消隐点检测技术及其在图像游览系统中的应用

论文摘要

基于图像的渲染技术（Image-Based Rendering,IBR）直接从场景的多幅二维采样图像中获得新视角下的场景图像。由于其具有渲染速度快、真实感强的优点,IBR正被学者们予以越来越多的关注,取代传统的基于模型的场景漫游方法,成为目前研究的热点之一。图像漫游TIP（Tour Into the Picture,TIP）是一种新兴的图像渲染技术,其基本思想是基于单幅图像,通过交互手段得到用户对单幅图像的理解信息来挖掘多幅图像中包含的信息,从而恢复场景的简单三维结构,最终产生随意变换视角漫游图像场景的动画效果。本文基于TIP技术,从消隐点的位置发掘图像隐含的场景结构,从而指导三维重建过程。文章采用一种带权值的高斯球空间Hough变换求取消隐点坐标,进行极值筛选和直线分类处理,利用消隐点坐标求取相机坐标与世界坐标间的旋转矩阵,改进了TIP方法中的用户交互过程。最后,本文提出基于投影的方法求得纹理图像,并采用双线型插值算法解决了纹理图像的放大问题。论文第一章对虚拟现实技术及IBR技术作了概述,并对本文工作做了简单概况。第二章介绍了场景漫游技术的发展和研究现状,详细描述了TIP技术。第三到五章分别介绍了系统的各个模块实现所依赖的理论知识及算法。第三章介绍了消隐点检测过程,分为边缘检测、直线检测和极值筛选几个子过程;第四章介绍相机模型及相机定标,详细叙述了相机参数求解方法及本文的实现结果;第五章介绍系统场景重建和纹理贴图,并介绍了本系统的纹理图像处理方法,最后展示了系统运行效果。第六章对系统提出了改进建议,并对本系统实现的功能作了总结和应用前景展望。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目次
• 第1章 概述
• 1.1 虚拟现实技术简介
• 1.2 IBR技术简介
• 1.3 本文系统概述
• 1.4 本文的组织
• 第2章 场景漫游技术
• 2.1 场景漫游概述
• 2.2 基于单幅图像的场景漫游:Tour Into Picture
• 2.3 基于多幅图像的场景漫游
• 2.4 本章小结
• 第3章 消隐点检测
• 3.1 边缘检测
• 3.1.1 常用的边缘检测算子
• 3.2 基于Hough变换的直线检测
• 3.3 基于高斯球的Hough变换
• 3.4 极值筛选
• 3.5 实验结果
• 3.6 本章小结
• 第4章 相机定标
• 4.1 相机模型
• 4.2 相机定标
• 4.2.1 基于定标物的相机定标
• 4.2.2 相机自定标
• 4.2.3 基于消隐点的相机定标（vanishing point based calibration,VPBC）
• 4.3 本章小结
• 第5章 三维重建和纹理贴图
• 5.1 三维重建
• 5.2 纹理贴图概述
• 5.3 纹理生成和放大
• 5.3.1 纹理处理
• 5.3.2 常用的图像放大方法
• 5.4 基于OpenGL的纹理贴图
• 5.4.1 OpenGL简介
• 5.4.2 OpenGL中的纹理贴图
• 5.5 本章小结
• 第6章 实验结果与改进建议
• 6.1 系统运行结果
• 6.2 改进建议
• 6.3 本章小结
• 第7章 结束语
• 参考文献
• 作者简历