本發(fā)明涉及全景圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全景圖像展開(kāi)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著vr(虛擬現(xiàn)實(shí))行業(yè)的快速發(fā)展，全景圖像(包括全景圖片和全景視頻，以下統(tǒng)稱(chēng)全景圖像)的需求也就越來(lái)越多，存儲(chǔ)和傳輸全景圖像，需要把全景圖像的球面圖像展開(kāi)并保存到一個(gè)平面圖像中，目前，全景視頻行業(yè)大多使用的是矩形投影(equirectangularprojection)，經(jīng)過(guò)投影處理后的全景圖像是一幅2：1比例的圖像。

使用球面矩形投影的全景圖像，原本面積很小的球面圖像會(huì)被拉伸得面積很大。就是說(shuō)，本來(lái)像素很低的球面圖像，經(jīng)過(guò)球面矩形投影，需要尺寸較大的平面圖像去保存，如果將這樣的圖像保存或傳輸，就需要更大的內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)帶寬。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種全景圖像展開(kāi)方法及系統(tǒng)，可以保證在展開(kāi)后的平面圖像質(zhì)量相同的情況下，使展開(kāi)后的二維圖像尺寸小于目前主流的全景圖像展開(kāi)方法展開(kāi)圖像的尺寸。

第一方面，本發(fā)明提供了一種全景圖像展開(kāi)方法，包括以下步驟：

將全景球面圖像在經(jīng)度上以等緯度差n-1等分為n個(gè)球面區(qū)域，并將所述n個(gè)球面區(qū)域分別進(jìn)行投影，得到n個(gè)矩形，并稱(chēng)所述n個(gè)矩形的整體為緯度展開(kāi)圖，其中，n為無(wú)窮大的正整數(shù)；

將所述緯度展開(kāi)圖在緯度上以經(jīng)度差m-1等分為m個(gè)球面區(qū)域，并將所述m個(gè)球面區(qū)域分別進(jìn)行投影，得到m個(gè)六邊形，并稱(chēng)所述m個(gè)六邊形的整體為經(jīng)度展開(kāi)圖，其中，m為無(wú)窮大的正整數(shù)；

將所述經(jīng)度展開(kāi)圖的六邊形下半部分均勻的轉(zhuǎn)移到所述經(jīng)度展開(kāi)圖的六邊形上半部分并進(jìn)行拼接，得到全景平面圖像。

優(yōu)選的，所述緯度展開(kāi)圖的任何一條緯度上的圖片的寬度，均等于所述全景球面圖像的緯度的周長(zhǎng)。

優(yōu)選的，將所述n個(gè)球面區(qū)域分別進(jìn)行投影采用的是矩形投影。

優(yōu)選的，將所述m個(gè)球面區(qū)域分別進(jìn)行投影采用的是曲直近似變換。

優(yōu)選的，所述曲直近似變換的是將圓弧進(jìn)行拉伸或者壓縮成直線。

另一方面，本發(fā)明提供了一種全景圖像展開(kāi)系統(tǒng)，包括緯度切割模塊、經(jīng)度切割模塊以及拼接模塊。緯度切割模塊用于將全景球面圖像在經(jīng)度上以等緯度差n-1等分為n個(gè)球面區(qū)域，并將所述n個(gè)球面區(qū)域分別進(jìn)行投影，得到n個(gè)矩形，并稱(chēng)所述n個(gè)矩形的整體為緯度展開(kāi)圖，其中，n為無(wú)窮大的正整數(shù)。經(jīng)度切割模塊，用于將所述緯度展開(kāi)圖在緯度上以經(jīng)度差m-1等分為m個(gè)球面區(qū)域，并將所述m個(gè)球面區(qū)域分別進(jìn)行投影，得到m個(gè)六邊形，并稱(chēng)所述m個(gè)六邊形的整體為經(jīng)度展開(kāi)圖，其中，m為無(wú)窮大的正整數(shù)。拼接模塊，用于將所述經(jīng)度展開(kāi)圖的六邊形下半部分均勻的轉(zhuǎn)移到所述經(jīng)度展開(kāi)圖的六邊形上半部分并進(jìn)行拼接，得到全景平面圖像。

優(yōu)選的，所述緯度展開(kāi)圖的任何一條緯度上的圖片的寬度，均等于所述全景球面圖像的緯度的周長(zhǎng)。

優(yōu)選的，將所述n個(gè)球面區(qū)域分別進(jìn)行投影采用的是矩形投影。

優(yōu)選的，將所述m個(gè)球面區(qū)域分別進(jìn)行投影采用的是曲直近似變換。

優(yōu)選的，所述曲直近似變換將圓弧進(jìn)行拉伸或者壓縮成直線。

本發(fā)明提供的一種全景圖像展開(kāi)方法及系統(tǒng)，在保證展開(kāi)后的平面圖像質(zhì)量相同的情況下，使展開(kāi)后的二維圖像尺寸小于目前主流的全景圖像展開(kāi)方法展開(kāi)圖像的尺寸，達(dá)到節(jié)約內(nèi)存和減少帶寬的目的，相對(duì)于矩形投影(equirectangularprojection)，可大大減少冗余數(shù)據(jù)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種全景圖像展開(kāi)方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的全景球面圖像投影為等緯度四等分全景展開(kāi)圖像的示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的全景球面圖像投影為等緯度n等分全景展開(kāi)圖像的示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的等緯度n等分全景展開(kāi)圖像投影為等經(jīng)度二等分全景展開(kāi)圖像以及投影圖像的示意圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的等緯度n等分全景展開(kāi)圖像投影為等經(jīng)度m等分全景展開(kāi)圖像以及投影圖像的示意圖。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的等經(jīng)度m等分全景展開(kāi)圖像進(jìn)行拼接后的全景平面圖像的示意圖。

圖7是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種全景圖像展開(kāi)系統(tǒng)的框架圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種全景圖像展開(kāi)方法及系統(tǒng)。以下分別進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

請(qǐng)參見(jiàn)圖1，圖1是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種全景圖像展開(kāi)方法的流程圖。在本實(shí)施方式中，全景圖像為全景球面圖像，以地球球面的展開(kāi)過(guò)程來(lái)描述全景球面的展開(kāi)過(guò)程，并引用了地球經(jīng)緯線的概念，以便具體說(shuō)明本發(fā)明。

在本實(shí)施方式中，全景圖像展開(kāi)方法的流程包括如下步驟：

步驟s100，將全景球面圖像在經(jīng)度上以等緯度差n-1等分為n個(gè)球面區(qū)域，并將n個(gè)球面區(qū)域分別進(jìn)行投影，得到n個(gè)矩形，并稱(chēng)n個(gè)矩形的整體為緯度展開(kāi)圖，其中，n為無(wú)窮大的正整數(shù)；

步驟s102，將緯度展開(kāi)圖在緯度上以經(jīng)度差m-1等分為m個(gè)球面區(qū)域，并將m個(gè)球面區(qū)域分別進(jìn)行投影，得到m個(gè)六邊形，并稱(chēng)m個(gè)六邊形的整體為經(jīng)度展開(kāi)圖，其中，m為無(wú)窮大的正整數(shù)；

步驟s104，將經(jīng)度展開(kāi)圖的六邊形下半部分均勻的轉(zhuǎn)移到經(jīng)度展開(kāi)圖的六邊形上半部分并進(jìn)行拼接，得到全景平面圖像。

具體而言，緯度展開(kāi)圖的任何一條緯度上的圖片的寬度，均等于全景球面圖像的相應(yīng)緯度的周長(zhǎng)，且將所述n個(gè)球面區(qū)域分別進(jìn)行投影采用的是矩形投影。

進(jìn)一步的，將m個(gè)球面區(qū)域分別進(jìn)行投影采用的是曲直近似變換，且曲直近似變換將圓弧進(jìn)行拉伸或者壓縮成直線。

為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例，請(qǐng)參見(jiàn)圖2，圖2是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的全景球面圖像投影為等緯度四等分全景展開(kāi)圖像的示意圖。

如前述，為了便于描述，本實(shí)施例依然采用地球球面的展開(kāi)過(guò)程來(lái)描述全景球面的展開(kāi)過(guò)程，并引用了地球經(jīng)緯線的概念。

圖2表示的是當(dāng)n＝4時(shí)，全景球面圖像投影為等緯度四等分全景展開(kāi)圖像的示意圖，如圖所示，全景球面圖像投影通過(guò)矩形投影而得到等緯度四等分全景展開(kāi)圖像，其中，等緯度四等分全景展開(kāi)圖像中的中間部分長(zhǎng)度等于全景球面圖像的周長(zhǎng)，且等緯度的值為πd/8。

當(dāng)n為無(wú)窮大時(shí)，請(qǐng)參閱圖3，圖3是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的全景球面圖像投影為等緯度n等分全景展開(kāi)圖像的示意圖。如圖所示，全景球面圖像投影通過(guò)矩形投影而得到等緯度n等分全景展開(kāi)圖像，其中，等緯度n等分全景展開(kāi)圖像中的零緯度線的長(zhǎng)度等于全景球面圖像的周長(zhǎng)。有圖中可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)矩形投影后，展開(kāi)率為1：1。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖4，圖4是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的等緯度n等分全景展開(kāi)圖像投影為等經(jīng)度二等分全景展開(kāi)圖像以及投影圖像的示意圖。在本實(shí)施方式中，當(dāng)m＝2時(shí)，等緯度n等分全景展開(kāi)圖像中經(jīng)過(guò)投影，且同時(shí)采用曲直近似變換，得到等經(jīng)度二等分全景展開(kāi)圖像。其中，曲直近似變換依據(jù)的是將圓弧拉伸或者壓縮至直線。

具體而言，在圖4中，虛線為二等分全景展開(kāi)圖像，而實(shí)線為二等分展開(kāi)后投影圖像，從圖中可以看出，將某一緯度的8個(gè)點(diǎn)分別進(jìn)行拉伸和壓縮變換，得到六邊形圖像。其中，從a點(diǎn)處拉伸到x處，從b點(diǎn)和c點(diǎn)處分別拉伸到y(tǒng)處，從d點(diǎn)處拉伸到z處，將e點(diǎn)壓縮至j點(diǎn)，將f點(diǎn)壓縮至k點(diǎn)，將g點(diǎn)壓縮至m點(diǎn)，將h點(diǎn)壓縮至n點(diǎn)。進(jìn)一步的，經(jīng)過(guò)圓弧上四點(diǎn)a、b、c、d的緯度線為任一緯度線，且在這圓弧上經(jīng)過(guò)四點(diǎn)a、b、c、d的緯度線與零度緯度線之間的所有圓弧上的點(diǎn)都是經(jīng)過(guò)拉伸得到垂直于零度緯度線的直線，即拉伸后的直線之間的距離為赤道長(zhǎng)度。再進(jìn)一步的，在圓弧頂與經(jīng)過(guò)四點(diǎn)a、b、c、d的緯度線之間的所有圓弧上的點(diǎn)均是經(jīng)過(guò)壓縮或者拉伸成直線，正如將e點(diǎn)壓縮至j點(diǎn)，將f點(diǎn)壓縮至k點(diǎn)，將g點(diǎn)壓縮至m點(diǎn)，將h點(diǎn)壓縮至n點(diǎn)所示。

這樣圓弧上半部分的圓弧均經(jīng)過(guò)曲直變換，也就是拉伸和壓縮而得到直線圖形。

同樣的，在與上半圓弧相對(duì)應(yīng)的下半圓弧上的點(diǎn)經(jīng)過(guò)同樣的拉伸和壓縮處理，從而形成兩個(gè)六邊形。由此可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)二等分展開(kāi)，可以得到兩個(gè)六邊形。

再參閱圖5，圖5是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的等緯度n等分全景展開(kāi)圖像投影為等經(jīng)度m等分全景展開(kāi)圖像以及投影圖像的示意圖。在本實(shí)施方式中，當(dāng)m為無(wú)窮大時(shí)，依然采用圖4類(lèi)似的方法，將處于同一緯度的圓弧上的每一點(diǎn)進(jìn)行拉伸。如圖5，將a拉伸至x，將b拉伸至y，處于圓弧上半部分的其他各個(gè)點(diǎn)相應(yīng)的進(jìn)行拉伸或者壓縮。同理，處于圓弧下半部分的其他各個(gè)點(diǎn)相應(yīng)的進(jìn)行拉伸或者壓縮。整個(gè)圓弧經(jīng)過(guò)壓縮與拉伸，從而得到損失無(wú)窮小的六邊形圖像。

進(jìn)一步的，請(qǐng)參閱圖6，圖6是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的等經(jīng)度m等分全景展開(kāi)圖像進(jìn)行拼接后的全景平面圖像的示意圖。

當(dāng)m為無(wú)窮大時(shí)，將m等分全景展開(kāi)圖像的六邊形下半部分均勻的轉(zhuǎn)移到m等分全景展開(kāi)圖像的六邊形上半部分并進(jìn)行拼接，得到m等分全景拼接平面圖像。

經(jīng)過(guò)上述處理，最后得到的全景平面圖像相對(duì)于矩形投影直接得到的全景平面圖像而言，可大大減少冗余數(shù)據(jù)，達(dá)到節(jié)約內(nèi)存和減少帶寬的目的。

請(qǐng)參閱圖7，圖7是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種全景圖像展開(kāi)系統(tǒng)70的框架圖。在本實(shí)施方式中，全景圖像為全景球面圖像，以地球球面的展開(kāi)過(guò)程來(lái)描述全景球面的展開(kāi)過(guò)程，并引用了地球經(jīng)緯線的概念，以便具體說(shuō)明本發(fā)明。具體而言，全景圖像展開(kāi)系統(tǒng)70包括緯度切割模塊701、經(jīng)度切割模塊703以及拼接模塊705。

緯度切割模塊701用于將全景球面圖像在經(jīng)度上以等緯度差n-1等分為n個(gè)球面區(qū)域，并將n個(gè)球面區(qū)域分別進(jìn)行投影，得到n個(gè)矩形，并稱(chēng)n個(gè)矩形的整體為緯度展開(kāi)圖，其中，n為無(wú)窮大的正整數(shù)。

經(jīng)度切割模塊703用于將緯度展開(kāi)圖在緯度上以經(jīng)度差m-1等分為m個(gè)球面區(qū)域，并將m個(gè)球面區(qū)域分別進(jìn)行投影，得到m個(gè)六邊形，并稱(chēng)m個(gè)六邊形的整體為經(jīng)度展開(kāi)圖，其中，m為無(wú)窮大的正整數(shù)。

拼接模塊705用于將經(jīng)度展開(kāi)圖的六邊形下半部分均勻的轉(zhuǎn)移到經(jīng)度展開(kāi)圖的六邊形上半部分并進(jìn)行拼接，得到全景平面圖像。

經(jīng)過(guò)全景圖像展開(kāi)系統(tǒng)中的各個(gè)模塊處理之后，最后得到的全景平面圖像相對(duì)于矩形投影直接得到的全景平面圖像而言，大大減少冗余數(shù)據(jù)，達(dá)到節(jié)約內(nèi)存和減少帶寬的目的。

以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種全景圖像展開(kāi)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。