金紅嬌　孫天樂

摘 要：針對三維立體圖像重構(gòu)出現(xiàn)重疊和失真的問題，文章提出了基于非周期像素提取的圖像重構(gòu)方法，利用matlab開發(fā)軟件實(shí)現(xiàn)整個(gè)算法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明文章方法的有效性。最終重構(gòu)出沒有重疊和失真的三維全景圖像。

關(guān)鍵詞：非周期像素提取法；全景圖像重構(gòu)；三維全景圖像

計(jì)算機(jī)全景成像的理論依據(jù)是光學(xué)成像原理，是計(jì)算機(jī)三維場景合成的立體像素映射的逆過程。我們知道要提取圖像體元素像素點(diǎn)時(shí)，必須要對所有像素點(diǎn)逐一地進(jìn)行檢測，根據(jù)一個(gè)立體像素點(diǎn)映射多個(gè)像素點(diǎn)的原理，要找出一個(gè)確定的觀測點(diǎn)所對應(yīng)的像素點(diǎn)并獲得該像素點(diǎn)的信息，利用三維立體圖像的成像原理重構(gòu)出圖像，選擇的像素點(diǎn)不同就會獲得不同的重構(gòu)圖像。文章提出的非周期性像素提取法是在周期性提取像素法[1]基礎(chǔ)之上，通過計(jì)算參數(shù)的偏移量來指定像素的位置信息，重構(gòu)出沒有重疊和失真的全景圖像。

1 全景成像重構(gòu)原理

1.1 全景成像原理

全景成像系統(tǒng)中的實(shí)物對象透過每個(gè)透鏡都會映射出一個(gè)實(shí)物的二維圖像，元素圖像的另一個(gè)來源是用圖像傳感器來獲取。一般情況下，立體實(shí)物的成像過程中，每個(gè)透鏡或者針孔陣列和相鄰元素圖像繞著透鏡中心任意角度的旋轉(zhuǎn)而傾斜。分析過程中，采集圖像和重構(gòu)圖像之間的距離是一定的，為了便于獲取元素圖像視圖，獲取這兩個(gè)元素圖像后，沿著一個(gè)確定的角度面與面的組建三維物體圖像，這就是計(jì)算機(jī)全景成像的整個(gè)過程。成像過程中，一部分視圖會映射到傾斜平面上。這些視圖就會出現(xiàn)局部放大的情況，要計(jì)算放大倍數(shù)就要規(guī)定透鏡的個(gè)數(shù)。

其中，p是相機(jī)間距，d是采集透鏡和平行重建平面的距離，f是采集透鏡焦距，N是透鏡數(shù)量，i是透鏡指數(shù)，bi是透鏡陣列中心與第i個(gè)透鏡的距離，hi是第i個(gè)透鏡到重建平面的距離，xi是第i個(gè)透鏡在傾斜重建平面投影的長度。y軸方向的參數(shù)同理可以計(jì)算。

1.2 周期提取像素[2]

體元素獲取過程是指，成像系統(tǒng)中可采集多個(gè)體元素圖像，提取這些圖像中相同位置的像素點(diǎn)就會形成一個(gè)視圖。以一個(gè)體元素視圖[i，j]為例，其位置是所有體元素圖像陣列的第i行第j列。最簡單的，把各個(gè)體元素圖像上的第一個(gè)像素提取出來形成一個(gè)視圖，這就是周期提取像素法。

2 非周期性提取像素法[3]

3 仿真結(jié)果與結(jié)論

實(shí)驗(yàn)分析在matlab仿真實(shí)驗(yàn)平臺上完成。圖1為周期性提取像素點(diǎn)重構(gòu)出的圖像。

觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖發(fā)現(xiàn)，采用非周期性提取像素法能夠檢測到匹配的像素點(diǎn)，有效的消除了圖像模糊及多余的像素信息。文章方法的不足之處在于重構(gòu)圖像的觀察范圍有待增大，下一步研究重點(diǎn)就是如何增大重構(gòu)圖像的視角。

參考文獻(xiàn)

[1]丁劍飛，劉永進(jìn).三維立體顯示技術(shù)綜述[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2008，20：132-135.

[2]王紅霞，伍春洪，楊揚(yáng)，等.三維全景圖像分辨率的仿真分析[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2009，21（19）：6126-6130.

[3]謝征.三維顯示中的圖像放大相關(guān)技術(shù)研究[D].南京：南京航空航天大學(xué)，2006.

作者簡介：金紅嬌（1985-），女，吉林省梅河口市人，吉林化工學(xué)院講師，主要從事圖像處理與模式識別、信號處理等方面的研究。