基于图像的风景旅游模拟漫游系统论文

1、目 录摘要1abstract 2第一章 绪论31.1课题背景 3 1.2本文工作 3第二章 相关技术 42.1现有的图像处理技术 42.1.1图像信息的获取 42.1.2图像信息的存储和交换 52.1.3数字图像处理 52.1.3.1 图像变换 62.1.3.2 图像增强 62.1.3.3 图像恢复 62.1.3.4 图像压缩编码 72.1.4数字图像通信 82.1.5图像的输出和显示 82.2全景图技术 82.2.1图像拼接 92.2.2颜色融合 102.2.2.1定义 102.2.2.2颜色融合算法 102.2.3图像平滑度处理 112.2.4图像锐化 13第三章 风景旅游模拟漫游系统的实

2、现 133.1图片管理 163.1.1图片采集 163.1.2图片上传 173.2图片初步处理 173.3平滑度处理 183.4 全景图生成 213.5漫游系统的实现 24第四章 总结与展望 25 4.1完成情况 26 4.2展望 26参考文献 26摘要基于图像的虚拟现实技术是目前虚拟现实研究中最为活跃的研究课题之一。本文主要探索如何运用数字技术、网页制作技术设计一个风景旅游漫游系统。该系统分为三个子系统，即图片管理子系统、全景图生成子系统和漫游子系统。应用结果表明，该系统能对基于图像的虚拟现实环境进行构造并实现快速漫游。关键词：全景图；虚拟环境；全景漫游;数字图像处理abstractthe

3、virtual reality technology based on picture has become one of the most active research subjects currently. this dissertation mainly concerns how to employ digital technology and homepage designing method to build a virtual touring system. this system is composed of three subsystems including a pictu

4、re managing subsystem, a panorama generating subsystem, and a rambling subsystem. the application experience indicates that this system can be easily used to construct virtual reality environments based on picture and realize fast ramble.keywords: panorama, virtual reality (vr), full view navigation

5、; digital picture processing第一章 绪论 1.1课题背景基于图像的虚拟现实技术是目前虚拟现实研究中最为活跃的研究课题之一，虚拟现实就是通过计算机生成与现实环境相适应的图形系统，使人仿佛置身其中。虚拟现实的实现，一般分为图形与图像两种方法，图形方法中，虚拟环境是由各类3d几何体合成的。在虚拟环境中漫游是通过实时绘制3d几何体实现的。对于图像方法，虚拟环境是用全景图集合构成的。在虚拟环境中漫游相当于选择不同的全景图，以360度的视角全面的观看虚拟全景。全景图可以用计算机生成，也可以用全景照相机拍摄，或者用普通相机拍摄而后再加拼接。以图像方式实现的虚拟环境漫游，其关键问题

6、是获取全景图，视点位置固定，而视线方向变化时的所有图像构成的图叫全景图。1.2本文工作由于虚拟景观技术具有很广泛的应用前景，例如风景旅游、地理导航等等方面，都有很大的作用，所以已经成为图像图形学界最为活跃的研究课题之一。虚拟景观漫游是对现实世界中的风景的虚拟漫游，与一般的基于计算机动画或虚拟现实的漫游相比，它具有以下特点：（1）一般的漫游对象往往通过创作或设计想象出来，以人工环境为主；而虚拟景观漫游的对象风景，则是在现实世界中客观存在的，它往往既包含人工景观，又包含自然景观，且以自然景观为主。（2）一般的漫游环境中的视觉效果通常是由人工设计出来的，允许与实际情况不完全吻合；而虚拟景观漫游中的视

7、觉效果则要求尽可能的与实际的视觉效果相一致，才能给人以身临其境的视觉满足感。开发本系统的目的是为了构造一个基于图像的风景漫游系统，具体是以我校园风光为对象，制作一个校园的全景导航系统。系统构造如图一：风景漫游系统图片管理子系统图像输入模块图像初处理模块全景图生成子系统全景图生成模块虚拟空间构造模块全景漫游子系统视点定位模块全景图浏览模块图片综合处理图片平滑度处理图一：风景漫游系统由图一可知，整个系统分为3个子系统，即图片管理子系统，全景图生成子系统和漫游子系统，共6个模块：（1）图像输入模块，能读取标准照片扫描后的格式，或者是数码照片的格式；（2）图像初处理模块，分成两个小块： 图片综合处理和

8、图片平滑度处理。图片综合处理主要是用photoshop对拍摄的图片初步处理，包括明暗、大小裁剪、清晰度等方面的处理；图片平滑度的处理，是指对图片进行适当的模糊处理，使图像拼接后更平滑。图片的初处理生成了构造全景图的素材；（3）全景图生成模块，将同一视点和同一视角的图片进行拼接生成全景图；（4）虚拟空间构造模块，将一个视点的全景图组合，同时记忆视点的位置，多个视点信息组合起来，建立空间链，构造全景虚拟空间；（5）视点定位模块，在用户发布漫游命令后，快速选择视点，取定视点视角，进而确定全景图；（6）全景图浏览模块，实现全景图360o 或广角浏览。第二章 相关技术2.1现有的图像处理技术数字图像处理

9、计算机，通俗的讲是指应用计算机以及数字硬件设备对图像进行加工处理的技术。大体上可以包括以下几个方面的内容。2.1.1图像信息的获取为了在计算机上进行图像处理，必须把作为处理对象的模拟图像转化成数字图像信息。图像信息的获取一般包括图像的摄取、转换及数字化等几个步骤。数字化（digitizing）是指将一幅图像从其原来的形式转换为数字形式的处理过程。“转换”是非破坏性的，因为原始图像未被破坏掉。常见的图像摄取方式有扫描（scanning），扫描指对一幅图像内给定位置的寻址，在扫描过程中被寻址的最小单位是图元像素（picture element）即像素（pixel）， 对摄影图像的数字化就是对胶片上

10、一个个小斑点的顺序扫描。扫描从不太严格的角度讲，可以说是数字化的代名词。矩形扫描网格常称为光栅(raster )。采样（sampling）是指在一幅图像的每个像素位置上测量灰度值。采样通常是由一个图像传感元件完成，它将每个像素处的亮度转换成与其成正比的电压值。量化（quantization）是将测量的灰度值用一个整数表示。由于数字计算机只能处理数字，因此必须将连续的测量值转化为离散的整数。在图像的传感器后面，经常跟随一个电子线路的模数转换器（adc），将电压值转化为一个整数。扫描、采样和量化这三个步骤组成了图像的数字化过程，经过数字化得到的图像即数字图像。2.1.2图像信息的存储和交换由于数字

11、图像信息量大，且在处理过程中必须对数据进行存储和交换，为了解决大数据量及交换与传输时间的矛盾，通常采用大容量机内存储器进行并行传送，直接存储访问外，还必须采用磁盘，光盘及磁带存储方式，从而达到提高处理速度的目的。2.1.3 数字图像处理图像信息输入数字化（光电变换、a/d）数据压缩（变换、编码）像质改善（增强、复原）模拟化（变换、d/a）图像输出（打印、显示）特征分割、选择图像分析、分类数字图像处理即把在空间上离散的，在幅度上量化分层的数字图像，经过一些特定数理模式的加工处理，以达到有利于人眼视觉或某种接受系统所需要的图像的过程。广义地说，一般数字图像处理的方法主要包括：图像变换，图像增强，图

12、像恢复，图像压缩编码，图像分析，模式识别等内容。由于数字图像处理技术发展很快，可认为图像分析和模式识别是相对独立的另两个方面，最基本的特点是输入的是图像，输出的不为图像，而是对图像的分析和特征分类，或对图像的描述和解释。前面几个部分也可称作数字图像的预处理方法。这部分最基本的特点是输入和输出均为图像，但因为这些内容之间在理论基础和处理方法上各有异同，在技术上既相互渗透，又分别和不同学科相结合，因此很难严格地划分，但又可保持相对的独立性。图二表示了数字图像处理的内容和相互关系。（a）图像图像特征数据图像分析、分类、识别计算机制图编码、增强、复原（b）图二：数字图像处理内容和关系2.1.3.1 图

13、像变换在数字图像处理中，图像增强、图像恢复、图像编码压缩、图像分析与描述等每一种处理手段和方法都要用到图像变换。例如，在进行图像低通滤波、高通滤波中，可以借助于傅立叶变换把要在空间域中解决的问题转换到空间频率域中去解决。常用的图像变换过程有连续函数的傅立叶变换、卷积和相关、离散傅立叶变换、二维离散傅立叶变换、离散卷积和离散相关、快速傅立叶变换等等。其中傅立叶变换是数字图像处理中应用最广的一种变换，它除了具有许多非常独特的性质之外，更重要的是它的快速算法即fft。2.1.3.2 图像增强在图像的产生、传输和变换过程中，由于多种因素的影响，往往使图像与原始景物之间或者与原始图像之间产生某些差异。这

14、种差异称为变劣或退化。图像的变劣使从图像中获取各种信息造成困难和不便。因此，有必要对变劣的图像进行恰当的处理，使处理后的图像更适合于人眼观察或有利于从图像提取信息。这个处理称为图像增强处理。常用的图像增强处理方法有灰度修改技术能有效的提高图像的对比度；图像平滑技术能去除或衰减图像上的噪声和假轮廓，即衰减高频分率，增强低频分量；图像锐化技术能补偿图像的轮廓，使图像较清晰。2.1.3.3 图像恢复由于光学系统、运动等原因，图像通常存在各种不同的畸变，校正这种畸变的处理过程称为图像恢复，或者说图像恢复是为了去除或减轻在获得图像过程中发生的图像质量下降。图像恢复和上面讨论的图像增强的目的都是改善图像质

15、量，但改善的方法和评价的标准是不同的。图像增强是突出图像中感兴趣的特征，衰减不需要的信息，因此它不考虑图像退化的真实物理过程，增强后的图像也不一定去逼近原始图像；而图像恢复则是针对图像的退化原因设法进行补偿，首先需要对图像的退化原因有一定的了解，然后利用图像退化的逆过程去还原图像，使复原后的图像逼近真实的图像。常用的图像恢复技术主要有以下几种：经典复原滤波器，线形代数复原法，限制较少的退化复原等等。2.1.3.4 图像压缩编码图像数字化的关键是编码。在满足一定图像质量要求的前提下，能获得减少数据量的编码可称为压缩编码。研究最佳的压缩编码的数理模型和方法，是人们追求的目标。按压缩技术所依据和使用

16、的计算方法可将压缩技术分为统计编码（statistical coding）、预测编码（predictive coding ）和变换编码（transform coding）三大类。统计编码是指一类建立在图像的统计特性基础上的压缩编码方法。常见的统计编码有以下几类：l 霍夫曼（huffman）编码，它完全依据信源字符出现的概率来构造平均码子长度最短的异字头码字。其基本步骤如下：1) 将信源符号出现的概率按由大到小的顺序加以排列；2) 将两个最小的概率进行组合相加，并继续这种步骤，始终将较高的概率分支放在上部，直 到概率达到1.0为止； 3) 对每对组合上边的一个都指定为1，下边的一个指定为0（或相

17、反，指定上边一个为0， 指定下边一个为1）；4) 画出由每个信源符号到达概率为1.0处的路径，记下沿路径遇到的各个1和0；5) 对于每个信源符号都写出1和0序列，最后便得到了霍夫曼码。l 算术编码（arithmetic encoding，ae）算术编码方法没有沿用一般数据编码技术中的用一个特定代码代替一个输入符号的做法，而是把要压缩的整段数据一起映射到一段实数半开区间0，1内的某一区段上，构做出小于1且大于或等于0的数据。这个数值是输入信源数据序列的唯一可译代码。l 子块编码（block truncation coding，简称btc）btc编码是把图像划分成一些大小为n*n的子块，在每个子块

18、里找出两个代表性的亮度来近似地代表该子像块的各像素的亮度，然后指明该块内每个像素属于哪个代表亮度，据此进行编码。预测编码是数据压缩技术的一个主要分支。其理论是建立在现代统计学和控制论基础之上的。其基本方法的思路是：在图像编码过程中，可以利用图像像素间的相关性，根据某一像素的值来预测相关下一点的取值，然后将像素的实际值和预测值相减得到一个误差值，对该误差值进行编码，就是预测编码。常用的预测编码有差分脉冲编码调制（dpcm）和自适应预测编码。图像变换编码的基本概念是将原始空域的图像经过某种变换，诸如离散傅立叶变换（dft）、离散余弦变换（dct）、卡洛变换（klt）、离散沃尔什-哈达玛变换（dwh

19、t）等转换到频域内，从而在频域内进行描述，达到去相关的目的，再经过适当的方式量化编码，进一步压缩图像的编码比特率而得到的。2.1.4 数字图像通信随着internet的飞速发展，使得数字图像的通信技术也高速广泛发展。因为图像通信具有形象直观、可靠、高效率等一系列优点，尤其是数字图像通信比模拟图像更具抗干扰性，便于加密等优点。数字图像通信的过程是指把数字化的图像信号经过预处理（包括去噪声、低通、高通、带通波等），再经过编码器（信原编码和解决纠错码的信道编码）、调制器（目的在于使数字基带信号变换成更适合于信道传输的形式）及通过信道传输图像，即完成了图像的发送，而在接受端则要完成与发送端相应的逆过程

20、，即图像解调、信道解码、信源解码、最后致终端显示图像。以上诸多环节的核心是基于图像压缩编码和实验基础之上的软硬件相结合的编码技术。 2.1.5 图像的输出和显示数字图像处理的最终目的是为了提供便于人眼或接受系统解释和识别的图像，因此图像的输出和显示很重要。一般图像输出的方式可分为硬拷贝，诸如照相、打印等等，还有所谓的软拷贝，诸如crt监视器及平板监视器等等。 2.2全景图技术人类的交流方式随着网络信息的发展，进入了全新的领域。文字、图像很难全面的表现事物，更不能说明事物动态的过程，而纯粹的三维、动画方式又不能完全体现事物的实际现象，全景漫游与虚拟现实技术应运而生。它对图形进行“实时”渲染，使计

21、算机模拟的三维环境真实可信，用户甚至可以走进这个环境（用鼠标控制您的浏览方向）并操纵场景中的对像，这是它与动画制作的最大区别。这种“实时性”和“可交互性”正是虚拟现实技术最大的优势，它给人们带来了全新的视野，开辟了人类交流的最新领域。全景图制作技术可谓是全景漫游与虚拟现实技术中的关键核心技术。全景图是虚拟现实和计算机视觉中一种重要的场景表示方法，它指的是在固定的视点，在垂直方向180和水平方向360的图像视图，简单的形式可以是固定平面上的360视图。通常有两种方法来获得全景图(如图三所示):直接的方式和图像拼接的方式。前一种方式可以很容易地进行，但它需要使用全景相机等特殊的器材，而且这些器材通

22、常是十分昂贵的，因此后种方法的研究便十分普遍了。本文讲述的全景视图的生成方法正是采用后种方式的思想，利用若干离散局部图像作为基础数据，经过一系列图像处理后生成全景视图。选择视点及场景全景照相机普通照相机平滑处理拼接融合生成全景图图三获得全景视图的方法全景图具有如下优点：1） 百分之百现场实景实拍照片，艺术和技术的完美体现；2） 鼠标键盘自由操纵画面转动，前后左右、仰视、俯视； 3） 画面灵活转动，随意前进后退和透视变形，有如真实进入场景；4） 多种形式的联接及相嵌，充分展示其产品；5） 360度大全景或广角景色，使人体验身临其境的新鲜感受；6） 实景环拍，表现“客观真实”的最理想手段。全景图像

23、的制作涉及到以下几个关键的技术：图像拼接（image stitching），颜色融合(color blend)，图像平滑度处理（image smooth disposal），图像锐化（color acute）等等。详细叙述如下：2.2.1图像拼接在全景图的制作过程中，最重要、最关键的一个技术可谓是图像拼接技术了。图像的拼接主要根据两幅图像的重叠区域的相似性来实现，目前一般有基于区域和基于特征等算法。在应用过程中，随着技术的日益成熟，出现了很多图像的拼接技术，例如传统的拼接算法有zeliski的基于运动(otion based)的方法，eleg和erman的流形投影(anifold projec

24、tion)拼接法，yungho的等距匹配法等，它们都是直接从图像的重叠区域中对应像素灰度值出发去考虑，虽然可以实现图像的拼接，但是由于在算法中存在大量的对像素灰度数据的计算，所以普遍存在计算量大的缺点，而且对光照的变化和镜头造成的几何畸变比较敏感。基于特征的算法采用寻找局部对应和抽取重要特征方法进行匹配，得到的结果往往是局部最优解，而不能全面考虑整体的图像效果。南京理工大学自动化系的李忠新提出了一种基于相位相关法的柱面全景图拼接技术，该技术针对基于图像绘制技术中柱面全景图拼接问题，利用相位相关法，通过对图像作快速傅立叶变换，利用频域中的相位信息来实现图像的拼接，实验表明该方法大大提高了拼接速度

25、，并且能够有效地克服图像间光照变化和相机镜头造成的几何畸变对拼接的影响，是一种快速实用的全景图拼接方法。相位相关法最早是由uglin和ines在1975年提出的，并且证明在纯二维平移的情形下，拼接精度可以达到1个像素，多用于航空照片和卫星遥感图像的配准等领域。相位相关法利用了傅立叶变换的位移性质，对于2幅数字图像1和2，1、2分别表示每幅图像的傅立叶变换，即两幅图像在频域的相位差可以通过下式计算: （1）假定图像1、2之间相差一个平移量，则两幅图像间的关系可以表示为 （2）对(2)式作傅立叶变换得 （3）由(1)式、(3)式可以看出，对于每一空间频率有 （4） （5）将(4)式作傅立叶逆变换，

26、有 结合(2)式可知在两幅图像的配准点处为一函数，而在其他部分几乎为零。故通过(5)式计算出()， 然后找出()的最大值所对应的像素点即为配准点，也就得到了图像之间的平移参数。2.2.2颜色融合2.2.2.1 定义在合成全景图时，为便于图像的拼接，相邻图像应有部分子图是重叠的。但是由于相机拍摄角度及拍摄时间不同而使拍摄环境发生变化，相邻的图像之间存在亮度差，同一景物在相邻图像上的颜色并不相同，如果将图像进行简单的叠加，拼接处会产生明显的接缝，为有效的消除拼接痕迹，在图像拼接时，需要一种颜色融合算法来调整拼接线附近的颜色，以使颜色能平滑过渡。2.2.2.2颜色融合算法随着技术的发展，人们对于颜色

27、融合的效果、精度和实时化要求越来越高，而且随着软硬件技术的发展，使更复杂融合算法应用成为可能，图像融合从简单的融合方法到复杂的融合方法一般有以下几种：l 简单融合方法l 基于塔形结构的颜色融合算法l 迭代松弛算法l 多元回归算法简单图像融合是将重叠区域的像素值按一定的权值相加合成新的图像，并裁剪去垂直方向错开的图像部分，则重叠图像部分的像素值可表示为3=11+22;其中，1和2分别为相邻两幅图像重叠区域中相对应像素点的像素值，1和2分别为该像素在各自图像上的权值，其取值范围为0，1，其与重叠区域的水平距离相关，3为融合后图像中对应像素的像素值。这样可以使得相邻图像间平滑地过渡，大大减轻了图像间

28、的拼接痕迹。基于塔形结构的颜色融合算法，该算法将图像分解成一组带通图像，在每一个频率带内，对两幅图像进行线形插值，最后将插值后得到的各个带通图像合成，即可得到拼接后的图像。但是该方法有两个限制：（1）要求图像的宽度和高度应该相等，这大大限制了其应用范围。（2）在所有频率带内采用了相同长度的插值区域，并且加权函数系数的确定经常需要手工调整。迭代松弛算法，它首先获得一个“最可能光滑”的函数，然后从源图像中减去该函数，以使拼接线附近的颜色平滑过渡。但该松弛算法的迭代收敛速度非常缓慢，不适合用于大图像的拼接。多元回归算法，以其中一幅图像为标准，利用多元回归，将另一幅图像的象素值变换成与第一幅图像中对应

29、象素值最可能相近的值。但是该方法需要进行颜色补偿，而且颜色补偿所需的象素数目难以确定。一般而言，在图像拼接时，相邻图像的重叠区域变化很大，另外，自然景物图像的频率成分非常丰富，希望利用手工调整系数是非常困难的，在实际操作过程中，要选择一个适合的颜色融合算法，使图像质量达到最优。2.2.3图像平滑度处理制作一幅高质量的全景图，对图像进行平滑度处理也是非常必要的。图像平滑的主要目的就是去除或衰减图像上的噪声和假轮廓，即衰减高频分量，增强低频分量，或称低通滤波。但是由于图像平滑处理在消除或减弱图像噪声和假轮廓的同时，对图像细节也有一定的衰减。因此，图像平滑的直观效果是图像噪声和假轮廓得以去除的同时，

30、图像将变得比处理前模糊了，模糊的程度要看对高频分析的衰减程度而定。就同一种平滑方法而言，去除或衰减噪声和假轮廓的效果越好，图像就越模糊，因而图像细节就损失越多。因此，在对图像作平滑处理过程中，要二者兼顾。假定f ( x ，y )是含有噪声或假轮廓的图像，或称为待处理的数字图像，g ( x ，y )为经平滑处理以后的图像，则图像平滑可用（2-2-3-1）式表示：g ( x ，y ) = f ( x ，y ) * h ( x ，y ) = (2-2-3-1)式中h ( x ，y )为低通滤波器的脉冲响应函数；a为 h ( x ，y )的作用域；m ，n均为正整数。（2-2-3-1）式是在空间域内图

31、像平滑的表示。对应空间频率域，有（2-2-3-2）式的表达方法：g ( u ，v ) = f ( u ，v ) h ( u ，v ) （2-2-3-2）式中g ( u ，v ) 是g ( x ，y )的傅立叶变换；f ( u ，v )是 f ( x ，y )的傅立叶变换； h ( u ， v )是低通滤波器的传递函数。按（2-2-3-2）式对图像作平滑处理的过程是，先把待处理图像作傅立叶变换，得到f ( u ， v )；然后根据选定的 h ( u ，v )按（2-2-3-2）计算出g ( u ，v )；最后对 g ( u ，v ) 作反傅立叶变换即可得到g ( x ，y )。 常见的图像平滑处

32、理方法有以下几种：n 消噪声掩模法n 邻域平均法n 多图像平均法n 频域低通滤波 等等现以消噪声掩模法为例加以说明：消噪声掩模法的主要作用是消减随即相加性噪声，它的处理原理表达式如（2-2-3-1）常用的h ( x ， y )有以下几种：所列三种h ( x ，y )的作用域为33，共有9个像素灰度参加运算，用此运算结果替代中心像素( x ，y )的像素灰度根据需要，也可选用55、77等不同作用域的h ( x ，y )，具体形式与所列33的形式相类似，只需要遵循一个原则，即h ( x ，y )矩阵的元素之和与其前面的系数相乘的结果为1，这保证了在平滑过程中处理结果的像素灰度不超过允许的像素最大灰

33、度值。在这种平滑方法中，h ( x ，y )矩阵中心的元素值占的比例越小，平滑作用越强，所带来的副作用越大即图像越模糊。h ( x ，y )的作用域越大，平滑作用越强，图像就越模糊。值得注意的是，用这种方法作平滑处理，图像四周边缘的像素需要作特殊处理。以h ( x ， y )为33的形式的情形为例。有两种方法可供选择：（1）把原图像mn加大到（m+2）（n+2），加大的方法是所加大的两行和两列的像素灰度均取0。然后对加大以后的图像作平滑处理，结果只取mn，即舍取所加的两行两列的零灰度信息。（2）不处理原始图像4个边缘的像素，处理后4个边缘的像素灰度保持原始灰度或人为地赋予特殊的灰度。2.2.4

34、图像锐化图像在处理、转换或传输过程中，一般来说，质量都会有所降低，除了噪声的因素之外，图像一般都要变得模糊一些，这主要是因为图像的处理、转换或传输系统的传递函数对高频成分的衰减作用，造成图像的细节轮廓不清晰。图像锐化的作用就是补偿图像的轮廓，使图像较清晰。与图像平滑处理相对应，图像锐化也可分为空间域图像锐化法和空间频率域图像锐化法两大类型。常用的空间域图像锐化法主要有微分法图像锐化和反锐化掩模法两种。空间频率域图像锐化法的常用方式也有很多，如理想高通滤波（ihpf）、巴特沃思（butter worth）高通滤波器（ bhpf）、指数高通滤波器（ehpf）、 梯形高通滤波器（thpf）等等。第三

35、章 风景旅游模拟漫游系统的实现我们所在的城市杭州可谓是全国闻名的旅游城市，在现代化进程中，利用信息技术提高其旅游管理和服务水平，是大势所趋。如能创建一个以软件技术和空间信息处理为核心的风景旅游模拟漫游系统，具有强大的空间信息管理、三维影像显示、空间信息分析等功能，应该会极大的促进杭州旅游事业的发展，也能极大的方便人们更好的了解和欣赏杭州美丽的湖光山色。如果我们能在风景旅游漫游系统中加入许多旅游景点的全景图，让人们第一时间全方位多格局的领略杭州的湖光山色。360度多角度的观看，使查看者对每个景点都有了百分百的领略和欣赏，作为旅游者来说可以先睹为快，我想应该是一件非常美妙的事情吧。根据图一风景旅游

36、漫游系统的结构模块，考虑到系统的通用性和传播的方便性，故使用dreamweaver mx 6.0完成系统的整体设计，其中也使用了photoshop、frontpage等制作工作另外，考虑到素材采集的难度，故以学校风光为风景素材，具体结构图如下：杭师院风景漫游系统（index.htm）图片管理上传（fileup.htm）上传成功（fileupok.htm）显示图片（display.htm）图像smooth处理（imageblending）全景图生成调用cool360拼接图片(tocool360.htm)cool 360 软件全景地图导航系统根据地图位置的确定，导出全景图像（mapload）tus

37、huguan.htmwenkelou.htmlikelou.htmtiyuguan.htmhuayuan.htmxiaomen.htm无图片到(nothing.htm)帮助（help.htm） 图像综合处理(photoshop6.0)整个系统设计以黑白为主色调，崇尚简约、实用的风格，但不失精细。上图括号所标识的是制作的网页，具体实现功能如下：n index: 系统首页，从这一页可以到达系统的三个模块：图片管理模块，全景图生成模块和风景漫游系统模块。这三个模块是相对独立的，互相没有绝对的关联，但是在全景图的处理过程中都有重要的作用，图片管理模块的功能主要是对照相机采集的图片进行初步处理。由于各种

38、原因，采集的图片不一定能直接拿来合成全景图，所以在这个模块中，可以处理图片，如平滑度处理、明暗调整等等，使之合成的效果更好。全景图生成模块的功能是将调整好的图片合成全景图。风景旅游漫游系统则是根据地图的导航，浏览各个风景点的全景图。另外还有一个帮助按钮。该页界面如下图所示：n fileup:上传用相机拍摄的一组的待处理的图片，支持多个文件同时上传。n fileupok:显示上传成功的网页。n display： 与fileupok链接，显示上传的图片。图片以缩略图的形式显示，单击可以查看单张详细图片。此网页还包括一个对链接到图片平滑度处理的按钮和链接到photoshop处理的按钮。n tocoo

39、l360： 直接调用cool360拼接经过初步处理后的图片，起到一个从本系统到cool360的桥梁的作用n mapload：校园风景建筑全景图展示的区域。通过对校园平面图的定位导航，观看具体的全景图。n help：该页主要讲述了该系统的主要功能和使用方式，使用户使用起来更方便。如下所示： 3.1图片管理3.1.1图片采集俗话说：巧妇难为无米之炊。所以制作一个全景系统首要的任务是采集图片，笔者是使用nikon coolpix4300普通数码相机拍摄照片的，设置分辨率为2048*1536。通过实地拍摄，笔者认为在拍摄照片时，要注意以下几点：1) 为了保证生成的全景照片质量，一般需要使用三角架，并保

40、证相机位置水平（可以借助三角架上的气泡调整），最好使用专用的全景摄影的三角架，以确保相机轴心固定。2) 拍摄张数的确定，一般要视相机焦距而定，一般采用6-12较为合适，但有时会了降低拼接的难度，不得不以降低图像质量为代价，减少照片的张数，但要保证相邻的两张照片至少要有30%的重合区域。3) 当景点中出现动的对象时，比如走动的人，开动的汽车时，要注意在重合区域最好不要出现该对象。3.1.2图片上传当景点的图片收集完成，在制作成全景图之前，首先需要对相邻的图片进行综合处理和平滑度处理，由于所有的操作是在网页上进行的，所以需要把图片上传到网页中，先在网页中显示原照片。在“fileup” 页面中，有一

41、个支持图片上传的表单，如下图所示： 该表单将上传的两张图片以固定的名字“picture1.bmp”和“picture2.bmp” 存放在“picture”文件夹下。以固定名字上传是为了在制作显示图片的网页时，可以直接根据固定地址调用图片并显示。代码如下：3.2图片综合处理用普通相机拍摄过全景素材照片的人一定知道，如果我们直接将拍摄好的照片导入全景软件中拼接，往往由于照片角度、明暗度、大小、色差等原因，使拼接好的图像效果很不好，例如下面两幅图片：显然，两幅图片由于拍摄角度、时间和光照的不同，色彩和角度有很大的差别，如果就直接用来拼接，图片会有很明显的拼接线，但是如果我们事先利用photoshop

42、强大的图片处理功能处理这两张图片，那拼接效果将有可能达到“天衣无缝”，对比图如下所示：（处理后进行拼接）（未经处理进行拼接）所以，对于一般的图片在拼接以前，我们还是建议利用photoshop或者其他的图片处理工具来处理图片，使图片特别是重叠的部分基本相同。我们必须谨记的一点是要保证图像拼接后尽量天衣无缝。3.平滑度处理前文中已经提到图像平滑处理目的在于消除拼接图像的噪声，使图像拼接后拼接线不过于明显。由于相邻图片之间亮度差的存在，如果将图像简单叠加，拼接处会产生明显的接缝。为了消除拼接缝隙，如果能事先淡化图像的精度，作适当的平滑处理，即适当模糊图片，就可以使图像的重叠部分更一致，拼接后看不出拼

43、接缝隙。在本系统中，利用“display.htm”页中的提示性图片，将页面转入图像的平滑度处理页，如下图所示：各按钮解释如下：open：打开后缀名为.bmp的图像文件，并在浮动窗口中显示，如果您的文件为.jpg的形式，请事先转换格式。在我们这个系统中，因为对需要做平滑处理的图片已经事先上传到名为“picture”的文件夹中，所以为了方便起见，笔者已经将它们存为.bmp的格式了。smooth：对打开的图片进行平滑处理，并在浮动窗口中显示；如果不停点击smooth按纽，那么平滑结果会越来越强烈，也就是越来越模糊。其调用的程序如下所示：void cimageblendingdlg:smooth()

44、bitmapinfoheader* bmhdr1 = (bitmapinfoheader*):globallock(m_hdib1);bitmapinfoheader* bmhdr3 = (bitmapinfoheader*):globallock(m_hdib3);int width = bmhdr1-biwidth， height = bmhdr1-biheight;lpbyte lpdibimage1 = (unsigned char*):finddibbits(char*)bmhdr1);lpbyte lpdibimage3 = (unsigned char*):finddibbits

45、(char*)bmhdr3);int line_byte = line_bytes(width， 24);for (int y = 1; y height - 1; y +) for (int x = 1; x width - 1; x +) int pos = y * line_byte + x * 3;float r = 0.0， g = 0.0， b = 0.0;for (int i = 0; i 3; i+)for (int j = 0; j 255 ? 255 : int (r + 0.5);lpdibimage3pos+1 = int (g + 0.5) 255 ? 255 : i

46、nt (g + 0.5);lpdibimage3pos+2 = int (b + 0.5) 255 ? 255 : int (b + 0.5);:globalunlock(hglobal)m_hdib1);:globalunlock(hglobal)m_hdib3);save as bmp：将处理好的图片以.bmp的形式保存，以备用。select the template：为选择平滑时用到的卷积模板，demo提供了三个常用平滑模板供用户选择；将会产生不同的平滑效果。例如将下面这幅图选择不同的响应函数，各经过三次平滑处理，效果如下：（原图）（选择1）（选择2）（选择3）通过比较我们不难发现，图像的模糊程度是（选择1）（选择2）（选择3），这符合我们前面讲的，h(x，y)矩阵中心的元素值占的比例越小，平滑作用越强，所带来的副作用即图像越模糊。虽然图片越模糊，使图片拼接变得容易，但是平滑带来的副作用“图片变得不清晰”也是不容忽视的，所以要选择一个合适的平滑模版，进行适当的平滑处理。3.4全景图生成现在，软件市场上有很多常用的全景图制作工具，例如mgi photovista、adg pa