[发明专利]一种将球面图像投影至平面图像的方法

说明书

本发明公开了一种将球面图像投影至平面图像的方法，包括以下步骤：步骤1、将球面图像分解为上下两个半球；步骤2、将上下两个半球分别像素均匀地投影至两个单位圆；步骤3、将两个单位圆映射为两个与单位圆同心的正方形；步骤4、对两个正方形图像进行旋转、分割后拼接为一个大正方形图像。上述方法还包括：对所得图像进行连续性、均匀性分析。本发明能够。本发明能够有效地使得投影后的视频像素密度均匀分布，且保证图像区域之间的连续性关系，从而显著提高全景视频的质量。

技术领域

本发明涉及图像投影技术领域，具体涉及一种将球面图像投影至平面图像的方法。

背景技术

球面全景视频投影是指将球面上每个经纬度对应点以一定方式映射到平面上，VR全景视频的存储必须通过球面全景视频投影将球面视频投影至平面视频。几十年来，许多学者对球体投影进行了大量研究，并提出多种不同投影方法以使得投影过程更均匀连续。

其中，等柱状投影法作为最简单的球面投影方法，简单地把经纬度转换为横纵坐标，在所有纬度上采用相同采样点数来保存球面图像，从而能将球面图像映射为矩形图像，因而获得了广泛的关注。然而，其最大的缺陷在于：相比赤道而言，球体两极面积小，像素点多，因此，高质量区域在南、北极两端，赤道最差，若图像主题在中央，就导致中央不清晰，这导致等柱状投影法在很多潜在应用中受到限制。

在最近的研究工作中，出现了很多球面图像投影至平面图像的算法，如：等柱状投影法，立方体投影法，等角立方体投影法，八面体投影法和二十面体投影法等，但是大多数方法都不能对图像保持均匀性和连续性。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种将球面图像投影至平面图像的方法，其具体技术方案如下：

本发明提供了一种将球面图像投影至平面图像的方法，包括以下步骤：

步骤1、将球面图像分解为上下两个半球；

步骤2、将所述上下两个半球分别像素均匀地投影至两个单位圆；

步骤3、将所述两个单位圆映射为两个与所述单位圆同心的正方形；

步骤4、对两个正方形图像进行旋转、分割后拼接为一个大正方形图像。

优选地，上述方法还包括：对所得图像进行连续性、均匀性分析。

优选地，上述步骤1中，球体赤道往上部分记作上半球，球体赤道往下部分记作下半球，将球面图像沿赤道分解为上下两个半球。

优选地，上述步骤2中，取单位圆并以单位圆中心为原点分别以u、v为横、纵坐标建立平面直角坐标系，每个单位圆上图像的像素点(u,v)取球面图像上经纬度为的像素点，所述单位圆上(u,v)坐标对应球面坐标如下：

其中，所述的球面图像，经度θ取值范围是[-180,180]，纬度取值范围是[-90，90]，对于所述的单位圆，u、v的取值范围是[-1,1]，且满足等式：

u²+v²＝1

优选地，上述步骤3中，取边长为2的正方形，以正方形中心为原点建立分别以x、y为横、纵坐标的平面直角坐标系，所述正方形图像上每个像素点(x,y)取所述单位圆图像上对应像素点(u,v)，所述正方形图像上像素点坐标(x,y)对应所述单位圆图像上像素点坐标(u,v)如下：

其中，所述的平面正方形图像，x、y的取值范围是[-1,1]。