[发明专利]三维全景图像的建立方法和系统

说明书

本发明公开了三维全景图像的建立方法和系统，涉及虚拟现实技术领域，由彼此成球面位置关系对称均匀布置在半球面上的多个拍照装置同时对半球形中心方向进行拍照，将多个拍照装置拍摄的图像拼接成全景图并发送给虚拟现实设备将全景图贴图到对应的虚拟半球面模型的外表上进行三维全景图的显示。由于每个拍照装置由外向内从不同角度同时对半球形中心方向进行拍摄，因此，可以实现用户围绕半球形的中心方向环行时实时显示用户观察角度对应的三维全景视图，这样用户可以随意改变观察位置，大大增大了用户的观察活动区域的范围，提高用户体验度。可以解决现有技术中观察者可活动的区域非常局限和体验效果较差的问题。

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种三维全景图像的建立方法和系统。

背景技术

三维全景图像是通过相机捕捉整个环境场景的图像信息，使用软件进行图像的拼接整合，将平面图像进行处理得到三维全景图像。三维全景图像能够实现把二维的平面图像模拟成真实的三维空间，达到模拟和再现真实环境场景的效果。

随着计算机软硬件技术的发展，智能可穿戴设备的日渐普及，头戴式虚拟现实设备通过图像显示屏将虚拟的环境图像展现在观察者眼前，为观察者营造一种置身于虚拟环境中的体验。

然而，目前用于头戴式虚拟现实设备中的三维全景图像的视角都是观察者的位置不动，以观察者所在位置为中心，原地旋转360°向外观察，同时头部可以仰视和俯视观察。这种观察视角下所呈现的场景使得观察者可活动的区域非常局限，体验效果较差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种三维全景图像的建立方法和系统，可以扩大观察视角，增加用户的沉浸感。

本发明提供一种三维全景图像的建立方法，包括：

多个拍照装置，彼此成球面位置关系对称均匀布置在半球面上，同时朝向半球形的中心方向进行拍照，其中，空间位置相邻的各个拍照装置拍摄的图像彼此部分重叠；

图像拼接装置，分别与多个拍照装置连接，接收多个拍照装置发送的图像，并将多个拍照装置发送的图像拼接成全景图，所述全景图为半球形的中心方向的全景图；

虚拟现实设备，与图像拼接装置连接，接收图像拼接装置拼接处理后的全景图，将全景图贴图到对应的虚拟半球面模型的外表上进行三维全景图的显示，所述虚拟半球面模型与半球面对应。

可选地，半球面由球面维度线和球面经度线划分为多个部分，每个部分由相邻的经度线和维度线相交得到至少3个交点，所述多个拍照装置包括设于每个交点处的广角摄像机。

可选地，所述的系统还包括：

图像压缩装置，将图像拼接装置拼接处理后的全景图进行压缩处理，所述图像压缩装置布置在图像拼接装置中，或外置于图像拼接装置且与图像拼接装置连接；

图像解压装置，对图像压缩装置压缩处理后的全景图进行解压处理，并将解压处理后的全景图发送给虚拟现实设备进行贴图显示，所述图像解压装置可以布置在虚拟现实设备中。

可选地，图像拼接装置，采用平面投影之间的单应性变换，将多个拍照装置发送的不同投影平面下的图像转换到同一个平面下，对投影平面一致化后的每个图像进行特征点监测提取，对于有重叠区域的两个图像进行特征点的匹配筛选，建立有重叠区域的两个图像之间的匹配点对，对特征点匹配后的图像进行图像配准和融合、曝光补偿和去鬼影处理，将多个拍照装置拍摄的图像拼接成全景图。

可选地，虚拟现实设备，在用户围绕半球形的中心方向环行时，获取用户的位置和视角信息，根据用户的位置和视角信息将对应位置和视角下的半球面模型上的图像进行三维图像显示；当触发视点高度调整指令时，升高对应的视点高度位置，将对应的视点高度、水平定位以及视角方向下的半球面模型上的图像进行三维图像显示；当用户向半球形的中心方向靠近时，将显示的三维图像的分辨率提升预设的倍数，保证显示的三维图像清晰不失真。