CN105631809B - 一种非均匀分辨率球面全景图生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非均匀分辨率球面全景图生成方法，通过选取新的球轴和新裁线，使得关注中心点在图片中心，避免关注区域与展开图边界相交的情况，方便后期压缩处理；本发明奖图像分区块压缩，削减了数据量便于储存和传输；将压缩图重新展开可获得非均匀分辨率全景图，便于观察者识别核心景物，增加了图像核心景物的视觉冲击力。

Description

一种非均匀分辨率球面全景图生成方法

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于图像压缩的非均匀分辨率全景图生成方法，尤其方便球面全景图像的保存和传输。

背景技术

全景图能够呈现以视点为中心的360°全空间场景，观察者可以自由选取角度来观赏全景图。球面全景图为全景图的一种，采用中心投影法成像，其观察模式最接近于人眼。在一般的、均匀分辨率的球面全景图中，所有景物的成像质量都相同。这样的全景图虽能完整地呈现出视点空间的景象，但在景物强调方面却有不足：由于景物的呈现无分巨细，观察者难以在第一时间把握图像的核心景物。而且由于全景图一般是由多张二维图像拼接而成，因此数据量较大，不易于其保存和传输。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种非均匀分辨率球面全景图生成方法，能将球面全景图进行压缩方便保存和传输，还能将压缩后的图片重新展开成为非均匀分辨率全景图。

本发明的一种非均匀分辨率球面全景图生成方法，包括如下步骤：

步骤1、首先，针对球面全景展开图的原图，选出关注中心点c；

然后，将所述原图投影到球面上，并在该球面选择一个新球轴和一条新裁线b，保证关注中心点c在新轴线对应的赤道环上，并且关注中心点c到新裁线b上任意点的距离相等；

最后，将球面全景图按照新裁线b展开，得到球面全景展开图的新图；

步骤2、以关注中心点c为几何中心、p为长、r为宽在所述新图中划定一个形状为矩形的关注区域；以关注区域的4条边所在直线分别作为新图的分界线，在关注区域外围形成8个非关注区域；其中，p和r的取值根据用户对展开图的关注需求确定；

步骤3、首先，设定压缩系数λ；

然后，确定与关注区域没有共边的非关注区域，将这些非关注区域的长度方向和宽度方向的像素点数均压缩为原来的1/λ；

最后，确定与关注区域有共边的非关注区域，对非关注区域与关注区域共边方向的像素点数不压缩；将非关注区域与关注区域非共边方向的像素点数压缩为原来的1/λ，最终得到压缩后的图片；

步骤4、对压缩后的图片根据步骤3的压缩原则进行解压缩，将图片重新展开，其中，将被压缩像素点的像素值根据其附近未被压缩的像素点的像素值进行赋值，得到解压缩后的图片，由此生成全景图。

所述步骤3中压缩像素点的方法为：在可压缩的方向上，按顺序将每λ个像素点分为一组，保留其中1个像素点，其余删除。

所述解压缩的方法为：在各组像素点中，将被删除的λ-1个像素点值按照被保留的那个像素点的值进行赋值。

本发明具有如下有益效果：

(1)本发明的一种非均匀分辨率全景图生成方法，通过选取新的球轴和新裁线，使得关注中心点在图片中心，避免关注区域与展开图边界相交的情况，方便后期压缩处理；本发明将图像分区块压缩，削减了数据量便于储存和传输；将压缩图重新展开可获得非均匀分辨率全景图，便于观察者识别核心景物，增加了图像核心景物的视觉冲击力。

附图说明

图1是本发明在运行压缩前对全景展开图的调整；

图2是对全景展开图的分区编号；

图3是对全景展开图的压缩。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明在矩形的球面全景展开图中选定关注中心，对全景图实行换轴展开，使得关注中心能够与新展开图的图像中心重合。再将关注中心周围的一定范围内设置为关注区域，对图像中的其他部分进行压缩，即多个相邻的点中只保留一个点，同时减少了图像格点数目和rgb组数。展开图的数据大小也因此减小，方便了该展开图的保存和传输。

在接收到被压缩的图片后，可运行解压缩算法将图像变回原先的大小。解压缩之后的图片关注区域和压缩之前完全一致，非关注区域由于只保留了压缩之前的少部分像素，所以分辨率较低。在解压缩后的图像中，关注区域的分辨率比非关注区域高，因此是非均匀分辨率图像，对关注区域内的景物起到了强调作用。

如图1所示，原图是像素高度和宽度分别为n和m的球面全景展开图，边界a在投影球中重合为一条线，称为展开图的“裁线”。首先选出在全景图中的关注中心c点，也就是被强调的景物中心。将展开图先投影到球面上，之后重新选择一组球轴和裁线，保证(1)关注中心c在新轴线对应的赤道环上(2)关注中心c到新裁线上任意点的距离相等。将球面全景图按照新裁线b展开，此时关注中心c应当位于矩形展开图的正中心。压缩之前的调整避免了关注区域与展开图边界相交的情况。

如图2所示，以关注中心c为几何中心、p为长、r为宽在展开图中划定一个形状为矩形的关注区域；则关注区域应当位于全景展开图的中部，两者的几何中心都是关注中心c点。以图像左上角为原点，关注区域4个顶点的坐标分别为以关注区域的4条边所在直线分别作为全景展开图的分界线，在关注区域外围形成8个非关注区域。对所有分割好的区域进行编号，关注区域编号为5。

设定压缩系数为λ，λ的选取与压缩程度有关，λ越大，压缩程度越大。将除了5号关注区域以外，其余区域能改动的长度变为原先的1/λ：与关注区域不共边的非关注区域(如1、3、7、9号区域)，其长度和宽度都压缩为1/λ；与关注区域拥有共同边的非关注区域(如2、4、6、8号区域)，与关注区域公用的边及其平行边不压缩，而与之垂直的边长压缩为1/λ。具体操作如下：在可压缩的方向上，每λ个像素点中只保留1个，并删除其余像素点。

压缩后的结果为，如图3所示，图片中1、3、7、9号区域的面积被压缩为原先的1/λ²；2、4、6、8号区域，由于有一边不能改动，面积变为原先的1/λ。压缩后的图像宽为高为因为图片的像素高度和像素宽度都变小，所以图片尺寸和数据量也减小了。图3为压缩系数λ设置为2时的压缩情况。

对压缩后的图片运行解压缩算法，将图片重新展开，同样保持5号关注区域不动。以1号区域为例，压缩系数λ为2时，1号区域的横向、纵向每两个像素点中只保留一个像素点，即相邻4个像素点中只保留一个像素点，同时削减了图像像素点数目和rgb组数。运行解压缩算法时，将这(m*n/4)个rgb值重新分配给m*n个位置，因此相邻4个像素点的rgb值相同，被压缩的区域解压缩后清晰度比压缩之前降低了。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种非均匀分辨率球面全景图生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、首先，针对球面全景展开图的原图，选出关注中心点c；

然后，将所述原图投影到球面上，并在该球面选择一个新球轴和一条新裁线b，保证关注中心点c在新轴线对应的赤道环上，并且关注中心点c到新裁线b上任意点的距离相等；

最后，将球面全景图按照新裁线b展开，得到球面全景展开图的新图；

步骤2、以关注中心点c为几何中心、p为长、r为宽在所述新图中划定一个形状为矩形的关注区域；以关注区域的4条边所在直线分别作为新图的分界线，在关注区域外围形成8个非关注区域；其中，p和r的取值根据用户对展开图的关注需求确定；

步骤3、首先，设定压缩系数λ；

然后，确定与关注区域没有共边的非关注区域，将这些非关注区域的长度方向和宽度方向的像素点数均压缩为原来的1/λ；

最后，确定与关注区域有共边的非关注区域，对非关注区域与关注区域共边方向的像素点数不压缩；将非关注区域与关注区域非共边方向的像素点数压缩为原来的1/λ，最终得到压缩后的图片；

步骤4、对压缩后的图片根据步骤3的压缩原则进行解压缩，将图片重新展开，其中，将被压缩像素点的像素值根据其附近未被压缩的像素点的像素值进行赋值，得到解压缩后的图片，由此生成全景图。

2.如权利要求1所述的一种非均匀分辨率球面全景图生成方法，其特征在于，所述步骤3中压缩像素点的方法为：在非关注区域的可压缩的方向上，按顺序将每λ个像素点分为一组，保留其中1个像素点，其余删除。

3.如权利要求2所述的一种非均匀分辨率球面全景图生成方法，其特征在于，所述解压缩的方法为：在各组像素点中，将被删除的λ-1个像素点值按照被保留的那个像素点的值进行赋值。