一種非均勻分辨率球面全景圖生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于圖像壓縮的非均勻分辨率全景 圖生成方法，尤其方便球面全景圖像的保存和傳輸。
【背景技術(shù)】
[0002] 全景圖能夠呈現(xiàn)W視點為中屯、的360°全空間場景，觀察者可W自由選取角度來觀 賞全景圖。球面全景圖為全景圖的一種，采用中屯、投影法成像，其觀察模式最接近于人眼。 在一般的、均勻分辨率的球面全景圖中，所有景物的成像質(zhì)量都相同。運樣的全景圖雖能完 整地呈現(xiàn)出視點空間的景象，但在景物強調(diào)方面卻有不足：由于景物的呈現(xiàn)無分巨細，觀察 者難W在第一時間把握圖像的核屯、景物。而且由于全景圖一般是由多張二維圖像拼接而 成，因此數(shù)據(jù)量較大，不易于其保存和傳輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種非均勻分辨率球面全景圖生成方法，能將球面全景 圖進行壓縮方便保存和傳輸，還能將壓縮后的圖片重新展開成為非均勻分辨率全景圖。
[0004] 本發(fā)明的一種非均勻分辨率球面全景圖生成方法，包括如下步驟：
[0005] 步驟1、首先，針對球面全景展開圖的原圖，選出關(guān)注中屯、點C;
[0006] 然后，將所述原圖投影到球面上，并在該球面選擇一個新球軸和一條新裁線b，保 證關(guān)注中屯、點C在新軸線對應(yīng)的赤道環(huán)上，并且關(guān)注中屯、點C到新裁線b上任意點的距離相 等；
[0007] 最后，將球面全景圖按照新裁線b展開，得到球面全景展開圖的新圖；
[000引步驟2、W關(guān)注中屯、點C為幾何中屯、、P為長、r為寬在所述新圖中劃定一個形狀為矩 形的關(guān)注區(qū)域；W關(guān)注區(qū)域的4條邊所在直線分別作為新圖的分界線，在關(guān)注區(qū)域外圍形成 8個非關(guān)注區(qū)域;其中，P和r的取值根據(jù)用戶對展開圖的關(guān)注需求確定；
[0009] 步驟3、首先，設(shè)定壓縮系數(shù)λ;
[0010] 然后，確定與關(guān)注區(qū)域沒有共邊的非關(guān)注區(qū)域，將運些非關(guān)注區(qū)域的長度方向和 寬度方向的像素點數(shù)均壓縮為原來的1/λ;
[0011] 最后，確定與關(guān)注區(qū)域有共邊的非關(guān)注區(qū)域，對與關(guān)注區(qū)域公用的邊的方向的像 素點數(shù)不壓縮;將與關(guān)注區(qū)域非公用的邊的方向的像素點數(shù)壓縮為原來的1/λ，最終得到壓 縮后的圖片；
[0012] 步驟4、對壓縮后的圖片根據(jù)步驟3的壓縮原則進行解壓縮，將圖片重新展開，其 中，將被壓縮像素點的像素值根據(jù)其附近未被壓縮的像素點的像素值進行賦值，得到解壓 縮后的圖片，由此生成全景圖。
[0013] 所述步驟3中壓縮像素點的方法為:在可壓縮的方向上，按順序?qū)⒚喀藗€像素點分 為一組，保留其中1個像素點，其余刪除。
[0014] 所述解壓縮的方法為:在各組像素點中，將被刪除的λ-1個像素點值按照被保留的 那個像素點的值進行賦值。
[0015] 本發(fā)明具有如下有益效果：
[0016] (1)本發(fā)明的一種非均勻分辨率全景圖生成方法，通過選取新的球軸和新裁線，使 得關(guān)注中屯、點在圖片中屯、，避免關(guān)注區(qū)域與展開圖邊界相交的情況，方便后期壓縮處理;本 發(fā)明獎圖像分區(qū)塊壓縮，削減了數(shù)據(jù)量便于儲存和傳輸;將壓縮圖重新展開可獲得非均勻 分辨率全景圖，便于觀察者識別核屯、景物，增加了圖像核屯、景物的視覺沖擊力。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明在運行壓縮前對全景展開圖的調(diào)整；
[0018] 圖2是對全景展開圖的分區(qū)編號；
[0019] 圖3是對全景展開圖的壓縮。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。
[0021] 本發(fā)明在矩形的球面全景展開圖中選定關(guān)注中屯、，對全景圖實行換軸展開，使得 關(guān)注中屯、能夠與新展開圖的圖像中屯、重合。再將關(guān)注中屯、周圍的一定范圍內(nèi)設(shè)置為關(guān)注區(qū) 域，對圖像中的其他部分進行壓縮，即多個相鄰的點中只保留一個點，同時減少了圖像格點 數(shù)目和rgb組數(shù)。展開圖的數(shù)據(jù)大小也因此減小，方便了該展開圖的保存和傳輸。
[0022] 在接收到被壓縮的圖片后，可運行解壓縮算法將圖像變回原先的大小。解壓縮之 后的圖片關(guān)注區(qū)域和壓縮之前完全一致，非關(guān)注區(qū)域由于只保留了壓縮之前的少部分像 素，所W分辨率較低。在解壓縮后的圖像中，關(guān)注區(qū)域的分辨率比非關(guān)注區(qū)域高，因此是非 均勻分辨率圖像，對關(guān)注區(qū)域內(nèi)的景物起到了強調(diào)作用。
[0023] 如圖1所示，原圖是像素高度和寬度分別為η和m的球面全景展開圖，邊界a在投影 球中重合為一條線，稱為展開圖的"裁線"。首先選出在全景圖中的關(guān)注中屯、C點，也就是被 強調(diào)的景物中屯、。將展開圖先投影到球面上，之后重新選擇一組球軸和裁線，保證（1)關(guān)注 中屯、C在新軸線對應(yīng)的赤道環(huán)上(2)關(guān)注中屯、C到新裁線上任意點的距離相等。將球面全景 圖按照新裁線b展開，此時關(guān)注中屯、C應(yīng)當(dāng)位于矩形展開圖的正中屯、。壓縮之前的調(diào)整避免 了關(guān)注區(qū)域與展開圖邊界相交的情況。
[0024] 如圖2所示，W關(guān)注中屯、C為幾何中屯、、P為長、r為寬在展開圖中劃定一個形狀為矩形的 關(guān)注區(qū)域;則關(guān)注區(qū)域應(yīng)當(dāng)位于全景展開圖的中部，兩者的幾何中屯、都是關(guān)注中屯、C點。W圖 像左上角為原點，關(guān)注區(qū)域4個頂點的坐標(biāo)分別為貸 W關(guān)注區(qū)域的4條邊所在直線分別作為全景展開圖的分界線，在關(guān)注區(qū)域外圍形成8個非關(guān) 注區(qū)域。對所有分割好的區(qū)域進行編號，關(guān)注區(qū)域編號為5。
[0025] 設(shè)定壓縮系數(shù)為λ，λ的選取與壓縮程度有關(guān)，λ越大，壓縮程度越大。將除了5號關(guān) 注區(qū)域W外，其余區(qū)域能改動的長度變?yōu)樵鹊?/λ:與關(guān)注區(qū)域不共邊的非關(guān)注區(qū)域(如 1、3、7、9號區(qū)域），其長度和寬度都壓縮為1/λ;與關(guān)注區(qū)域擁有共同邊的非關(guān)注區(qū)域(如2、 4、6、8號區(qū)域），與關(guān)注區(qū)域公用的邊及其平行邊不壓縮，而與之垂直的邊長壓縮為1/λ。具 體操作如下:在可壓縮的方向上，每λ個像素點中只保留1個，并刪除其余像素點。
[0026] 壓縮后的結(jié)果為，如圖3所示，圖片中1、3、7、9號區(qū)域的面積被壓縮為原先的1/λ2; 2、4、6、8號區(qū)域，由于有一邊不能改動，面積變?yōu)樵鹊?/λ。壓縮后的圖像寬為 高為1^9 4·因為圖片的像素高度和像素寬度都變小，所W圖片尺寸和數(shù)據(jù)量也減小了。 圖3為壓縮系數(shù)λ設(shè)置為2時的壓縮情況。
[0027] 對壓縮后的圖片運行解壓縮算法，將圖片重新展開，同樣保持5號關(guān)注區(qū)域不動。 號區(qū)域為例，壓縮系數(shù)λ為2時，1號區(qū)域的橫向、縱向每兩個像素點中只保留一個像素 點，即相鄰4個像素點中只保留一個像素點，同時削減了圖像像素點數(shù)目和rgb組數(shù)。運行解 壓縮算法時，將運(m*n/4)個rgb值重新分配給m*n個位置，因此相鄰4個像素點的rgb值相 同，被壓縮的區(qū)域解壓縮后清晰度比壓縮之前降低了。
[0028] 綜上所述，W上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種非均勻分辨率球面全景圖生成方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟1、首先，針對球面全景展開圖的原圖，選出關(guān)注中心點C; 然后，將所述原圖投影到球面上，并在該球面選擇一個新球軸和一條新裁線b，保證關(guān) 注中心點C在新軸線對應(yīng)的赤道環(huán)上，并且關(guān)注中心點(3到新裁線b上任意點的距離相等； 最后，將球面全景圖按照新裁線b展開，得到球面全景展開圖的新圖； 步驟2、以關(guān)注中心點C為幾何中心、p為長、r為寬在所述新圖中劃定一個形狀為矩形的 關(guān)注區(qū)域；以關(guān)注區(qū)域的4條邊所在直線分別作為新圖的分界線，在關(guān)注區(qū)域外圍形成8個 非關(guān)注區(qū)域;其中，P和r的取值根據(jù)用戶對展開圖的關(guān)注需求確定； 步驟3、首先，設(shè)定壓縮系數(shù)λ; 然后，確定與關(guān)注區(qū)域沒有共邊的非關(guān)注區(qū)域，將這些非關(guān)注區(qū)域的長度方向和寬度 方向的像素點數(shù)均壓縮為原來的1Λ; 最后，確定與關(guān)注區(qū)域有共邊的非關(guān)注區(qū)域，對與關(guān)注區(qū)域公用的邊的方向的像素點 數(shù)不壓縮;將與關(guān)注區(qū)域非公用的邊的方向的像素點數(shù)壓縮為原來的l/λ，最終得到壓縮后 的圖片； 步驟4、對壓縮后的圖片根據(jù)步驟3的壓縮原則進行解壓縮，將圖片重新展開，其中，將 被壓縮像素點的像素值根據(jù)其附近未被壓縮的像素點的像素值進行賦值，得到解壓縮后的 圖片，由此生成全景圖。2. 如權(quán)利要求1所述的一種非均勻分辨率球面全景圖生成方法，其特征在于，所述步驟 3中壓縮像素點的方法為:在可壓縮的方向上，按順序?qū)⒚喀藗€像素點分為一組，保留其中1 個像素點，其余刪除。3. 如權(quán)利要求2所述的一種非均勻分辨率球面全景圖生成方法，其特征在于，所述解壓 縮的方法為:在各組像素點中，將被刪除的λ-l個像素點值按照被保留的那個像素點的值進 行賦值。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非均勻分辨率全景圖生成方法，通過選取新的球軸和新裁線，使得關(guān)注中心點在圖片中心，避免關(guān)注區(qū)域與展開圖邊界相交的情況，方便后期壓縮處理；本發(fā)明獎圖像分區(qū)塊壓縮，削減了數(shù)據(jù)量便于儲存和傳輸；將壓縮圖重新展開可獲得非均勻分辨率全景圖，便于觀察者識別核心景物，增加了圖像核心景物的視覺沖擊力。
【IPC分類】G06T3/40
【公開號】CN105631809
【申請?zhí)枴緾N201511021606
【發(fā)明人】翁冬冬, 余興堯, 王涌天, 劉越
【申請人】北京理工大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月31日