Введение 3
Постановка задачи 6
Обзор литературы 7
Глава 1. Общая схема решения 9
Глава 2. Используемые методы 10
2.1. Особые точки 10
2.2. Аффинное преобразование 15
Глава 3. Описание алгоритма и результаты 19
Заключение 25
Список литературы 26
Приложение 28
Панорамная фотосъёмка - разновидность съёмки с большим углом охвата сцены. Применяется в случае, когда стандартные углы обзора объективов недостаточны для отображения всей требуемой сцены.
С помощью панорамных методик мы получаем возможность «поймать в кадр» больше пространства, чем при использовании стандартного комплекта фототехники. Вопросами панорамной съёмки фотографы озабочены давно. И если раньше усилия конструкторов фототехники, профессиональных фотографов и любителей были направлены на аппаратные решения, то теперь более перспективными видятся решения программные.
Рассмотрим несколько примеров. Рисунок 1 представляет собой фотографию объекта, выполненную широкоугольным объективом (28 мм) с максимально возможного удаления. По условиям съёмки дальше отойти невозможно. Ширины обзора не хватает, виден лишь фрагмент. Выход из ситуации - панорама, которую можно видеть на рис. 2. Похожие условия возникают при фотосъёмке интерьеров и архитектуры. Необходимо показать широкое помещение при условии явного недостатка пространства (рис. 3).
Рис. 3. Комната
Восхитительной красоты фасады зданий зачастую просто неоткуда сфотографировать - дальше стены дома напротив не отойдёшь при всем желании (рис. 4).
Рис. 4. Зимний дворец
Создание панорам высокого и сверхвысокого разрешения для печати на многометровых баннерах - рисунок 5.
Рис. 5. Благовещенский мост
Рис. 6. Яндекс Панорамы
Другое применение панорамной съёмки - в онлайн сервисах Яндекс Панорамы и Google Street View, которые позволяют совершить виртуальное путешествие по сотням городов, осмотреть достопримечательности, сориентироваться в незнакомом районе, посмотреть на развязки и дорожные знаки (рис. 6).
Наконец, современная видеотехника позволяет снимать видео в высоком разрешении, которое также можно использовать для создания панорам. В этом отношении ныне весьма популярны экшн-камеры вроде GoPro.
Стоит отметить, что получение итогового изображения - достаточно долгий и трудоемкий процесс, как при ручном, так и автоматическом выполнении. В любом случае приходится иметь дело с оценкой оптимальных параметров съемки, перспективными искажениями, переменой освещения, перемещающимися объектами и многим другим. При программном решении задачи привлекаются методы обработки изображений и компьютерного зрения, которые, как правило, требуют большие вычислительные затраты.
В ходе проведенной работы был сформирован алгоритм для склеивания панорамного изображения по видеоряду, в котором производится съемка в одной плоскости, а также проведено исследование и сравнение методов поиска и описания особых точек. Полученный алгоритм не является привязанным к содержанию видео и его разрешению из-за использования алгоритма на основе поиска особых точек.
В данной реализации не использовались алгоритмы блендинга, не производилось оценки параметров камеры и устранение дисторсий, поэтому полученные результаты могут «проигрывать» панорамам, создаваемым специальными программами. Для сравнения приведем такую панораму, полученную с помощью программы Image Composite Editor, разработанную в Microsoft Research (рис. 24)
Из достоинств приведенного алгоритма можно выделить скорость работы.
Рис.24.
