一种全景图像的非对称映射方法技术

本发明专利技术公布了一种全景图像的非对称映射方法，包括映射过程和反向映射过程；映射过程通过非对称前向映射方法将原始图转换成非对称图；包括：将经纬图坐标映射为原始全景图坐标；计算经纬图感兴趣区域横向和纵向上的最大下采样比例；建立从映射图到经纬图相同点坐标的映射关系；生成非对称映射图；反向映射过程通过非对称反向映射方法将非对称图反映射成原始图。原始图为任意格式的全景图。本发明专利技术对全景图像中的感兴趣区域使用较高的采样精度，对非感兴趣区域使用较低采样精度，由此降低图像分辨率，进而降低全景图像的数据量。

An asymmetric mapping method for panoramic images

The invention discloses a non symmetric mapping method for panoramic image, including the process of mapping and reverse mapping; mapping process through asymmetric forward mapping method the original image into non symmetric graph; graph will include: latitude coordinate mapping to the original panorama coordinate; calculation by Wei plans region of interest and the maximum longitudinal transverse the sampling ratio; build from the map mapping between latitude and the same map point coordinates; generating asymmetric map; reverse mapping process through asymmetric reverse mapping method of asymmetric figure reflected into the original map. A panorama in which the original image is in any format. The invention uses higher sampling precision in the region of interest in the panoramic image, and uses lower sampling precision to the non interested area, thereby reducing the image resolution, thereby reducing the amount of data of the panoramic image.

【技术实现步骤摘要】
一种全景图像的非对称映射方法
本专利技术涉及虚拟现实(VR)
，尤其涉及一种新的全景图像非对称映射方法，可减少全景图上非ROI区域(非感兴趣区域)所占的图像面积，降低编码全景图像所需的码率
技术介绍
目前，虚拟现实技术和相关应用正在快速发展。在虚拟现实技术中，全景图像是一个重要的组成部分。由于全景图像记录了360度视角的全部画面，具有极高的数据量，不利于传输和存储。由于全景图像中往往只有一部分是用户比较感兴趣的区域，而其余部分不太容易引起用户注意。因此，可以对全景图像中的感兴趣区域(ROI)使用较高的采样精度，而对非感兴趣区域使用较低采样精度，可以大幅降低全景图像的数据量。但是，目前通用的基于经纬图的全景图像映射方式无法灵活地设定图像的采样精度。因此，现有的全景图像映射方法不能使用上述非对称的采样精度，映射方式不合理，难以降低全景图像的数据量。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种针对全景图像的非对称映射方法，可对全景图像不同区域使用不同的采样精度，降低非ROI区域的数据量。本专利技术提供的技术方案是：一种全景图像的非对称映射方法，包括非对称前向映射方法和非对称反向映射方法；非对称前向映射方法将原始图转换成非对称图；非对称反向映射方法将上述非对称图反映射成原始图；其中，对全景图像通过非对称前向映射方法将原始图转换(映射)成非对称图的过程中，原始图可以是任意格式的全景图，如经纬图；图像上同一列像素具有相同的经度，同一行像素具有相同的维度；与现有的经纬图映射不同，该方法中，图像在中心位置按照指定宽高设定ROI区域，ROI区域具有同经纬图上对应点相同的采样精度，非ROI区域的采样精度沿图像中心向图像边缘平滑递减。该映射方法具体步骤为：第一步：指定一个宽高为W×H的传统经纬图，将经纬图坐标映射为按照任意指定的映射方法采集或存储的原始全景图坐标，即建立从所属经纬图上某一点的坐标(x,y)到所述原始全景图像上相同点的坐标(xo,yo)的映射关系为：F:(xo,yo)＝F(x,y)(式1)第二步：对经纬图指定一个中心为经纬图中心、且宽高为Wr×Hr的ROI区域。指定映射图的宽高为W′×H′，计算横向和纵向上的最大下采样比例rx和ry:第三步：建立从映射图上某一点的坐标(x′,y′)到所述经纬图上相同点的坐标(x,y)的映射关系F′，F′可以写作F′(x′,y′)＝(Fx′(x′),Fy′(y′))，其中x＝Fx′(x′),y＝Fy′(y′)。如图3所示，图3(a)表示经纬图；Rh表示ROI纵向边界到经纬图纵向边界的横向距离；图3(b)表示映射图，Rh′表示ROI纵向边界到映射图纵向边界的横向距离。x′和x的映射关系Fx′可以写作：当x′<Rh′时，如映射图上Pl′点，x＝Rh-Dl,如经纬图上Pl点；当x′>Rh′+Wr时，如映射图上Pr′点，x＝Rh+Wr+Dr，如经纬图上Pr点；否则，x＝Rh+x′-Rh′。Dl和Dr是经纬图上的点Pl和Pr到ROI纵向边界的横向距离，可以由映射图上的点Pl′和Pr′到ROI纵向边界的横向距离Dl′和Dr′计算，公式为：其中，Dh代表Dl或Dr，Dh′代表Dl′或Dr′，并且，Dl′＝Rh′-x′，Dr′＝x′-Wr-Rh′。如图4所示，图4(a)表示经纬图，Rv表示ROI横向边界到经纬图横向边界的纵向距离；图4(b)表示映射图，Rv′表示ROI横向边界到映射图横向边界的纵向距离。y′和y的映射关系Fy′可以写作：当y′<Rv′时，如映射图上Pt′点，y＝Rv-Dt,如经纬图上Pt点；当y′>Rv′+Hr时，如映射图上Pb′点，y＝Rv+Hr+Db，如经纬图上Pb点；否则，y＝Rv+y′-Rv′。Dt和Db是经纬图上的点Pt和Pb到ROI横向边界的纵向距离，可以由映射图上的点Pt′和Pb′到ROI横向边界的纵向距离Dt′和Db′计算，公式为：其中，Dv代表Dt或Db，Dv′代表Dt′或Db′，并且，Dt′＝Rv′-y′，Db′＝y′-Hr-Rv′。第四步：生成映射图(非对称图)，映射图上某一点(x′,y′)的像素值为原始全景图上F(F′(x′,y′))点的像素值。对映射图上每一点做上述操作，得到映射图。另一方面，通过非对称反向映射方法将映射图反向映射到经纬图上，并进一步反向映射到其它任何映射方式的全景图(目标全景图)上，这个过程包括如下具体步骤：第一步：将按照任意指定映射方法映射的目标全景图坐标映射到经纬图坐标，即建立从目标全景图上某一点的坐标(xo,yo)到所述经纬图上相同点的坐标(x,y)的映射关系：F-1:(x,y)＝F-1(xo,yo)(式11)第二步：如图2所示，经纬图的宽高为W×H，ROI区域宽高为Wr×Hr，映射图的宽高为W′×H′，计算横向和纵向上的最大下采样比例rx和ry:第三步：建立从经纬图上某一点的坐标(x,y)到所述映射图上相同点的坐标(x′,y′)的映射关系F″，F″可以写作F″(x,y)＝(Fx″(x),Fy″(y))，其中x′＝Fx″(x),y′＝Fy″(y)。如图3所示，图3(a)表示经纬图，Rh表示ROI纵向边界到经纬图纵向边界的横向距离；图3(b)表示映射图，Rh′表示ROI纵向边界到映射图纵向边界的横向距离。x和x′的映射关系Fx″可以写作：当x<Rh时，如映射图上Pl点，x′＝Rh′-Dl′,如经纬图上Pl′点；当x>Rh+Wr时，如映射图上Pr点，x′＝Rh′+Wr+Dr′，如经纬图上Pr′点；否则，x′＝Rh′+x-Rh。Dl′和Dr′是映射图上的点Pl′和Pr′到ROI边界的横向距离，可以由经纬图上的点Pl和Pr到ROI边界的横向距离Dl和Dr计算，公式为：其中，Dh′代表Dl′或Dr′，Dh代表Dl或Dr，并且，Dl＝Rh-x，Dr＝x-Wr-Rh。如图4所示，图4(a)表示经纬图，Rv表示ROI横向边界到经纬图横向边界的纵向距离；图4(b)表示映射图，Rv′表示ROI横向边界到映射图横向边界的纵向距离。y和y′的映射关系Fy″可以写作：当y<Rv时，如映射图上Pt点，y′＝Rv′-Dt′,如经纬图上Pt′点；当y>Rv+Hr时，如映射图上Pb点，y′＝Rv′+Hr+Db′，如经纬图上Pb′点；否则，y＝Rv′+y-Rv。Dt′和Db′是映射图上的点Pt′和Pb′到ROI边界的纵向距离，可以由映射图上的点Pt和Pb到ROI边界的纵向距离Dt和Db计算，公式为：其中，Dv′代表Dt′或Db′，Dv代表Dt或Db，并且，Dt＝Rv-y，Db＝y-Hr-Rv。第四步：生成原始全景图，原始全景图上某一点(xo,yo)的像素值为映射图上F″(F-1(xo,yo))点的像素值。对原始全景图上每一点做上述操作，得到原始全景图。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种全景图像的非对称映射方法，包括非对称前向映射方法和非对称反向映射方法；非对称前向映射方法将原始图转换成非对称图；非对称反向映射方法将非对称图反映射成原始图。本专利技术可针对任意格式的全景图进行映射处理。本专利技术实施例以经纬图为原始全景图，采用本专利技术提供的全景图像的非对称映射方法进行映射，与现有经纬图映射方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全景图像的非对称映射方法，包括映射过程和反向映射过程；所述映射过程通过非对称前向映射方法将原始图转换成非对称图；所述反向映射过程通过非对称反向映射方法将上述非对称图反映射成原始图；所述原始图为任意格式的全景图；非对称图像上同一列像素具有相同的经度，同一行像素具有相同的维度；所述非对称图的中心区域为指定宽高的感兴趣区域；所述感兴趣区域和非感兴趣区域具有不同的采样精度，且非感兴趣区域的采样精度沿非对称图中心向非对称图边缘递减；所述映射过程包括如下步骤：第一步：将指定宽高为W×H的经纬图的坐标映射为任意原始全景图坐标，即建立从所述经纬图上某一点的坐标(x,y)到所述原始全景图上相同点的坐标(xo,yo)的映射关系,表示为式1：F:(xo,yo)＝F(x,y)   (式1)第二步：对经纬图指定一个感兴趣区域，所述感兴趣区域的中心为经纬图中心、且宽高为Wr×Hr；设定映射图的宽高为W′×H′；第三步：建立从映射图上某一点的坐标(x′,y′)到所述经纬图上相同点的坐标(x,y)的映射关系F′，F′表示为：F′(x′,y′)＝(Fx′(x′),Fy′(y′))，其中x＝Fx′(x′),y＝Fy′(y′)；设定R...

【技术特征摘要】
1.一种全景图像的非对称映射方法，包括映射过程和反向映射过程；所述映射过程通过非对称前向映射方法将原始图转换成非对称图；所述反向映射过程通过非对称反向映射方法将上述非对称图反映射成原始图；所述原始图为任意格式的全景图；非对称图像上同一列像素具有相同的经度，同一行像素具有相同的维度；所述非对称图的中心区域为指定宽高的感兴趣区域；所述感兴趣区域和非感兴趣区域具有不同的采样精度，且非感兴趣区域的采样精度沿非对称图中心向非对称图边缘递减；所述映射过程包括如下步骤：第一步：将指定宽高为W×H的经纬图的坐标映射为任意原始全景图坐标，即建立从所述经纬图上某一点的坐标(x,y)到所述原始全景图上相同点的坐标(xo,yo)的映射关系,表示为式1：F:(xo,yo)＝F(x,y)(式1)第二步：对经纬图指定一个感兴趣区域，所述感兴趣区域的中心为经纬图中心、且宽高为Wr×Hr；设定映射图的宽高为W′×H′；第三步：建立从映射图上某一点的坐标(x′,y′)到所述经纬图上相同点的坐标(x,y)的映射关系F′，F′表示为：F′(x′,y′)＝(Fx′(x′),Fy′(y′))，其中x＝Fx′(x′),y＝Fy′(y′)；设定Rh表示感兴趣区域纵向边界到经纬图纵向边界的横向距离；Rh′表示感兴趣区域纵向边界到映射图纵向边界的横向距离；x′和x的映射关系Fx′为：当x′＜Rh′时，x＝Rh-Dl；当x′＞Rh′+Wr时，x＝Rh+Wr+Dr；否则，x＝Rh+x′-Rh′；其中，Dl和Dr分别是经纬图上的点Pl和Pr到感兴趣区域纵向边界的横向距离；设定Rv表示感兴趣区域横向边界到经纬图横向边界的纵向距离；Rv′表示感兴趣区域横向边界到映射图横向边界的纵向距离；y′和y的映射关系Fy′为：当y′＜Rv′时，y＝Rv-Dt；当y′＞Rv′+Hr时，y＝Rv+Hr+Db；否则，y＝Rv+y′-Rv′；其中，Dt和Db是经纬图上的点Pt和Pb到感兴趣区域横向边界的纵向距离；第四步：生成非对称映射图：将原始全景图上F(F′(x′,y′))点的像素值作为映射图上相应的每一点(x′,y′)的像素值，由此得到非对称映射图；所述反向映射过程通过非对称反向映射方法将上述非对称映射图反向映射到经纬图上，并进一步反向映射到任何映射方式的全景图上，包括如下步骤：第一步：将目标全景图坐标映射到经纬图坐标，即建立从目标全景图上某一点的坐标(xo,yo)到所述经纬图上相同点的坐标(x,y)的映射关系，表示为式11：F-1:(x,y)＝F-1(xo,yo)(式11)第二步：建立从经纬图上某一点的坐标(x,y)到所述映射图上相同点的坐标(x′,y′)的映射关系F″，记作F″(x,y)＝(Fx″(x),Fy″(y))，其中x′＝Fx″(x),y′＝Fy″(y)；设定Rh表示感兴趣区域纵向边界到经纬图纵向边界的横向距离，Rh′表示感兴趣区域纵向边界到映射图纵向边界的横...

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣刚，王振宇，王悦名，高文，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44