全景图像重构技术研究

金红娇　孙天乐

摘 要：針对三维立体图像重构出现重叠和失真的问题，文章提出了基于非周期像素提取的图像重构方法，利用matlab开发软件实现整个算法，实验结果表明文章方法的有效性。最终重构出没有重叠和失真的三维全景图像。

关键词：非周期像素提取法；全景图像重构；三维全景图像

计算机全景成像的理论依据是光学成像原理，是计算机三维场景合成的立体像素映射的逆过程。我们知道要提取图像体元素像素点时，必须要对所有像素点逐一地进行检测，根据一个立体像素点映射多个像素点的原理，要找出一个确定的观测点所对应的像素点并获得该像素点的信息，利用三维立体图像的成像原理重构出图像，选择的像素点不同就会获得不同的重构图像。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]基础之上，通过计算参数的偏移量来指定像素的位置信息，重构出没有重叠和失真的全景图像。

1 全景成像重构原理

1.1 全景成像原理

全景成像系统中的实物对象透过每个透镜都会映射出一个实物的二维图像，元素图像的另一个来源是用图像传感器来获取。一般情况下，立体实物的成像过程中，每个透镜或者针孔阵列和相邻元素图像绕着透镜中心任意角度的旋转而倾斜。分析过程中，采集图像和重构图像之间的距离是一定的，为了便于获取元素图像视图，获取这两个元素图像后，沿着一个确定的角度面与面的组建三维物体图像，这就是计算机全景成像的整个过程。成像过程中，一部分视图会映射到倾斜平面上。这些视图就会出现局部放大的情况，要计算放大倍数就要规定透镜的个数。

其中，p是相机间距，d是采集透镜和平行重建平面的距离，f是采集透镜焦距，N是透镜数量，i是透镜指数，bi是透镜阵列中心与第i个透镜的距离，hi是第i个透镜到重建平面的距离，xi是第i个透镜在倾斜重建平面投影的长度。y轴方向的参数同理可以计算。

1.2 周期提取像素[2]

体元素获取过程是指，成像系统中可采集多个体元素图像，提取这些图像中相同位置的像素点就会形成一个视图。以一个体元素视图[i，j]为例，其位置是所有体元素图像阵列的第i行第j列。最简单的，把各个体元素图像上的第一个像素提取出来形成一个视图，这就是周期提取像素法。

2 非周期性提取像素法[3]

3 仿真结果与结论

实验分析在matlab仿真实验平台上完成。图1为周期性提取像素点重构出的图像。

观察实验结果图发现，采用非周期性提取像素法能够检测到匹配的像素点，有效的消除了图像模糊及多余的像素信息。文章方法的不足之处在于重构图像的观察范围有待增大，下一步研究重点就是如何增大重构图像的视角。

参考文献

[1]丁剑飞，刘永进.三维立体显示技术综述[J].系统仿真学报，2008，20：132-135.

[2]王红霞，伍春洪，杨扬，等.三维全景图像分辨率的仿真分析[J].系统仿真学报，2009，21（19）：6126-6130.

[3]谢征.三维显示中的图像放大相关技术研究[D].南京：南京航空航天大学，2006.

作者简介：金红娇（1985-），女，吉林省梅河口市人，吉林化工学院讲师，主要从事图像处理与模式识别、信号处理等方面的研究。