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360度球面虚拟实景空间的构建方法研究

作　者: 叶强强
导　师: 刘晓平
学　校: 合肥工业大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 基于图像的绘制技术虚拟实景空间网格调整图像修复
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 30次
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内容摘要

基于图像的绘制（IBR，ImageBasedRendering）技术是一种以计算机图形学、计算机视觉和数字图像处理技术为基础，构造虚拟场景的技术。以基于图像的绘制技术为核心，将周围360度的场景投影到立方体、圆柱或球面上，形成的可以自由漫游的虚拟场景称为虚拟实景空间。与传统的基于几何模型的绘制技术构建的虚拟场景相比，虚拟实景空间具有渲染速度快、真实感强和场景丰富等优点，因而成为了当今的研究热点。本论文将以构造360度球面虚拟实景空间为研究内容，完成的工作主要包括以下几方面：(1)以单反相机作为拍摄工具，设计了一种可支持360度球面全景拍摄的支架，并对设计方案进行了可行性分析及性能评估。(2)研究并实现了基于网格的球面虚拟实景空间构建方法，在已有网格的基础上，对其进行整体调整和局部调整，以解决全景拼接时形成的错位、信息缺失等问题。同时，基于调整后的网格，实现全景图的保存，并对保存过程中出现的顶部像素稀疏、边界明显现象进行优化。(3)针对全景采集过程中出现的底部空洞问题，研究并实现了一种基于位置映射模型的空洞修复方法，较好的解决了球面全景底部空洞问题，实现了完整360度球面虚拟实景空间的构建。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
致谢  7-12
第一章绪论  12-17
  1.1 引言  12
  1.2 国内外研究现状  12-16
    1.2.1 虚拟实景空间及全景图技术研究  12-14
    1.2.2 数字图像修复（目标移除）技术  14-16
  1.3 本章小结及论文内容安排  16-17
第二章球面全景拍摄支架设计  17-23
  2.1 参数计算及支架设计  17-20
    2.1.1 相机拍摄视角的计算  17-18
    2.1.2 拍摄支架的设计  18-20
  2.2 可行性验证和性能评估  20-22
    2.2.1 全景支架可行性验证  20-21
    2.2.2 性能评估  21-22
  2.3 本章小结  22-23
第三章球面虚拟实景生成及优化  23-32
  3.1 球面虚拟实景生成  23-27
    3.1.1 平面网格与像素点映射关系  23-24
    3.1.2 球面网格求取及虚拟实景搭建  24-25
    3.1.3 图像的边缘融合  25
    3.1.4 实验结果  25-27
  3.2 效果优化  27-31
    3.2.1 网格的整体调整  27-29
    3.2.2 网格的局部调整  29-30
    3.2.3 实验结果  30-31
  3.3 本章小结  31-32
第四章球面全景图的生成  32-38
  4.1 全景图的生成  32-34
    4.1.1 单幅图像和球面虚拟实景之间的映射  32-33
    4.1.2 球面全景图的生成  33-34
  4.2 全景图的优化  34-37
    4.2.1 顶部优化  34-35
    4.2.2 边界优化  35-37
  4.3 反求法求球面全景图  37
  4.4 本章小结  37-38
第五章球面虚拟实景空洞修复方法研究  38-51
  5.1 传统的图像修复算法  38-41
    5.1.1 待修复区域的随机初始化  38-39
    5.1.2 BSCB图像修复模型  39-40
    5.1.3 TV修复算法  40-41
  5.2 基于时域球面虚拟实景空洞修复算法  41-50
    5.2.1 基于网格构建修复模型  41-44
    5.2.2 基于全景图构建修复模型  44-50
  5.3 本章小结  50-51
第六章总结与展望  51-53
  6.1 论文总结  51
  6.2 未来展望  51-53
参考文献  53-57
硕士研究生在读期间发表的论文  57-58
硕士研究生在读期间参加的科研工作  58-59
硕士研究生在读期间获得的荣誉  59-61

360度球面虚拟实景空间的构建方法研究

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