[发明专利]一种基于全景城市图像处理方法

说明书

本发明公开了一种基于全景城市图像处理方法及应用，包括基于灰度阈值法的天际线提取和360度城市景观绿视率和天视率。本发明通过使用360全景拍摄系统，解决了因为不同人群拍摄样本时的硬件设备不同，并且拍摄的角度和范围都有很大的差异，以及绿视率量化标准的不同，导致的绿视率和天视率计算标准和结果不统一的问题；通过软件对全景图像绿视率进行计算，这样即使在不同的地点拍摄全景图像，统一城市绿视率的量化标准，获得了具有科学性、准确性、可比性的绿视率数值；本发明提出了基于360度全景影像系统计算绿视率的方法，并引入了360度城市景观天视率和绿视率两项指标。通过对仿真实验得到的图像进行对比，证明了本发明算法的有效性和实用性。

技术领域

本发明涉及全景城市图像处理领域，具体为一种基于全景城市图像处理方法及应用。

背景技术

360度全景(360degree Panorama)又被称为虚拟现实场景(SutherlandIvanE1965)，目前360度全景图像的采集设备主要包括：数字单反相机、鱼眼镜头、全景云台以及三角支架等等。通过以上硬件设备进行图像采集，然后经由专门的图像处理软件进行图像的特征提取、图像配准、图像融合最终拼接成所需的全景图像。360度全景图像还可以嵌入到网页或客户端软件中，并且具有多样化的展示方式，支持地图导航、热点虚拟漫游等等。 360度全景在当下应用领域十分广泛，具有广阔的发展空间，无论在商业领域、文化领域，还是科研领域都可以其特有的优势。

国内学者对全景图像生成方法做了许多研究。传统的全景图像的采集方法主要有两种：一种是直接利用专用的广角成像设备，一次拍摄水平方向的足够大的图像。例如使用鱼眼光学镜头、凸面反射光学镜头等非线性光学成像设备来获取全景图像。由于鱼眼镜头、凸面反射光学镜头等属于专用的广角成像设备，因此其造价成本比较高、分辨率和视角不能兼顾，并且所拍摄的图像容易产生畸变，除此之外，图像在经过后期处理校正之后，仍会存在图像分辨率不均匀、色差明显等问题。第二种是使用普通相机，为了获取大视场的图像，需要调节相机焦距才能实现，但是这样获取的图像分辨率极低，如果要提高图像分辨率，则图像的视场就会变小，这是小成本相机固有的局限性，为此我们提出一种基于全景城市图像处理方法及应用。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于全景城市图像处理方法及应用，以解决背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：

一种基于全景城市图像处理方法及应用，包括基于灰度阈值法的天际线提取和360度城市景观绿视率和天视率，所述基于灰度阈值法的天际线提取包括如下步骤：

A、图像预处理：图像的预处理过程是对输入的图像进行变换，从而得到清晰图像的过程；

B、阈值分割：阈值分割法的原理是将图像中的目标和背景两类区域按照阈值判断将两者分离：

阈值分割分隔的原理为：若图像f(x,y)的灰度区间为[T_min,T_max]，在该区间内设置一个阈值T，且T_min＜T＜T_max，令图像中所有灰度值小于或等于T的像素的新灰度值都为0，大于T的像素的新灰度值都为1，经过这样的阈值分割构建出一个输出的二值图像f′(x,y)；

C、缺陷修补：经过阈值分割后得到的二值图像中可能存在断线、凹槽和毛边的缺陷；基于非线性的滤波方法，采用数学形态学的基本原理，利用其中的膨胀和腐蚀运算，可以对图像在一定程度、方向上进行加厚和减薄，其方向取决于膨胀腐蚀采用的结构元素的形状和大小，根据数学形态学理论对二值图像进行缺陷修补，以消除图像中的缺陷和噪声；

D、天际线提取：通过阈值分割获取的二值图像经过开运算缺陷修补之后，需要进行天际线提取以获得图像中的二维轮廓；天际线的提取主要包括两个步骤：