中心垂线开始向重叠方向同步长移动并进行比较。在比较区域中采取随机取点的方式,计算对应点的颜色差值并累加,若达到某一设定阈值,则停止计算,移动比较过程中,计算次数最多的比较区域中心位置即为最佳匹配位置。该算法可以尽早排除非匹配位置,减少计算量,提高全景图像生成速度。利用该算法思想对随机顺序输入的场景图像序列进行排序,可以获得按照实际场景内容排列的图像序列,然后进行全景图像匹配拼接,实验结果表明该算法快速有效。     

一种改进的柱面全景视图生成方法

研究了相机存在绕光轴转动的情况下柱面全景图的生成，首先对柱面图像进行傅立叶变换，根据图像的傅立叶谱来估算出图像间的初始平移和旋转运动参数，再利用Levenberg-Marquardt非线性最小化方法逐步求精各运动参数，最后根据计算出的运动参数进行图像拼合获得柱面全景视图，实验结果表明该算法可以获得比较理想的拼接效果．     

一种基于柱面投影的图像拼接算法研究

全息实景图像是近来出现的一种采用基于图像绘制方法再现了真实的三维场景的交互式虚拟现实技术.本文提出了一种基于柱面投影的全景图像拼接算法,采用Scott算法结合颜色特征直方图进行特征点匹配,从两组100个特征点集中匹配出18对匹配点,经过检验匹配无误,证明了该算法具有较高的匹配精度和较强的适应性和鲁棒性.     

一种柱面全景图像自动拼接算法

提出了一种基于特征块匹配的柱面全景图像拼接算法.首先将360度环绕拍摄的序列图像投影到柱面坐标系下;然后以一幅图像为基准图像,选择基准图像中边缘信息丰富的块作为基准块,利用特征块匹配法在待配准图像中找出与基准块匹配的配准块,进而实现两幅图像的配准;再根据配准结果计算出图像间的变换参数;最后采用平滑因子对两幅图像的重叠区域进行图像无缝拼接.实验证明,算法可以快速自动地生成柱面全景图像,具有良好的鲁棒性.     

360度柱面全景图像的生成

基于图象的漫游系统,使用计算机对多幅离散的实景图像或连续的视频自动拼接,变形与组织,能够生成具有照片质量视觉效果的虚拟场景。浏览者可在这个虚拟实景空间中进行前进、后退、环视、仰视、俯视等漫游。本文介绍了什么是全景图,以及一个简单的360度全景图的生成过程,并着重介绍了其实现的步骤。     

全景图像生成算法的研究与实现

针对虚拟现实中的柱面全景图生成问题提出了一种简单实用的算法。该算法通过对图像重叠部分的相交特征线段进行提取和匹配来实现相邻图像的拼接。在此基础上编制了全景图生成工具VR-Maker，并取得了良好的实验结果。     

柱面全景图生成技术的研究与实现

在全景图像理论的基础上,对现有的柱面全景图生成技术进行研究和实现。在柱面投影方面,采用基于平面图的柱面正投影和反投影算法。在传统的序列相似性检测算法的基础上,采用一种自适应阈值序列相似性检测算法对图像进行拼接。在与最邻近插值算法进行比较的基础上,使用双线性插值算法进行图像的融合。实验结果表明,生成的全景图视觉效果较好。     

基于IBR的全景校园漫游系统设计与实现

该文从全景摄影的一般技巧出发,全面阐述了基于柱面全景图像的三维建模方法,并设计实现了基于校园的虚拟全景漫游系统。     

基于立体折反射全向成像的柱面全景深度估算

针对立体视觉原理的新型立体折反射全向成像系统结构设计和面向立体柱面全景像对的局域灰度相关对应点快速匹配算法,从捕获的全向市体影像中提取有效深度信息,用于辅助全向视频分析处理中的对象检测和跟踪.采用单相机和两个不同参数的抛物面型反射镜构造了一种共轴结构的折反射全向立体成像装置,捕获的存在一定视差的原始全向立体像对被投影展开为立体柱面全景像对,而后通过特定对应点匹配算法提取稠密的深度信息.对应点匹配算法采用局部区域灰度相关的算了,并充分利用了双向匹配和柱面全景的外极线约束来提高匹配的速度和准确度.仿真实验有效恢复了场景深度信息,证明了整套装置结构设计及深度估计方法的有效性.     

双曲面折反射全景图像的柱面解算研究

折反射全景视觉导航是自主移动机器人研究领域一项新兴技术,但由该视觉传感器生成的原始图像是严重畸变的,不适合机器人的目标定位和跟踪等任务。基于此,提出一种全景图像中心定位方法,将双线性内插值法应用于图像的采样,实现双曲面折反射全景图像的柱面还原解算。实验结果显示,还原后的图像人机交互性能有一定的提高。     

一种基于频域相关技术的柱面全景图生成方法

在虚拟全景空间的构建中,360°柱面全景图象拼接是一项关键技术。该文通过对拍摄的实景图象做快速傅立叶变换,利用图象互功率谱的相位信息来实现全景图象的拼接,实验表明该方法大大提高了拼接速度,并且能够有效地克服图象间光照变化对拼接的影响,是一种快速实用的全景图拼接方法。     

基于FCN与视场柱面投影的隧道渗漏水面积检测

针对隧道渗漏水病害面积检测中由于复杂环境干扰和隧道几何柱面形状影响而造成较大误差的问题，设计了基于FCN与视场柱面投影算法渗漏水面积检测算法。研制了无人病害巡检车，实现了隧道病害数据的无人采集，通过将FCN处理后的渗漏水病害图片进行视场转换和柱面投影模型的优化，提高了所计算病害面积的准确性。实验结果表明，该算法相比OSTU法、分水岭法和自适应阈值法算法使误检率下降至0.0189，有效提升了隧道渗漏水面积检测的精度。     

基于全景图像的三维全景漫游系统的构建

三维全景漫游系统以全景图的方式再现了三维场景,在浏览器上可以实现虚拟场景的漫游,具有很好的交互性和真实感。论文以海南数字生态旅游三维全景漫游系统的构建为目标,研究了利用鱼眼镜头和单电数码相机进行全景图像获取方法,以及对全景图像进行再次拼接制作360°全景图漫游系统。该系统构建方法为三维全景技术的应用提供了一个参考。     

基于CUDA的AES并行算法优化

为提升高级加密标准(AES)的加密性能,利用显卡的通用计算能力,在统一计算设备架构(CUDA)平台上实现AES的128位、192位和256位3个版本的GPU并行算法,并提出优化的AES并行算法。在考虑块内线程数量、共享存储器容量和总块数的基础上,根据分块最优值的经验数据指导AES算法在GPU上的最优分块。实验结果表明,与未优化的AES并行算法相比,该算法的3个版本在Nvidia Geforce G210显卡上的加密速度分别提高5.28%,14.55%和12.53%,而在Nvidia Geforce GTX460显卡上的加密速度分别提高12.48%,15.40%和15.84%,且能更好地对SSL数据进行加密。     

人脸全景纹理图像拼接算法

研究人脸部位真实图像问题,为了获得真实感人脸三维模型,提出一种柱面人脸全景纹理图像拼接算法.考虑到人头部接近于一个圆柱体以及因投影方向不同直接进行拼接会造成视觉的不一致性,采用了一种人脸特征的柱面投影方法;针对人脸纹理特征信息丰富的特点,利用特征块匹配法配准相邻的图像;再根据亮度直方图均衡法消除相邻图像的亮度差异;并使用改进的平滑因子实现图像的平滑过渡.实验表明算法能够有效地消除视觉不一致性,快速有效地生成真实感人脸全景图像,为人脸三维建模提供参考依据.     

基于CUDA的地震数据相干体并行算法

在地震探测解释方面,运用相干体技术可以清楚地识别断层和地层特征。由于相干体是通过三维地震数据体计算得到,传统方法难以满足计算需求。基于CUDA平台,提出了一种并行相干体算法,该算法可加速相干体算法中的矩阵相乘计算。理论分析和配有Intel Core2Due CPU和NVIDIA GeForce 8800 GT显卡的实验结果表明：基于GPU的并行相干体算法可取得理想的线性加速比,提高系统的计算效率。