方法使用基于Stage3D开发的Away3D4. 1. 6库，Stage3D技术能 将三维图形处理交由GPU运算，故运算效率大大提高。采用以下步骤实现全景模拟：建立一 个横纵切分为24的球体作为模型；
[0051] ?将拼接后的全景图像贴图于球体内部，并将虚拟摄像机固定于球心位置。
[0052] ?为实现全方位的浏览，系统为鼠标拖拽添加了监听，并回馈给摄像机旋转参数， 只需拖动鼠标即可实现视角的变化，并可以用鼠标滚轮进行缩放操作。
[0053] ?采用8192*2048的贴图分辨率，支持1080P分辨率下的全屏操作。
[0054] (四）热点编辑管理
[0055] 制作完成的3DFlash程序具备从外部读写全景图片热点数据的能力，对于这些数 据的操作借助XML文件来交互。经过用户添加编辑后的热点数据的坐标、备注等信息将统 一存储在生成的XML文件中，对于每个场景都将生成各自独有的"全景图片地址"和"热点 数据列表"，并分别存放于各自独立的文件中，这样只需调用不同的XML就可以直接载入对 应场景所需的全部信息，而不用为每个场景创建单独的SWF文件，大大节省了系统空间的 占用。
[0056] 本发明的有益效果是：本发明针对不同的操作人员实现了两个版本：维护用版本 和浏览用只读版本。维护用版本可自行添加、删除或编辑热点信息，供系统维护人员使用。 维护用版本内各类信息编辑完毕后，便可将浏览用的只读版本上传至企业内部网络供相关 人员查看使用；程序本身可独立运行，用户不需要因为更换图片源而重新编译系统程序，只 需重新上传图片；图片和热点数据单独存储于数据库中，允许在一个系统中内置多组图片， 并在系统内置的小型导航地图中选择并切换（需要维护人员预先设置）。
【附图说明】：
[0057] 下面结合附图和实例对本发明进一步说明。
[0058] 图1是图像拼接合成方法的组成模块
[0059] 图2是具体运行过程 [0060]图3是全景图生成过程
[0061] 图4是全景图1 (未经首尾矫正和拉伸填充变换）
[0062] 图5是全景图2 (经过首尾矫正和拉伸填充变换）
[0063] 图6是二维场景截图
[0064] 图7是三维场景地面
[0065]图8是三维场景热点功能示例
【具体实施方式】：
[0066] 以下结合具体实例，对本发明进行详细说明。
[0067]图1为图像拼接合成方法的组成模块，该方法主要包括图像采集、图像处理、三维 场景构建、热点编辑管理器、设备资料输入等几个模块，其中，需要人工操作的部分仅有照 片采集和设备资料输入两个部分。具体的操作步骤如下：
[0068] 步骤1:图像采集
[0069] 图像采集采用单反相机、普通卡片相机、三脚架等工具采集一共9-12组，每组4到 5张照片（仰角45° (可选），30°，平角，俯角15°和30° )。实例为9列，每列4张图片。
[0070] 步骤2:图像处理
[0071] 图2为具体运行过程，图3为全景图生成流程图。
[0072] 1)图像预处理：输入图像采集的列数和行数，以及第一张图片的名称，程序自动 对原图片重命名和缩放。
[0073] 2)图像拼接：自动实现先列拼接再行拼接，输出全景图1(未经首尾裁剪，填充拉 伸和切片），如图4所示。
[0074] 3)全景图后处理：将全景图调整水平，裁剪两边多余部分，并对首尾进行加权融 合，消除首尾缝，效果如图5所示。如果出现首尾有错位的情况，可以输入首尾上下移动的 参数,轻微调整对齐。天空自动填充,地面自动拉伸到俯角60度的视角。最后调整图像大 小至8192*2048,切片成4张2048*2048图片，分别命名为df_0x.jpg(x为1，2, 3,4)。
[0075] 步骤3三维场景显示
[0076] 复制与替换三维场景切片图像，即可运行显示新的场景，如图6所示。由于视角只 达到60°，所以全景图显示时低于60°的空洞部分会有logo图片将其覆盖，如图7所示。 三维场景中可以通过点击按钮"添加热点"和"删除热点"对热点进行添加或者删除，也可 以将鼠标移至热点位置查询热点的相关信息，如图8所示。
[0077] 实施效果：
[0078] 为了验证本发明的实用性和实时性，下面通过具体的运行效果来说明。
[0079]在win7 操作系统下，内存 2GB，CPU型号Inter(R)Core(TM) 2DuoCPUE6500 的硬 件条件下，全景图列拼接平均速度8. 80s每列，行拼接平均速度达到12. 453s每列。从原始 图像输入到最终三维全景生成成功平均仅需152. 818s，真正做到了实时、迅速的生成三维 场景，为各类信息系统的日常管理、维护和安全提供了保障。
[0080] 不同场景的运行时间具体见表格1。
[0081] 表1不同场景的运行时间比较（单位：s)
[0082] CN105205853AIXm-f} 6/6 页
[0083] 本方法的优点在于：拍照简单，没有硬性规定必须是单反镜头或者鱼眼镜头，普通 的卡片相机也可以做到三维场景生成；对运行系统的软硬件要求不高，现行的主流计算机 都可以实现；对天空自动填充、地面如果不平整也可进行拉伸操作，可以获得与真实场景无 甚区别的模拟场景；在生成的模拟三维场景中可以根据需要为信息系统重要设备添加和删 除热点，保证重要设备安全高速运行。热点的信息也可以存储在数据库中，方便以后的查找 和修改以及设备的维护和整修。
【主权项】
1. 一种用于全景视图管理的3D图像拼接合成方法，该图像拼接合成方法主要包括图 像采集、图像处理、三维场景构建、热点编辑管理器、设备资料输入等几个模块。其中，需要 人工操作的部分仅有照片采集和设备资料输入两个部分。图像采集采用单反相机、普通卡 片相机、三脚架等工具采集一共9至12组，每组4至5张照片（仰角45° (可选），30°， 平角，俯角15°和30° )。图像处理模块是本发明的核心，完成图像大小调整、重命名、特征 点查找、图像配准算法和接缝平滑过渡算法等设计实现工作。三维场景构建是实现用户与 系统交互的重要手段，本发明采用基于Stage3D开发的Away3D4.L6库实现三维场景的构 建，实现方法是将全景视图切片后贴图在一个球面上，这样既可以保证全景视图的分辨率， 也降低了运算速度，使用户可以360°观看真实的重建场景。另外，本系统针对不同操作人 员，生成维护用和浏览只读两个版本，使维护人员可以更加高效准确地维护系统，也避免了 任意人员可以修改和改变相关设置，提高了系统的安全性，降低了系统维护的资金成本和 时间成本。2. 根据权利要求1所述的一种用于全景视图管理的3D图像拼接合成方法，其特征在 于，采用鲁棒性很好的surf特征点检测，利用k-d树算法和RANSAC算法分别进行特征点粗 匹配和精确匹配，求出任意两幅图像匹配的置信度和单应性矩阵变换；根据图像的单应性 矩阵，粗略计算相机的焦距以及旋转角度，再使用BundleAdjustment消除单应性矩阵造 成的累积误差，对所有相机进行多重约束，求出精确的相机参数，构建出变换模型；使用最 大流法求出拼接缝，使拼接缝处相邻图像重合像素差总和最小，即找到两图像最优的重合 处。对拼接缝两边像素使用加权融合算法，使拼接缝处两图像能平滑过渡；最后使用基于 Stage3D开发的Away3D4.L6库创建三维场景，Stage3D技术能将三维图形处理交由GPU运 算，可以大大提高运算效率。三维全景视图既可以用于信息系统的整体展示、地图导航，又 可为系统重要设备添加热点信息，并且添加到数据库中，提高工作人员对设备的管理效率。 另外三维全景更方便工作人员熟悉现场，提高维修效率，为有效及时地解决问题提供保障， 确保实际系统长期、健康、安全运营。
【专利摘要】本发明综合新的全景视图IBR技术和国内外信息系统的管理方案，提出了一种用于全景视图管理的3D图像拼接合成方法。国内外尚未采用基于虚拟现实的管理系统，该方案的创新点在于只需实地采集照片素材便可实现以拍摄位置为立足点的一定空间范围内各角度高清晰度立体全景，给用户以身临其境的观测体验。用户可以通过鼠标控制视角，缩放细节；使用热点编辑功能为特殊位置或设备添加信息；通过保留参照标记(二维码等)以重新定位热点信息，省去了更新后重新定位热点的繁复操作。该方法维护成本低，实用性强，易于操作，可以用于包括变电站、工厂、学校在内的各类展示项目及检测辅助项目中，可以获得更高的管理效率。
【IPC分类】G06T17/00
【公开号】CN105205853
【申请号】CN201410286276
【发明人】张方
【申请人】西安英诺视通信息技术有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2014年6月20日