《視覺(jué)及應(yīng)用技術(shù)》.doc

1、裝 訂 線(xiàn)專(zhuān)業(yè)： 光電信息工程 姓名：_于航 _ 學(xué)號(hào)：_3090102707_日期：_2011/10/13_地點(diǎn)： 光電實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱(chēng)： 視覺(jué)信息應(yīng)用技術(shù) 指導(dǎo)老師： 章海軍 張冬仙 成績(jī)：_實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)： 實(shí)驗(yàn)二 360度全景立體成像實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)類(lèi)型： 設(shè)計(jì)型 同組學(xué)生姓名：_雷蕾、劉穎慧、高少奇_一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理（必填）三、主要儀器設(shè)備（必填）四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）七、討論、心得一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟊緦?shí)驗(yàn)的目的是綜合運(yùn)用立體視覺(jué)的原理，實(shí)現(xiàn)一種360度全景立體成像的技術(shù)方法，為立體視覺(jué)在大地測(cè)量、軍事偵察及星際

2、探測(cè)等諸多領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用提供新的途徑。要求實(shí)驗(yàn)者學(xué)習(xí)掌握兩組序列數(shù)碼照片（具有雙眼視差）的拍攝方法，學(xué)習(xí)和熟練運(yùn)用序列照片的拼接方法及拼接軟件，自行編制或?qū)W習(xí)掌握360度全景立體圖像的制作軟件及制作方法等。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：利用雙眼成像與立體視覺(jué)的知識(shí)，構(gòu)建用一架雙鏡頭數(shù)碼相機(jī)拍攝兩組序列照片（含雙眼視差）的實(shí)驗(yàn)裝置；采用這一拍攝裝置，一次性或分次拍攝兩組序列照片；運(yùn)用序列照片的拼接軟件，將這兩組序列照片分別拼接成兩張360度全景圖像；再用補(bǔ)色立體圖像的制作軟件，將它們合成為360度全景立體圖像（也可用軟件先制成多幅補(bǔ)色立體圖像序列，再拼接成360度全景立體圖像）。圖1 實(shí)現(xiàn)360

3、度全景立體成像的序列圖像拍攝原理圖景物雙鏡頭數(shù)碼相機(jī)平移旋轉(zhuǎn)(a)(b)實(shí)驗(yàn)原理：360度全景立體成像的原理如圖1所示。通過(guò)360度旋轉(zhuǎn)一架雙鏡頭數(shù)碼相機(jī)的方法，拍攝得到兩組序列照片圖1(a)；用軟件拼接方法，分別將這兩組序列照片拼接成兩張360度全景照片圖1(b)；由于這兩張全景照片互相存在橫向視差，利用補(bǔ)色法立體圖像制作軟件，即可制作合成一張360度全景立體圖像。裝 訂 線(xiàn)P. 2實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)： 實(shí)驗(yàn)二 360度全景立體成像實(shí)驗(yàn) 姓名：_于航_學(xué)號(hào)：_3090101137 三、 主要儀器設(shè)備一架雙鏡頭數(shù)碼相機(jī)、三腳架、快門(mén)線(xiàn)、計(jì)算機(jī)、USB數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)、讀卡器、序列圖像拼接軟件、補(bǔ)色法立體圖像制

4、作軟件、紅綠立體眼鏡等。四、 操作方法與實(shí)驗(yàn)步驟1360度全景序列照片的拍攝：采用一架雙鏡頭數(shù)碼相機(jī)，以圖1所示的拍攝方法，每旋轉(zhuǎn)一定角度拍攝一對(duì)景物照片，得到一組序列照片對(duì)；如果采用兩架數(shù)碼相機(jī)，則可同時(shí)旋轉(zhuǎn)它們拍攝得到兩組序列照片，不過(guò)這兩架相機(jī)的調(diào)焦程度必須完全相同。2360度全景圖像的拼接：將數(shù)碼相機(jī)中的兩組序列照片，通過(guò)USB傳輸線(xiàn)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)；采用序列圖像拼接軟件，將它們分別拼接成兩張360度全景圖像。具體的拼接操作步驟，請(qǐng)實(shí)驗(yàn)者自行學(xué)習(xí)和完成。3360度全景立體圖像的制作及觀(guān)察：將拼接好的兩張全景圖像，分別為左圖像和右圖像；再用補(bǔ)色法立體圖像制作軟件，將它們合成為一張Anaglyp

5、h Color（Red-Cyan）補(bǔ)色的360度全景立體圖像。具體的合成制作步驟，請(qǐng)實(shí)驗(yàn)者自行完成。用紅綠眼鏡觀(guān)察制作完成的360度全景立體圖像，即可獲得逼真的全景立體感。注：也可先用補(bǔ)色立體圖像制作軟件制成多幅補(bǔ)色立體圖像序列，再序列圖像拼接軟件將它們拼接成360度全景立體圖像。 五、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理1. 通過(guò)Photoshop CS5中的Photomerge功能將照片拼接成全景360度照片，左右各一張。2. 將左右兩張照片導(dǎo)入到Anaglyph Color軟件中來(lái)制作補(bǔ)色的360度全景立體圖像。3. 在Anaglyph中調(diào)整合成后照片的對(duì)比度、明亮度，此步驟亦可在Photoshop中完

6、成。4. 可以選擇調(diào)整左右兩圖片的間距，以保證所產(chǎn)生的橫向視差與人眼相匹配。裝 訂 線(xiàn)P. 3實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)： 實(shí)驗(yàn)二 360度全景立體成像實(shí)驗(yàn) 姓名：_于航_學(xué)號(hào)：_3090101137_六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析a）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，拍攝一組 12 幅序列照片，就可利用圖像拼接軟件拼接出一張360度全景照片或圖像；要實(shí)現(xiàn)有效的圖像拼接，相鄰的序列圖像之間必須存在 重疊 的像素。b）補(bǔ)色法立體圖像制作軟件，實(shí)際上是將左圖像中每一像素（R，G，B）的藍(lán)色B和綠色G濾掉，只留下 紅 色；同時(shí)，將右圖像中每一像素（R，G，B）的紅色R濾掉，只留下藍(lán)色B和綠色G，之后，將這兩幅濾色后的圖像疊加在一起，制作成一幅補(bǔ)色立

7、體圖像。c）用紅綠立體眼鏡觀(guān)察360度全景立體圖像時(shí)，左眼實(shí)際上只能看到 紅 色的左圖像，而右眼只能看到 綠 色的右圖像，由于左右圖像之間存在 雙眼 視差，經(jīng)雙眼視覺(jué)和大腦視皮層融像后，即可獲得立體感。思考題：在有可能的情況下，請(qǐng)實(shí)驗(yàn)者采用VC+6.0或其他軟件平臺(tái)，自行設(shè)計(jì)或編寫(xiě)序列圖像拼接軟件和/或補(bǔ)色法立體圖像制作軟件。左圖：右圖：合成圖：七、討論、心得1.在拍攝照片時(shí)，場(chǎng)地選擇為永謙活動(dòng)中心。此場(chǎng)地的選擇并不十分合理。在拼接的過(guò)程中很難找到明顯的標(biāo)志物， 來(lái)確保相鄰的兩張照片有重疊的部分。2. 在使用圖像拼接軟件時(shí)發(fā)現(xiàn)，如果照片的邊緣明暗變化比較劇烈，軟件可能無(wú)法識(shí)別原本連續(xù)的兩幅圖，

8、從而造成拼接的錯(cuò)誤，因此，在拼接前可以通過(guò)圖像處理軟件弱化這種明暗對(duì)比度以實(shí)現(xiàn)拼接時(shí)的準(zhǔn)確性。圖像拼接軟件要求載入拼接的圖片大小必須一摸一樣，由于收到的圖片中，紅圖和藍(lán)綠圖連接在一起，很難按1:1實(shí)現(xiàn)裁剪，所以選擇先實(shí)現(xiàn)3D合成，然后將多幅已實(shí)現(xiàn)的3D的圖片拼接。鑒于上述原因，最終我選擇了Photoshop來(lái)盡心拼接，此軟件的Photomerge功能堪為一絕，但當(dāng)照片過(guò)多、過(guò)大時(shí)，對(duì)內(nèi)存有較高要求，可以選擇先將圖片進(jìn)行壓縮，然后加入到photoshop中處理。3. 場(chǎng)景的縱深感不強(qiáng)，合成的立體照片立體感不夠強(qiáng)。為了使360全景立體照片能夠更明顯地體現(xiàn)感，照片的景深要很大，最好有近似平行于光軸的長(zhǎng)度較長(zhǎng)的景物。如上課時(shí)老師所展示的大炮、立體圖中的人像，都有非常不錯(cuò)的立體感。其原因就在于在畫(huà)面中有近似平行于人眼光軸的景物，縱深感強(qiáng)。5. 使用Anaglph Maker時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，軟件自動(dòng)生成的3D立體圖片的效果并不是最好的，紅色照片和藍(lán)綠照片的疊加有較大