一種全景圖像的非對稱映射方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公布了一種全景圖像的非對稱映射方法，包括映射過程和反向映射過程；映射過程通過非對稱前向映射方法將原始圖轉(zhuǎn)換成非對稱圖；包括：將經(jīng)緯圖坐標映射為原始全景圖坐標；計算經(jīng)緯圖感興趣區(qū)域橫向和縱向上的最大下采樣比例；建立從映射圖到經(jīng)緯圖相同點坐標的映射關(guān)系；生成非對稱映射圖；反向映射過程通過非對稱反向映射方法將非對稱圖反映射成原始圖。原始圖為任意格式的全景圖。本發(fā)明專利技術(shù)對全景圖像中的感興趣區(qū)域使用較高的采樣精度，對非感興趣區(qū)域使用較低采樣精度，由此降低圖像分辨率，進而降低全景圖像的數(shù)據(jù)量。

An asymmetric mapping method for panoramic images

The invention discloses a non symmetric mapping method for panoramic image, including the process of mapping and reverse mapping; mapping process through asymmetric forward mapping method the original image into non symmetric graph; graph will include: latitude coordinate mapping to the original panorama coordinate; calculation by Wei plans region of interest and the maximum longitudinal transverse the sampling ratio; build from the map mapping between latitude and the same map point coordinates; generating asymmetric map; reverse mapping process through asymmetric reverse mapping method of asymmetric figure reflected into the original map. A panorama in which the original image is in any format. The invention uses higher sampling precision in the region of interest in the panoramic image, and uses lower sampling precision to the non interested area, thereby reducing the image resolution, thereby reducing the amount of data of the panoramic image.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種全景圖像的非對稱映射方法
本專利技術(shù)涉及虛擬現(xiàn)實(VR)
，尤其涉及一種新的全景圖像非對稱映射方法，可減少全景圖上非ROI區(qū)域(非感興趣區(qū)域)所占的圖像面積，降低編碼全景圖像所需的碼率
技術(shù)介紹
目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)和相關(guān)應用正在快速發(fā)展。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中，全景圖像是一個重要的組成部分。由于全景圖像記錄了360度視角的全部畫面，具有極高的數(shù)據(jù)量，不利于傳輸和存儲。由于全景圖像中往往只有一部分是用戶比較感興趣的區(qū)域，而其余部分不太容易引起用戶注意。因此，可以對全景圖像中的感興趣區(qū)域(ROI)使用較高的采樣精度，而對非感興趣區(qū)域使用較低采樣精度，可以大幅降低全景圖像的數(shù)據(jù)量。但是，目前通用的基于經(jīng)緯圖的全景圖像映射方式無法靈活地設(shè)定圖像的采樣精度。因此，現(xiàn)有的全景圖像映射方法不能使用上述非對稱的采樣精度，映射方式不合理，難以降低全景圖像的數(shù)據(jù)量。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供一種針對全景圖像的非對稱映射方法，可對全景圖像不同區(qū)域使用不同的采樣精度，降低非ROI區(qū)域的數(shù)據(jù)量。本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案是：一種全景圖像的非對稱映射方法，包括非對稱前向映射方法和非對稱反向映射方法；非對稱前向映射方法將原始圖轉(zhuǎn)換成非對稱圖；非對稱反向映射方法將上述非對稱圖反映射成原始圖；其中，對全景圖像通過非對稱前向映射方法將原始圖轉(zhuǎn)換(映射)成非對稱圖的過程中，原始圖可以是任意格式的全景圖，如經(jīng)緯圖；圖像上同一列像素具有相同的經(jīng)度，同一行像素具有相同的維度；與現(xiàn)有的經(jīng)緯圖映射不同，該方法中，圖像在中心位置按照指定寬高設(shè)定ROI區(qū)域，ROI區(qū)域具有同經(jīng)緯圖上對應點相同的采樣精度，非ROI區(qū)域的采樣精度沿圖像中心向圖像邊緣平滑遞減。該映射方法具體步驟為：第一步：指定一個寬高為W×H的傳統(tǒng)經(jīng)緯圖，將經(jīng)緯圖坐標映射為按照任意指定的映射方法采集或存儲的原始全景圖坐標，即建立從所屬經(jīng)緯圖上某一點的坐標(x,y)到所述原始全景圖像上相同點的坐標(xo,yo)的映射關(guān)系為：F:(xo,yo)＝F(x,y)(式1)第二步：對經(jīng)緯圖指定一個中心為經(jīng)緯圖中心、且寬高為Wr×Hr的ROI區(qū)域。指定映射圖的寬高為W′×H′，計算橫向和縱向上的最大下采樣比例rx和ry:第三步：建立從映射圖上某一點的坐標(x′,y′)到所述經(jīng)緯圖上相同點的坐標(x,y)的映射關(guān)系F′，F(xiàn)′可以寫作F′(x′,y′)＝(Fx′(x′),Fy′(y′))，其中x＝Fx′(x′),y＝Fy′(y′)。如圖3所示，圖3(a)表示經(jīng)緯圖；Rh表示ROI縱向邊界到經(jīng)緯圖縱向邊界的橫向距離；圖3(b)表示映射圖，Rh′表示ROI縱向邊界到映射圖縱向邊界的橫向距離。x′和x的映射關(guān)系Fx′可以寫作：當x′<Rh′時，如映射圖上Pl′點，x＝Rh-Dl,如經(jīng)緯圖上Pl點；當x′>Rh′+Wr時，如映射圖上Pr′點，x＝Rh+Wr+Dr，如經(jīng)緯圖上Pr點；否則，x＝Rh+x′-Rh′。Dl和Dr是經(jīng)緯圖上的點Pl和Pr到ROI縱向邊界的橫向距離，可以由映射圖上的點Pl′和Pr′到ROI縱向邊界的橫向距離Dl′和Dr′計算，公式為：其中，Dh代表Dl或Dr，Dh′代表Dl′或Dr′，并且，Dl′＝Rh′-x′，Dr′＝x′-Wr-Rh′。如圖4所示，圖4(a)表示經(jīng)緯圖，Rv表示ROI橫向邊界到經(jīng)緯圖橫向邊界的縱向距離；圖4(b)表示映射圖，Rv′表示ROI橫向邊界到映射圖橫向邊界的縱向距離。y′和y的映射關(guān)系Fy′可以寫作：當y′<Rv′時，如映射圖上Pt′點，y＝Rv-Dt,如經(jīng)緯圖上Pt點；當y′>Rv′+Hr時，如映射圖上Pb′點，y＝Rv+Hr+Db，如經(jīng)緯圖上Pb點；否則，y＝Rv+y′-Rv′。Dt和Db是經(jīng)緯圖上的點Pt和Pb到ROI橫向邊界的縱向距離，可以由映射圖上的點Pt′和Pb′到ROI橫向邊界的縱向距離Dt′和Db′計算，公式為：其中，Dv代表Dt或Db，Dv′代表Dt′或Db′，并且，Dt′＝Rv′-y′，Db′＝y(tǒng)′-Hr-Rv′。第四步：生成映射圖(非對稱圖)，映射圖上某一點(x′,y′)的像素值為原始全景圖上F(F′(x′,y′))點的像素值。對映射圖上每一點做上述操作，得到映射圖。另一方面，通過非對稱反向映射方法將映射圖反向映射到經(jīng)緯圖上，并進一步反向映射到其它任何映射方式的全景圖(目標全景圖)上，這個過程包括如下具體步驟：第一步：將按照任意指定映射方法映射的目標全景圖坐標映射到經(jīng)緯圖坐標，即建立從目標全景圖上某一點的坐標(xo,yo)到所述經(jīng)緯圖上相同點的坐標(x,y)的映射關(guān)系：F-1:(x,y)＝F-1(xo,yo)(式11)第二步：如圖2所示，經(jīng)緯圖的寬高為W×H，ROI區(qū)域?qū)捀邽閃r×Hr，映射圖的寬高為W′×H′，計算橫向和縱向上的最大下采樣比例rx和ry:第三步：建立從經(jīng)緯圖上某一點的坐標(x,y)到所述映射圖上相同點的坐標(x′,y′)的映射關(guān)系F″，F(xiàn)″可以寫作F″(x,y)＝(Fx″(x),Fy″(y))，其中x′＝Fx″(x),y′＝Fy″(y)。如圖3所示，圖3(a)表示經(jīng)緯圖，Rh表示ROI縱向邊界到經(jīng)緯圖縱向邊界的橫向距離；圖3(b)表示映射圖，Rh′表示ROI縱向邊界到映射圖縱向邊界的橫向距離。x和x′的映射關(guān)系Fx″可以寫作：當x<Rh時，如映射圖上Pl點，x′＝Rh′-Dl′,如經(jīng)緯圖上Pl′點；當x>Rh+Wr時，如映射圖上Pr點，x′＝Rh′+Wr+Dr′，如經(jīng)緯圖上Pr′點；否則，x′＝Rh′+x-Rh。Dl′和Dr′是映射圖上的點Pl′和Pr′到ROI邊界的橫向距離，可以由經(jīng)緯圖上的點Pl和Pr到ROI邊界的橫向距離Dl和Dr計算，公式為：其中，Dh′代表Dl′或Dr′，Dh代表Dl或Dr，并且，Dl＝Rh-x，Dr＝x-Wr-Rh。如圖4所示，圖4(a)表示經(jīng)緯圖，Rv表示ROI橫向邊界到經(jīng)緯圖橫向邊界的縱向距離；圖4(b)表示映射圖，Rv′表示ROI橫向邊界到映射圖橫向邊界的縱向距離。y和y′的映射關(guān)系Fy″可以寫作：當y<Rv時，如映射圖上Pt點，y′＝Rv′-Dt′,如經(jīng)緯圖上Pt′點；當y>Rv+Hr時，如映射圖上Pb點，y′＝Rv′+Hr+Db′，如經(jīng)緯圖上Pb′點；否則，y＝Rv′+y-Rv。Dt′和Db′是映射圖上的點Pt′和Pb′到ROI邊界的縱向距離，可以由映射圖上的點Pt和Pb到ROI邊界的縱向距離Dt和Db計算，公式為：其中，Dv′代表Dt′或Db′，Dv代表Dt或Db，并且，Dt＝Rv-y，Db＝y(tǒng)-Hr-Rv。第四步：生成原始全景圖，原始全景圖上某一點(xo,yo)的像素值為映射圖上F″(F-1(xo,yo))點的像素值。對原始全景圖上每一點做上述操作，得到原始全景圖。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)提供一種全景圖像的非對稱映射方法，包括非對稱前向映射方法和非對稱反向映射方法；非對稱前向映射方法將原始圖轉(zhuǎn)換成非對稱圖；非對稱反向映射方法將非對稱圖反映射成原始圖。本專利技術(shù)可針對任意格式的全景圖進行映射處理。本專利技術(shù)實施例以經(jīng)緯圖為原始全景圖，采用本專利技術(shù)提供的全景圖像的非對稱映射方法進行映射，與現(xiàn)有經(jīng)緯圖映射方本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種全景圖像的非對稱映射方法，包括映射過程和反向映射過程；所述映射過程通過非對稱前向映射方法將原始圖轉(zhuǎn)換成非對稱圖；所述反向映射過程通過非對稱反向映射方法將上述非對稱圖反映射成原始圖；所述原始圖為任意格式的全景圖；非對稱圖像上同一列像素具有相同的經(jīng)度，同一行像素具有相同的維度；所述非對稱圖的中心區(qū)域為指定寬高的感興趣區(qū)域；所述感興趣區(qū)域和非感興趣區(qū)域具有不同的采樣精度，且非感興趣區(qū)域的采樣精度沿非對稱圖中心向非對稱圖邊緣遞減；所述映射過程包括如下步驟：第一步：將指定寬高為W×H的經(jīng)緯圖的坐標映射為任意原始全景圖坐標，即建立從所述經(jīng)緯圖上某一點的坐標(x,y)到所述原始全景圖上相同點的坐標(xo,yo)的映射關(guān)系,表示為式1：F:(xo,yo)＝F(x,y)???(式1)第二步：對經(jīng)緯圖指定一個感興趣區(qū)域，所述感興趣區(qū)域的中心為經(jīng)緯圖中心、且寬高為Wr×Hr；設(shè)定映射圖的寬高為W′×H′；第三步：建立從映射圖上某一點的坐標(x′,y′)到所述經(jīng)緯圖上相同點的坐標(x,y)的映射關(guān)系F′，F(xiàn)′表示為：F′(x′,y′)＝(Fx′(x′),Fy′(y′))，其中x＝Fx′(x′),y＝Fy′(y′)；設(shè)定R...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種全景圖像的非對稱映射方法，包括映射過程和反向映射過程；所述映射過程通過非對稱前向映射方法將原始圖轉(zhuǎn)換成非對稱圖；所述反向映射過程通過非對稱反向映射方法將上述非對稱圖反映射成原始圖；所述原始圖為任意格式的全景圖；非對稱圖像上同一列像素具有相同的經(jīng)度，同一行像素具有相同的維度；所述非對稱圖的中心區(qū)域為指定寬高的感興趣區(qū)域；所述感興趣區(qū)域和非感興趣區(qū)域具有不同的采樣精度，且非感興趣區(qū)域的采樣精度沿非對稱圖中心向非對稱圖邊緣遞減；所述映射過程包括如下步驟：第一步：將指定寬高為W×H的經(jīng)緯圖的坐標映射為任意原始全景圖坐標，即建立從所述經(jīng)緯圖上某一點的坐標(x,y)到所述原始全景圖上相同點的坐標(xo,yo)的映射關(guān)系,表示為式1：F:(xo,yo)＝F(x,y)(式1)第二步：對經(jīng)緯圖指定一個感興趣區(qū)域，所述感興趣區(qū)域的中心為經(jīng)緯圖中心、且寬高為Wr×Hr；設(shè)定映射圖的寬高為W′×H′；第三步：建立從映射圖上某一點的坐標(x′,y′)到所述經(jīng)緯圖上相同點的坐標(x,y)的映射關(guān)系F′，F(xiàn)′表示為：F′(x′,y′)＝(Fx′(x′),Fy′(y′))，其中x＝Fx′(x′),y＝Fy′(y′)；設(shè)定Rh表示感興趣區(qū)域縱向邊界到經(jīng)緯圖縱向邊界的橫向距離；Rh′表示感興趣區(qū)域縱向邊界到映射圖縱向邊界的橫向距離；x′和x的映射關(guān)系Fx′為：當x′＜Rh′時，x＝Rh-Dl；當x′＞Rh′+Wr時，x＝Rh+Wr+Dr；否則，x＝Rh+x′-Rh′；其中，Dl和Dr分別是經(jīng)緯圖上的點Pl和Pr到感興趣區(qū)域縱向邊界的橫向距離；設(shè)定Rv表示感興趣區(qū)域橫向邊界到經(jīng)緯圖橫向邊界的縱向距離；Rv′表示感興趣區(qū)域橫向邊界到映射圖橫向邊界的縱向距離；y′和y的映射關(guān)系Fy′為：當y′＜Rv′時，y＝Rv-Dt；當y′＞Rv′+Hr時，y＝Rv+Hr+Db；否則，y＝Rv+y′-Rv′；其中，Dt和Db是經(jīng)緯圖上的點Pt和Pb到感興趣區(qū)域橫向邊界的縱向距離；第四步：生成非對稱映射圖：將原始全景圖上F(F′(x′,y′))點的像素值作為映射圖上相應的每一點(x′,y′)的像素值，由此得到非對稱映射圖；所述反向映射過程通過非對稱反向映射方法將上述非對稱映射圖反向映射到經(jīng)緯圖上，并進一步反向映射到任何映射方式的全景圖上，包括如下步驟：第一步：將目標全景圖坐標映射到經(jīng)緯圖坐標，即建立從目標全景圖上某一點的坐標(xo,yo)到所述經(jīng)緯圖上相同點的坐標(x,y)的映射關(guān)系，表示為式11：F-1:(x,y)＝F-1(xo,yo)(式11)第二步：建立從經(jīng)緯圖上某一點的坐標(x,y)到所述映射圖上相同點的坐標(x′,y′)的映射關(guān)系F″，記作F″(x,y)＝(Fx″(x),Fy″(y))，其中x′＝Fx″(x),y′＝Fy″(y)；設(shè)定Rh表示感興趣區(qū)域縱向邊界到經(jīng)緯圖縱向邊界的橫向距離，Rh′表示感興趣區(qū)域縱向邊界到映射圖縱向邊界的橫...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王榮剛，王振宇，王悅名，高文，
申請(專利權(quán))人：北京大學深圳研究生院，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東,44