[发明专利]一种基于DEM的光栅地形图立体序列帧图像的获取方法

权利要求书

1.一种基于DEM的光栅地形图立体序列帧图像的获取方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、选择需要绘制光栅立体地图的平面地图，根据所述平面地图的数据得到仅含带文字要素和不含带文字要素的地形图层，不含带文字要素的地形图层图像为图像一，仅含带文字要素的地形图层图像为图像二；

S2、分别对所述图像一和图像二利用DEM数据进行处理得到相同分辨率和大小的深度图像一和深度图像二；

S3、将所述图像一和图像二进行合并处理得到待处理平面地形图，且所述图像二位于所述图像一的上方；将所述深度图像一和深度图像二进行合并处理得到待处理深度图，且所述深度图像二位于所述深度图像一的上方；

S4、对所述待处理深度图进行预处理；

S5、对预处理后的待处理深度图和待处理平面地形图进行虚拟视点合成，得到立体图像序列帧图像；

S6、对所述立体图像序列帧图像中的空洞进行填补，后得到完整的立体图像序列帧图像。

2.根据权利要求1所述的基于DEM的光栅地形图立体序列帧图像的获取方法，其特征在于：所述S2中，对所述图像一和图像二在利用DEM数据处理得到对应深度图像时,应采用8bit灰度值来存储地形要素的深度信息；将所述图像一和图像二转换到地形上的高度时，最高的地方对应灰度值为255，最低的地方对应灰度值为0。

3.根据权利要求1或2所述的基于DEM的光栅地形图立体序列帧图像的获取方法，其特征在于：所述S2中，所述图像一利用DEM数据进行处理得到相同分辨率和大小的深度图像一包括：

所述图像一对应的DEM数据的每个像元代表的高度值按公式(1)求得在深度图像中的灰度值；

式(1)中，gray为图像一的DEM数据的每个像元的灰度值，Z_最高为DEM数据中最大的高度值，Z_最低为DEM数据中最小的高度值，Z_gray为DEM数据中待求点对应的高度值；

根据公式(1)计算得到图像一所有的灰度值得到深度图像一。

4.根据权利要求1所述的基于DEM的光栅地形图立体序列帧图像的获取方法，其特征在于：从所述深度图像一中提取图像二的每个文字要素在深度图像一中对应位置的最大的灰度值，根据得到所有的最大的灰度值得到图像二的深度图像，即深度图像二。

5.根据权利要求1所述的基于DEM的光栅地形图立体序列帧图像的获取方法，其特征在于：所述S4中，所述预处理包括对所述待处理深度图进行零视差平面选取和进行平滑处理。

6.根据权利要求1所述的基于DEM的光栅地形图立体序列帧图像的获取方法，其特征在于：所述S5采用多个摄像机平行放置的方法，对预处理后的待处理深度图和待处理平面地形图进行虚拟视点合成。

7.根据权利要求1或6所述的基于DEM的光栅地形图立体序列帧图像的获取方法，其特征在于：所述S5包括以下步骤：

S51、根据预处理后的待处理深度图和待处理平面地图形建立虚拟的三维空间；

S52、根据在三维空间下任一个点在不同视点投影情况原理进行虚拟视点图像合成，即在三维空间任意一个点M投影到N个摄像机的图像平面上进行虚拟视点图像合成；

S53、根据S52的几何关系得到映射关系式如下：

式(8)中，Z为三维空间中投影点的对应的灰度值，焦距f和相离最远的摄像机的基线距离t_x由光栅立体图具体所用的光栅材料求出，分别对应光栅的焦距和其折射光偏移的最大值；N为奇数，使其中一个摄像机垂直于平面图像的中心点，其余点位于该点两侧，故x_Li为投影于左侧的像平面图像，x_Ri为投影于右侧的像平面图；x₀为垂直于平面图像的中心点；i为各虚拟视点的序号；

S54、将所述投影于左侧的像平面图像、投影于右侧的像平面图及中心点处的像平面图像，得到每个虚拟视点的像平面图像，所有虚拟视点的像平面图像为N张立体图像序列帧图像。