全景图片(鱼眼)的平面映射矫正

2023-11-11 19:59

本文主要是介绍全景图片(鱼眼)的平面映射矫正,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

最近做了一个全景图片平面映射的工作,就是将一个360度的全景球面照片映射到一个平面上,使之看上去没有变形。由于网上的一些鱼眼照片的校正程序不好用,自己通过球体的三角计算,找到了映射效果较好的方法。写博客以备忘。先看看效果。


 做完以后又进行了一些改造,使程序变成一个可变大小,可变角度的相对较通用的程序。本人能力偏弱,只能用笨办法想问题,不足之处敬请海涵。

主要的算法是这样的。当从平面转成球面的时候,需要从圆心引一条直线,通过平面图片的每一个像素,打到球面上,把这个平面的像素给球面即可。我想平面的映射应该就是反过程。关键是怎么求球面的点与平面的点之间的关系。因为虽然是球面的图片,但是只是视觉上是球面的,其图片结构还是二位的像素点。我们来看看具体的分析。


       图片上就是我手绘的一个示意图。将球面映射到平面时,需要新建一个平面图片。对平面的图片的横纵左边点循环,跑遍每一个点,做点与圆心o的连线,打到球面上,球面上点与球面图片的左右边界之间的弧长,就是我们要求的球面图片的横坐标。那么弧长如何计算呢?很显然就是使用圆心角的角度乘以球的半径。(因为过圆心,所以是大圆。半径就是把图片的宽度作为大圆周长,求出来的半径R)。圆心角如何求呢?我能想到的比较直接的办法是三角几何。图片上的A点就是我们的平面上任意一点,我们要求的是Ao与红线的夹角。那么就是Do与红线夹角减去Do与Ao夹角就是了。Do与红线夹角为平面图片长度的一般,假设是length/2。Do的长度可以用DCo这个直角三角形,通过勾股定理来求,值为sqrt(y*y+length/2*length/2)。红线与A所在水平直线的交点假设为E,那么ED就是length/2。所以DoE=arctan(ED/Do)。DoA=arctan((length/2-x)/Do)。那么我们求的AoE就是DoE-DoA=arctan(ED/Do)-arctan((length/2-x)/Do)。用这个角度直接乘以半径R就是横坐标了。当点在平面的右半部分时,把length/2-x变成x-length/2即可。

        纵坐标的求取跟这个很像,只需要求AoB的角度。通过BC与oC的直角三角形勾股定理求Bo。然后AoB就是arctan(AB/Bo)。球的这段弧长就是arctan(AB/Bo)*R但是还有一个问题,现在只是求的弧长,但是我们要求的是球面图片的纵坐标,因此需要用球面图片的高度的一般减去弧长。这样我们就求得了每个点对应的坐标。将图片显示出来即可。

        这个是基本的思路,程序和算法都很简单,但效果不错,也比较稳定。

       因为是360度的全景,因此显示完一部分后我们会想显示其他部分,我们将想显示的角度放到一个vector<float>d中,然后在循环中变化角度,把每个角度转换完的图片放到一个vector<IplImage*>results向量中,并显示出来。在使用vector<IplImage*>results向量,push_back时,遇到了麻烦,耽误了快一天的时间解决这个push_back会覆盖之前图像的问题,愁死我了。这个会在另外的一篇博客中提高。我的工程文件在资源中可以找到。

           还有一个问题是求出来的图像像素点是近似的,因此会模糊,需要处理一下,就是讲不是整数的点,通过上下左右四个点,求一下平均,图像会好很多。函数的主要部分是这样的:

[cpp]  view plain copy
  1. int comeon(IplImage* srcImg,vector<float>& directions, float angle, int xDim, int yDim,vector<IplImage*>& results)    
  2. {    
  3.         //srcImg是原图片,directions是需要的方向,angle是视角范围,xDim和yDim是映射图片大小,results中存放结果  
  4.     Mat src(srcImg);   
  5.     Mat img(xDim+1,yDim+1,CV_8UC3);  
  6.     float z=xDim/(2*tan(angle*3.1415926/360));  
  7.     TickMeter tm;       
  8.     tm.start();   
  9.     for(int i=0;i<directions.size();i++)  
  10.     {  
  11.           
  12.         for (int y=0; y<yDim; y++)    
  13.         {    
  14.   
  15.             uchar* P1  = img.ptr<uchar>(y);   
  16.             uchar* P0  = src.ptr<uchar>(y);         
  17.             for (int x=0; x<xDim; x++)    
  18.             {  
  19.                 float c;  
  20.                 if(y<=(int)(yDim/2))  
  21.                     c=change1(x,y,xDim*1.0/2.0,yDim*1.0/2.0,z);  
  22.                 else  
  23.                     c=change2(x,y,xDim*1.0/2.0,yDim*1.0/2.0,z);  
  24.                 int d=(int)c;  
  25.   
  26.                 P0  = src.ptr<uchar>(c);   
  27.               
  28.                 float a;  
  29.                 a=change(x,y,xDim*1.0/2.0,z);  
  30.                 a=a+directions[i];  
  31.   
  32.                 int   b=(int)a;  
  33.           
  34.   
  35.                 float B=P0[3*b]*(1-a+b)+P0[3*(b+1)]*(a-b);    
  36.                 float G=P0[3*b+1]*(1-a+b)+P0[3*(b+1)+1]*(a-b);    
  37.                 float R=P0[3*b+2]*(1-a+b)+P0[3*(b+1)+2]*(a-b);    
  38.   
  39.                 P0  = src.ptr<uchar>(c+1);  
  40.                 float B1=P0[3*b]*(1-a+b)+P0[3*(b+1)]*(a-b);    
  41.                 float G1=P0[3*b+1]*(1-a+b)+P0[3*(b+1)+1]*(a-b);    
  42.                 float R1=P0[3*b+2]*(1-a+b)+P0[3*(b+1)+2]*(a-b);  
  43.   
  44.                 B=B*(1-c+d)+B1*(c-d);  
  45.                 G=G*(1-c+d)+G1*(c-d);  
  46.                 R=R*(1-c+d)+R1*(c-d);  
  47.   
  48.                 P1[3*x] = (uchar)B;    
  49.                 P1[3*x+1] = (uchar)G;    
  50.                 P1[3*x+2] = (uchar)R;  
  51.             }  
  52.         }  
  53.   
  54.         IplImage *res;  
  55.         res =(_IplImage*) malloc(sizeof(_IplImage));  
  56.         *res=IplImage(img);  
  57.   
  58.         IplImage* tempimg = (IplImage*)cvClone(res);  
  59.         results.push_back(tempimg);  
  60.   
  61.     }  
  62.     tm.stop();    
  63.     cout<<"process time="<<tm.getTimeMilli()<<endl;   
  64.     return 1;  
  65. }   
横坐标求取代码如下:

[cpp]  view plain copy
  1. float change(int x,int y,float xDim,float z)  
  2. {  
  3.     float tt=(xDim-x)/z;  
  4.     float l=120*3.1415926/360-atan(tt);  
  5.     float result=l*r;  
  6.     return result;    
  7. }  





这篇关于全景图片(鱼眼)的平面映射矫正的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/392493

相关文章

关于MongoDB图片URL存储异常问题以及解决

《关于MongoDB图片URL存储异常问题以及解决》:本文主要介绍关于MongoDB图片URL存储异常问题以及解决方案,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐... 目录MongoDB图片URL存储异常问题项目场景问题描述原因分析解决方案预防措施js总结MongoDB图

python实现svg图片转换为png和gif

《python实现svg图片转换为png和gif》这篇文章主要为大家详细介绍了python如何实现将svg图片格式转换为png和gif,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 目录python实现svg图片转换为png和gifpython实现图片格式之间的相互转换延展:基于Py

使用Python从PPT文档中提取图片和图片信息(如坐标、宽度和高度等)

《使用Python从PPT文档中提取图片和图片信息(如坐标、宽度和高度等)》PPT是一种高效的信息展示工具,广泛应用于教育、商务和设计等多个领域,PPT文档中常常包含丰富的图片内容,这些图片不仅提升了... 目录一、引言二、环境与工具三、python 提取PPT背景图片3.1 提取幻灯片背景图片3.2 提取

Python实现图片分割的多种方法总结

《Python实现图片分割的多种方法总结》图片分割是图像处理中的一个重要任务,它的目标是将图像划分为多个区域或者对象,本文为大家整理了一些常用的分割方法,大家可以根据需求自行选择... 目录1. 基于传统图像处理的分割方法(1) 使用固定阈值分割图片(2) 自适应阈值分割(3) 使用图像边缘检测分割(4)

C#实现将Excel表格转换为图片(JPG/ PNG)

《C#实现将Excel表格转换为图片(JPG/PNG)》Excel表格可能会因为不同设备或字体缺失等问题,导致格式错乱或数据显示异常,转换为图片后,能确保数据的排版等保持一致,下面我们看看如何使用C... 目录通过C# 转换Excel工作表到图片通过C# 转换指定单元格区域到图片知识扩展C# 将 Excel

JS+HTML实现在线图片水印添加工具

《JS+HTML实现在线图片水印添加工具》在社交媒体和内容创作日益频繁的今天,如何保护原创内容、展示品牌身份成了一个不得不面对的问题,本文将实现一个完全基于HTML+CSS构建的现代化图片水印在线工具... 目录概述功能亮点使用方法技术解析延伸思考运行效果项目源码下载总结概述在社交媒体和内容创作日益频繁的

使用Node.js制作图片上传服务的详细教程

《使用Node.js制作图片上传服务的详细教程》在现代Web应用开发中,图片上传是一项常见且重要的功能,借助Node.js强大的生态系统,我们可以轻松搭建高效的图片上传服务,本文将深入探讨如何使用No... 目录准备工作搭建 Express 服务器配置 multer 进行图片上传处理图片上传请求完整代码示例

resultMap如何处理复杂映射问题

《resultMap如何处理复杂映射问题》:本文主要介绍resultMap如何处理复杂映射问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录resultMap复杂映射问题Ⅰ 多对一查询:学生——老师Ⅱ 一对多查询:老师——学生总结resultMap复杂映射问题

基于Python实现高效PPT转图片工具

《基于Python实现高效PPT转图片工具》在日常工作中,PPT是我们常用的演示工具,但有时候我们需要将PPT的内容提取为图片格式以便于展示或保存,所以本文将用Python实现PPT转PNG工具,希望... 目录1. 概述2. 功能使用2.1 安装依赖2.2 使用步骤2.3 代码实现2.4 GUI界面3.效

Python实现AVIF图片与其他图片格式间的批量转换

《Python实现AVIF图片与其他图片格式间的批量转换》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用Pillow库实现AVIF与其他格式的相互转换,即将AVIF转换为常见的格式,比如JPG或PNG,需要的小... 目录环境配置1.将单个 AVIF 图片转换为 JPG 和 PNG2.批量转换目录下所有 AVIF 图