本文關(guān)鍵詞：全景影像的優(yōu)化生成及其并行處理方法

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【摘要】：近年來(lái),基于影像的三維可視化正成為數(shù)字城市建設(shè)的熱點(diǎn),而全景影像是三維可視化的一種既經(jīng)濟(jì)又高效的表達(dá)方法。全景影像是對(duì)普通相機(jī)或全景相機(jī)所拍攝的多幅圖像進(jìn)行拼接、投影、融合而成的360°全視場(chǎng)影像。無(wú)論是普通相機(jī)還是全景相機(jī)只能采集到場(chǎng)景的局部,為了得到360°全景影像就需要全景影像生成技術(shù)。本文以普通相機(jī)和車載全景相機(jī)作為圖像采集設(shè)備,深入研究了全景影像生成技術(shù)的理論和方法,并進(jìn)行了相機(jī)參數(shù)優(yōu)化的改進(jìn)。針對(duì)全景影像生成效率問(wèn)題提出了利用GPU的加速方法,建立了數(shù)字全景影像生成系統(tǒng)。 全景影像生成技術(shù)的核心是圖像配準(zhǔn),通過(guò)配準(zhǔn)解算出相機(jī)參數(shù),為了更精確的估計(jì)出相機(jī)間的關(guān)系,本文詳細(xì)研究了相機(jī)參數(shù)校正的方法。針對(duì)全景影像生成過(guò)程中涉及到的密集計(jì)算,提出了利用GPU多線程計(jì)算的方法對(duì)其加速。實(shí)現(xiàn)了基于CUDA(Compute Unified Device Architecture)平臺(tái)下的相關(guān)算法,以提高全景影像生成效率。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)對(duì)全景影像生成的一般方法進(jìn)行了闡述和分析,針對(duì)一般全景圖像生成的畸變問(wèn)題,提出了利用相機(jī)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化的方法。該方法首先解算出相機(jī)參數(shù),利用相機(jī)參數(shù)進(jìn)行全局配準(zhǔn),并對(duì)生成的全景圖像進(jìn)行校正,從而保證了全局一致性。在相機(jī)參數(shù)解算過(guò)程中,利用羅德里格矩陣表示相機(jī)旋轉(zhuǎn)矩陣進(jìn)行光束平差,校正了相機(jī)參數(shù)。 (2)在全景影像生成過(guò)程中,對(duì)影響全景生成效率的相關(guān)算法進(jìn)行了分析并作了加速處理。針對(duì)涉及到大量數(shù)據(jù)計(jì)算的特征點(diǎn)匹配、圖像投影、圖像融合等算法,本文利用GPU并行計(jì)算來(lái)加速,并給出了它們基于CUDA平臺(tái)下的并行算法。 (3)使用C++程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了本文的全景影像生成系統(tǒng),并對(duì)普通相機(jī)和全景相機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行了全景生成實(shí)驗(yàn),最后將該系統(tǒng)與其他主流的全景生成軟件進(jìn)行了對(duì)比分析。 本文的主要成果是實(shí)現(xiàn)了基于普通相機(jī)和車載全景相機(jī)的全景影像生成系統(tǒng)。對(duì)于車載全景相機(jī)所拍攝的圖像,只需要首次生成全景時(shí)進(jìn)行圖像配準(zhǔn)求解相關(guān)參數(shù),以后生成全景時(shí)無(wú)需進(jìn)行再次配準(zhǔn)即可生成全景影像。本文的對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文的全景生成系統(tǒng)全景生成效果好、穩(wěn)定性強(qiáng),與其他商業(yè)軟件相比,具有較高的生成效率。
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P235

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本文編號(hào)：1207361