本發(fā)明涉及計算機仿真技術領域，更具體地說，涉及一種虛擬場景建模方法，還涉及一種虛擬場景建模系統(tǒng)。

背景技術：

基于圖像的建模和繪制技術是指利用圖像拼接、計算機視覺等技術在虛擬現(xiàn)實場景中營造出物體的幾何模型，具有高度仿真、空間沉浸、速度快、工作量小等優(yōu)點，適用于復雜場景的建模。

為了提高三維模型的準確性和處理速度，圖像的遮擋、匹配、拼接、建模等算法一直是基于圖像的虛擬場景建模技術研究內(nèi)容。然而，基于圖像的建模和繪制技術中的傳統(tǒng)圖像拼接算法在完成復雜場景時拼接時，由于預處理不完善、圖像拼接縫處理不當?shù)葐栴}導致圖像信息部分丟失、圖像明暗不均等現(xiàn)象。

因此，如何提高圖像拼接后的圖像清晰度是本領域技術人員急需要解決的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種虛擬場景建模方法，能夠提高圖像拼接后的圖像清晰度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種虛擬場景建模方法，包括：

計算選取的至少兩個待拼接圖像的灰度值；

根據(jù)所述待拼接圖像的灰度值分別提取所述待拼接圖像中灰度值相同的區(qū)域作為拼接區(qū)域；

根據(jù)所述拼接區(qū)域?qū)λ龃唇訄D像進行拼接；

采用范數(shù)表示拼接后圖像的梯度場能量函數(shù)，得到虛擬場景圖像模型。

優(yōu)選的，在上述虛擬場景建模方法中，所述采用范數(shù)表示拼接后圖像的圖像梯度場能量函數(shù)之后，還包括：

計算所述圖像梯度場能量函數(shù)的最小值。

優(yōu)選的，在上述虛擬場景建模方法中，所述計算所述待拼接圖像的灰度值具體為：

通過冪次變換法和直方圖均衡算法計算所述待拼接圖像的灰度值：

s＝cT(r)^η

其中，s為所述待拼接圖像的灰度值，c為所述待拼接圖像的最大灰度級，T(r)為直方圖均衡化變換函數(shù)，η為圖像灰度級間的動態(tài)范圍。

優(yōu)選的，在上述虛擬場景建模方法中，所述將所述目標圖像與所述待拼接圖像進行拼接，具體包括：

計算所述拼接區(qū)域的灰度平均值，以所述灰度平均值為基準對所述待拼接圖像進行拼接。

優(yōu)選的，在上述虛擬場景建模方法中，所述計算所述拼接區(qū)域的灰度平均值，以所述灰度平均值為基準對所述至少兩個目標圖像進行拼接具體為:

其中，f為拼接后圖像的灰度值，f₁和f₂均為所述待拼接圖像的灰度值，(x,y)為所述待拼接圖像的像點坐標。

優(yōu)選的，在上述虛擬場景建模方法中，所述采用范數(shù)表示拼接后圖像的圖像梯度場能量函數(shù)具體為：

其中，E(I)為拼接后圖像梯度場差異值，為所述拼接區(qū)域，為梯度算子，V為p點處梯度場,x為所述待拼接圖像的像點橫坐標，y為所述待拼接圖像的像點縱坐標。

從上述技術方案可以看出，本發(fā)明所提供的一種虛擬場景建模方法，包括：計算選取的至少兩個待拼接圖像的灰度值；根據(jù)所述待拼接圖像的灰度值分別提取所述待拼接圖像中灰度值相同的區(qū)域作為拼接區(qū)域；根據(jù)所述拼接區(qū)域?qū)λ龃唇訄D像進行拼接；采用范數(shù)表示拼接后圖像的圖像梯度場能量函數(shù)，得到虛擬場景圖像模型。針對現(xiàn)有技術中拼接算法的缺點，對其進行改進，采用范數(shù)來表示表示拼接后圖像的圖像梯度場能量函數(shù)，進而得到待拼接圖像之間的梯度場差異，改進算法處理后的圖像畫面清晰，形成真實、清晰的虛擬現(xiàn)實場景模型。

本發(fā)明還提供的一種虛擬場景建模系統(tǒng)，具有上述效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種虛擬場景建模方法示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種虛擬場景建模系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的一種虛擬場景建模方法示意圖。

在一種具體實施方式中，提供一種虛擬場景建模方法，包括：

步驟S1：計算選取的至少兩個待拼接圖像的灰度值。

其中，用戶選擇待拼接圖像，結(jié)合冪次變換法和直方圖均衡算法計算待拼接圖像中每個像素坐標點的灰度值，并通過參數(shù)調(diào)節(jié)改善圖像質(zhì)量，再將待拼接圖像進行區(qū)域分割，根據(jù)每個像素坐標點的灰度值計算每個區(qū)域中的區(qū)域灰度值。

步驟S2：根據(jù)所述待拼接圖像的灰度值分別提取所述待拼接圖像中灰度值相同的區(qū)域作為拼接區(qū)域。

其中，針對待拼接圖像中重疊區(qū)域的相似性，采用基于圖像灰度信息的模塊匹配法，篩選具有相同區(qū)域灰度值的帶拼接圖像，并將灰度值相同的區(qū)域作為拼接區(qū)域。

步驟S3：根據(jù)所述拼接區(qū)域?qū)λ龃唇訄D像進行拼接。

其中，配準后圖像拼接區(qū)域像素點的灰度值采用平均值，未拼接部分采用原圖像灰度值，避免因拼接處理而損失原始圖像的信息。

步驟S4：采用范數(shù)表示拼接后的圖像梯度場能量函數(shù)，得到虛擬場景圖像模型。

其中，針對圖像拼接區(qū)域存在較為明顯的拼接痕跡，采用范數(shù)來表示原始圖像和拼接后圖像灰度值的梯度場差異函數(shù)，求解最小值，并以最小值為初值通過迭代插值以實現(xiàn)拼接縫的消除。

針對現(xiàn)有技術中拼接算法的缺點，對其進行改進，采用范數(shù)來表示表示拼接后圖像的圖像梯度場能量函數(shù)，進而得到待拼接圖像之間的梯度場差異，改進算法處理后的圖像畫面清晰，形成真實、清晰的虛擬現(xiàn)實場景模型。

在上述虛擬場景建模方法的基礎上，所述采用范數(shù)表示拼接后圖像的圖像梯度場能量函數(shù)之后，還包括：

計算所述圖像梯度場能量函數(shù)的最小值。

其中，采用圖像梯度場能量函數(shù)消除拼接縫，根據(jù)最小值重新插值消除圖像的拼接痕跡，形成真實、清晰的虛擬現(xiàn)實場景。

在上述虛擬場景建模方法的基礎上，所述計算所述待拼接圖像的灰度值具體為：

通過冪次變換法和直方圖均衡算法計算所述待拼接圖像的灰度值：

s＝cT(r)^η

其中，s為所述待拼接圖像的灰度值，c為所述待拼接圖像的最大灰度級，T(r)為直方圖均衡化變換函數(shù)，η為圖像灰度級間的動態(tài)范圍。

其中，結(jié)合冪次變換和直方圖均衡算法進行圖像預處理，拉大待拼接圖像灰度級間的動態(tài)范圍，自動增強待拼接圖像的對比度。

在上述虛擬場景建模方法的基礎上，所述將所述目標圖像與所述待拼接圖像進行拼接，具體包括：

計算所述拼接區(qū)域的灰度平均值，以所述灰度平均值為基準對所述待拼接圖像進行拼接。

在上述虛擬場景建模方法的基礎上，所述計算所述拼接區(qū)域的灰度平均值，以所述灰度平均值為基準對所述至少兩個目標圖像進行拼接具體為:

其中，f為拼接后圖像的灰度值，f₁和f₂均為所述待拼接圖像的灰度值，(x,y)為所述待拼接圖像的像點坐標。

在上述虛擬場景建模方法的基礎上，所述采用范數(shù)表示拼接后圖像的圖像梯度場能量函數(shù)具體為：

其中，E(I)為拼接后圖像梯度場差異值，為所述拼接區(qū)域，為梯度算子，V為引入的原圖像梯度場,x為所述待拼接圖像的像點橫坐標，y為所述待拼接圖像的像點縱坐標。

下面對本發(fā)明實施例提供的虛擬場景建模系統(tǒng)進行介紹，下文描述的虛擬場景建模系統(tǒng)與方法可相互對應參照。

請參考圖2，圖2為本發(fā)明實施例提供的虛擬場景建模系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，包括：

灰度值計算模塊100，用于計算選取的至少兩個待拼接圖像的灰度值；

配準模塊200，用于根據(jù)所述待拼接圖像的灰度值分別提取所述待拼接圖像中灰度值相同的區(qū)域作為拼接區(qū)域；

拼接模塊300，用于根據(jù)所述拼接區(qū)域?qū)λ龃唇訄D像進行拼接；

模型建立模塊400，用于采用范數(shù)表示拼接后圖像的圖像梯度場能量函數(shù)，得到虛擬場景圖像模型。

本發(fā)明還提供的一種虛擬場景建模系統(tǒng)，具有上述效果，在此不再贅述。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。