面向虛擬視點(diǎn)的全景視頻拼接算法研究.pdf

1、近年來，虛擬特寫變得越來越炙手可熱，各種各樣的虛擬特寫算法相繼被提出，其中基于圖像的虛擬特寫以其簡單的圖像融合的方式取代傳統(tǒng)的幾何繪制的方法，越來越被研究學(xué)者所喜愛，因此提出了許多各種各樣的圖像處理的算法，本文在借鑒其圖像處理的方法上，引入光流場效應(yīng)，彌補(bǔ)二維圖像上深度信息丟失的缺陷。
　　光流場的圖像處理方法是現(xiàn)在很多圖像處理以及計算機(jī)視覺中大量應(yīng)用的一種科學(xué)技術(shù)，因其表述了物體運(yùn)動以及物體變化的一種明確的結(jié)果；同時在機(jī)器人導(dǎo)航

2、的應(yīng)用中，光流場也表現(xiàn)出其得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，因此受到越來越多的關(guān)注。本文在基于圖像繪制的基礎(chǔ)上引入光流場，提出了基于光流場的圖像虛擬特寫算法，使得圖像虛擬特寫結(jié)果真實可靠，同時本算法應(yīng)用在機(jī)器人導(dǎo)航平臺上。本文通過訓(xùn)練真實圖像，對基于光流場的圖像融合以及基于光流場的圖像虛擬特寫進(jìn)行了深入的研究，完成以下結(jié)果：
　　提出了一種基于遮擋的圖像融合方法。該方法針對現(xiàn)有技術(shù)中，由于遮擋帶來圖像融合時帶來的拼接鬼影的問題，采用流場來估計圖像遮

3、擋，通過選取融合帶來避免圖像遮擋，同時采用加權(quán)平均的方法進(jìn)行圖像融合。經(jīng)實驗結(jié)果分析，采用此方法，可以得到高質(zhì)量的無縫圖像結(jié)果，同時降低了圖像計算復(fù)雜度。
　　實現(xiàn)了虛擬圖像的自動生成。針對現(xiàn)階段圖像虛擬特寫中，存儲量過大，以及圖像失真等問題，提出了虛擬圖像的自動生成的多步遞進(jìn)操作，分別為：圖像預(yù)處理（顏色幾何校正）、光流場計算、視點(diǎn)間漫游以及類深度放大，這些組成一個完全自主的生成系統(tǒng)。其中，通過能量函數(shù)來精確計算輸入圖像序列之間

4、的光流場，以光流場的特性以及圖像序列間的單應(yīng)變換，估計視角變換關(guān)系。同時，利用光流場計算圖像不同區(qū)域的深度結(jié)果，勾勒出圖像前景背景。從實驗結(jié)果來看，摒棄了虛擬場景由大量圖像堆砌而造成存儲量過大的問題，同時相對于圖像簡單放大，其結(jié)果更加真實。
　　完成了機(jī)器人基于虛擬圖像的簡單導(dǎo)航。針對機(jī)器人在完全陌生的環(huán)境中，需要建立認(rèn)知地圖或者需要與存儲目標(biāo)點(diǎn)圖像等高消耗的問題，采用基于算法生成的虛擬圖像，利用圖像配準(zhǔn)方法，通過計算圖像之間的相