MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤


Posted in Python onMay 14, 2021

part1 全景图切割

原图:

MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤

切割效果:

MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤
MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤

以下是切割部分步骤:
举这张图为例,图片格式hdr,jpg啥的都行:

MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤

1.1 边缘剔除

有些全景图会自带白灰色边缘,若是直接进行切割便会出现如下效果:

MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤

这时候我们首先要对原图进行白边剔除,代码如下:

oriPic=imread('test.hdr');
[rows,cols,~]=size(oriPic);

for i=cols:-1:1
    tempListR=oriPic(floor(rows/4):ceil(3*rows/4),i,1);
    tempListG=oriPic(floor(rows/4):ceil(3*rows/4),i,1);
    tempListB=oriPic(floor(rows/4):ceil(3*rows/4),i,1);
    if all(round(tempListR-mean(tempListR))==0)&&all(tempListR==tempListG)&&all(tempListR==tempListB)
        oriPic(:,i,:)=[];
    else
        break;
    end
end
oriPic=oriPic(:,end:-1:1,:);
for i=size(oriPic,2):-1:1
    tempListR=oriPic(floor(rows/4):ceil(3*rows/4),i,1);
    tempListG=oriPic(floor(rows/4):ceil(3*rows/4),i,1);
    tempListB=oriPic(floor(rows/4):ceil(3*rows/4),i,1);
    if all(round(tempListR-mean(tempListR))==0)&&all(tempListR==tempListG)&&all(tempListR==tempListB)
        oriPic(:,i,:)=[];
    else
        break;
    end
end
oriPic=oriPic(:,end:-1:1,:);
for i=rows:-1:1
    tempListR=oriPic(i,floor(cols/4):ceil(3*cols/4),1);
    tempListG=oriPic(i,floor(cols/4):ceil(3*cols/4),1);
    tempListB=oriPic(i,floor(cols/4):ceil(3*cols/4),1);
    if all(round(tempListR-mean(tempListR))==0)&&all(tempListR==tempListG)&&all(tempListR==tempListB)
        oriPic(i,:,:)=[];
    else
        break;
    end
end
oriPic=oriPic(end:-1:1,:,:);
for i=size(oriPic,1):-1:1
    tempListR=oriPic(i,floor(cols/4):ceil(3*cols/4),1);
    tempListG=oriPic(i,floor(cols/4):ceil(3*cols/4),1);
    tempListB=oriPic(i,floor(cols/4):ceil(3*cols/4),1);
    if all(round(tempListR-mean(tempListR))==0)&&all(tempListR==tempListG)&&all(tempListR==tempListB)
        oriPic(i,:,:)=[];
    else
        break;
    end
end
oriPic=oriPic(end:-1:1,:,:);

1.2 图像裁剪

我们要让完成的就是如下的变换和裁剪:

MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤
MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤

这部分其实已经有较为成熟的原理和代码:
代码参考:https://stackoverflow.com/questions/29678510/convert-21-equirectangular-panorama-to-cube-map

原理参考:
http://paulbourke.net/panorama/cubemaps/#1

http://paulbourke.net/panorama/cubemaps/

原理参考文章中更加清晰的变化图:

MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤

另:
在参考代码的基础上,对映射像素进行了插值处理,可以使图像更加平滑,原理如下:

MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤
MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤

主要函数代码:

function resultPic=createCubeMapFace(oriPic,id,height,width)
    [M,N,~]=size(oriPic);
    resultPic=zeros([height,width,3]);
    an=sin(pi/4);
    ak=cos(pi/4);
    
    faceTransform=[0,0;
               pi/2,0;
               pi,0;
               -pi/2,0;
               0,-pi/2;
               0,pi];
    ftu=faceTransform(id,1);
    ftv=faceTransform(id,2);

    for y=0:height-1
        for x=0:width-1
            nx=y/height-0.5;
            ny=x/width-0.5;

            nx=nx*2*an;
            ny=ny*2*an;

            if (ftv == 0)
                u=atan2(nx, ak);
                v=atan2(ny*cos(u),ak);
                u=u+ftu;
            elseif(ftv>0)
                d=sqrt(nx*nx+ny*ny);
                v=pi/2-atan2(d,ak);
                u=atan2(ny,nx);
            else
                d=sqrt(nx*nx+ny*ny);
                v=-pi/2+atan2(d,ak);
                u=atan2(-ny,nx);
            end

            u=u/(pi);
            v=v/(pi/2);

            while(v<-1)
                v=v+2;
                u=u+1;
            end
            while(v>1)
                v=v-2;
                u=u+1;
            end
            while(u<-1)
                u=u+2;
            end
            while(u>1)
                u=u-2;
            end
            u=u/2+0.5;
            v=v/2+0.5;

            u=u*(N-1)+1;
            v=v*(M-1)+1;
            
            fv=floor(v);fv1=floor(v)+1;pv=v-fv;fv1(fv1>M)=M;
            fu=floor(u);fu1=floor(u)+1;pu=u-fu;fu1(fu1>N)=N;
            resultPic(x+1,y+1,:)=double(oriPic(fv,fu,:)).*(1-pv).*(1-pu)+...
                                 double(oriPic(fv1,fu,:)).*(pv).*(1-pu)+...
                                 double(oriPic(fv,fu1,:)).*(1-pv).*(pu)+...
                                 double(oriPic(fv1,fu1,:)).*(pv).*(pu);
        end
    end
    resultPic=uint8(resultPic);
end

函数调用及图像存储:
这里后面长宽数值可以任意设定,但是要求长宽数值一致,如果按照当前写法,结果被存储至result文件夹:

if ~exist('result','dir')
   mkdir('result');
end

for i=1:6
    resultPic=createCubeMapFace(oriPic,i,500,500);
    figure(i)
    imshow(resultPic)
    imwrite(resultPic,['result\',num2str(i),'.jpg'])
end

另: 如图所示
图片序号[1,2,3,4,5,6]分别对应图片[右,后,左,前,上,下]

MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤

1.3 完整代码

function panoramic2box
oriPic=imread('889027-884424860.jpg');
[rows,cols,~]=size(oriPic);

for i=cols:-1:1
    tempListR=oriPic(floor(rows/4):ceil(3*rows/4),i,1);
    tempListG=oriPic(floor(rows/4):ceil(3*rows/4),i,1);
    tempListB=oriPic(floor(rows/4):ceil(3*rows/4),i,1);
    if all(round(tempListR-mean(tempListR))==0)&&all(tempListR==tempListG)&&all(tempListR==tempListB)
        oriPic(:,i,:)=[];
    else
        break;
    end
end
oriPic=oriPic(:,end:-1:1,:);
for i=size(oriPic,2):-1:1
    tempListR=oriPic(floor(rows/4):ceil(3*rows/4),i,1);
    tempListG=oriPic(floor(rows/4):ceil(3*rows/4),i,1);
    tempListB=oriPic(floor(rows/4):ceil(3*rows/4),i,1);
    if all(round(tempListR-mean(tempListR))==0)&&all(tempListR==tempListG)&&all(tempListR==tempListB)
        oriPic(:,i,:)=[];
    else
        break;
    end
end
oriPic=oriPic(:,end:-1:1,:);
for i=rows:-1:1
    tempListR=oriPic(i,floor(cols/4):ceil(3*cols/4),1);
    tempListG=oriPic(i,floor(cols/4):ceil(3*cols/4),1);
    tempListB=oriPic(i,floor(cols/4):ceil(3*cols/4),1);
    if all(round(tempListR-mean(tempListR))==0)&&all(tempListR==tempListG)&&all(tempListR==tempListB)
        oriPic(i,:,:)=[];
    else
        break;
    end
end
oriPic=oriPic(end:-1:1,:,:);
for i=size(oriPic,1):-1:1
    tempListR=oriPic(i,floor(cols/4):ceil(3*cols/4),1);
    tempListG=oriPic(i,floor(cols/4):ceil(3*cols/4),1);
    tempListB=oriPic(i,floor(cols/4):ceil(3*cols/4),1);
    if all(round(tempListR-mean(tempListR))==0)&&all(tempListR==tempListG)&&all(tempListR==tempListB)
        oriPic(i,:,:)=[];
    else
        break;
    end
end
oriPic=oriPic(end:-1:1,:,:);
% =========================================================================
if ~exist('result','dir')
   mkdir('result');
end

for i=1:6
    resultPic=createCubeMapFace(oriPic,i,500,500);
    figure(i)
    imshow(resultPic)
    imwrite(resultPic,['result\',num2str(i),'.jpg'])
end



% =========================================================================
function resultPic=createCubeMapFace(oriPic,id,height,width)
    [M,N,~]=size(oriPic);
    resultPic=zeros([height,width,3]);
    an=sin(pi/4);
    ak=cos(pi/4);
    
    faceTransform=[0,0;
               pi/2,0;
               pi,0;
               -pi/2,0;
               0,-pi/2;
               0,pi];
    ftu=faceTransform(id,1);
    ftv=faceTransform(id,2);

    for y=0:height-1
        for x=0:width-1
            nx=y/height-0.5;
            ny=x/width-0.5;

            nx=nx*2*an;
            ny=ny*2*an;

            if (ftv == 0)
                u=atan2(nx, ak);
                v=atan2(ny*cos(u),ak);
                u=u+ftu;
            elseif(ftv>0)
                d=sqrt(nx*nx+ny*ny);
                v=pi/2-atan2(d,ak);
                u=atan2(ny,nx);
            else
                d=sqrt(nx*nx+ny*ny);
                v=-pi/2+atan2(d,ak);
                u=atan2(-ny,nx);
            end

            u=u/(pi);
            v=v/(pi/2);

            while(v<-1)
                v=v+2;
                u=u+1;
            end
            while(v>1)
                v=v-2;
                u=u+1;
            end
            while(u<-1)
                u=u+2;
            end
            while(u>1)
                u=u-2;
            end
            u=u/2+0.5;
            v=v/2+0.5;

            u=u*(N-1)+1;
            v=v*(M-1)+1;
            
            fv=floor(v);fv1=floor(v)+1;pv=v-fv;fv1(fv1>M)=M;
            fu=floor(u);fu1=floor(u)+1;pu=u-fu;fu1(fu1>N)=N;
            resultPic(x+1,y+1,:)=double(oriPic(fv,fu,:)).*(1-pv).*(1-pu)+...
                                 double(oriPic(fv1,fu,:)).*(pv).*(1-pu)+...
                                 double(oriPic(fv,fu1,:)).*(1-pv).*(pu)+...
                                 double(oriPic(fv1,fu1,:)).*(pv).*(pu);
        end
    end
    resultPic=uint8(resultPic);
end
end

1.4 其他几组切割结果

图片源自:https://www.cgmodel.com/article/9004.html

MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤
MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤
MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤
MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤
MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤
MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤

part2 盒图展示

2.1 曲面绘制

使用surf绘制各个曲面后,并为各个曲面贴图:

for i=1:6
    oriPic.(['p',num2str(i)])=imread(['result\',num2str(i),'.jpg']);   
end
[rows,cols,~]=size(oriPic.p1);
[baseXY,baseZ]=meshgrid(1:cols,rows:-1:1);

ax=gca;hold(ax,'on')


surf(baseXY(:,end:-1:1)-(1+rows)/2,-(rows-1)./2.*ones(size(baseXY)),baseZ,'CData',oriPic.p1,'EdgeColor','none','FaceColor','interp')
surf(-(rows-1)./2.*ones(size(baseXY)),baseXY-(1+rows)/2,baseZ,'CData',oriPic.p2,'EdgeColor','none','FaceColor','interp')
surf(baseXY-(1+rows)/2,(rows-1)./2.*ones(size(baseXY)),baseZ,'CData',oriPic.p3,'EdgeColor','none','FaceColor','interp')
surf((rows-1)./2.*ones(size(baseXY)),baseXY(:,end:-1:1)-(1+rows)/2,baseZ,'CData',oriPic.p4,'EdgeColor','none','FaceColor','interp')
surf(baseXY'-(1+rows)/2,baseXY-(1+rows)/2,ones(size(baseXY)),'CData',oriPic.p6(end:-1:1,end:-1:1,:),'EdgeColor','none','FaceColor','interp')
surf(baseXY'-(1+rows)/2,baseXY-(1+rows)/2,rows-1+ones(size(baseXY)),'CData',oriPic.p5(:,end:-1:1,:),'EdgeColor','none','FaceColor','interp')

MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤
MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤

2.2 视角调整

通过设置axes属性将视角调整至盒子里面

ax=axes('parent',fig,'position',[-0.45 -0.45 1.9 1.9]);hold(ax,'on')
ax.ZLim=[0,rows+1];
ax.XLim=[0-(1+rows)/2,rows+1-(1+rows)/2];
ax.YLim=[0-(1+rows)/2,rows+1-(1+rows)/2];
ax.Color=[0 0 0];
ax.CameraPosition=[0,0,rows/2];
ax.CameraPositionMode='manual';
ax.DataAspectRatio=[1,1,1];
ax.DataAspectRatioMode='manual';
ax.Projection='perspective';
ax.CameraTargetMode='manual';
ax.CameraViewAngle = 7;
ax.View=[-2.7391 90.0000];
ax.CameraTarget=[0 0 (rows-1)/2];
ax.Toolbar.Visible='on';

运行后点击那个三位旋转按钮即可开始漫游

MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤

此时的盒图是无缝隙版本,有缝隙版放在后面

MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤

2.3 完整代码

无缝隙版:

function showBox
for i=1:6
    oriPic.(['p',num2str(i)])=imread(['result\',num2str(i),'.jpg']);   
end
[rows,cols,~]=size(oriPic.p1);
[baseXY,baseZ]=meshgrid(1:cols,rows:-1:1);

fig=figure('units','pixels','position',[300 80 500 500],...
                       'Numbertitle','off','menubar','none','resize','off',...
                       'name','box');
                   

ax=axes('parent',fig,'position',[-0.45 -0.45 1.9 1.9]);hold(ax,'on')
ax.ZLim=[0,rows+1];
ax.XLim=[0-(1+rows)/2,rows+1-(1+rows)/2];
ax.YLim=[0-(1+rows)/2,rows+1-(1+rows)/2];
ax.Color=[0 0 0];
ax.CameraPosition=[0,0,rows/2];
ax.CameraPositionMode='manual';
ax.DataAspectRatio=[1,1,1];
ax.DataAspectRatioMode='manual';
ax.Projection='perspective';
ax.CameraTargetMode='manual';
ax.CameraViewAngle = 7;
ax.View=[-2.7391 90.0000];
ax.CameraTarget=[0 0 (rows-1)/2];
ax.Toolbar.Visible='on';




surf(baseXY(:,end:-1:1)-(1+rows)/2,-(rows-1)./2.*ones(size(baseXY)),baseZ,'CData',oriPic.p1,'EdgeColor','none','FaceColor','interp')
surf(-(rows-1)./2.*ones(size(baseXY)),baseXY-(1+rows)/2,baseZ,'CData',oriPic.p2,'EdgeColor','none','FaceColor','interp')
surf(baseXY-(1+rows)/2,(rows-1)./2.*ones(size(baseXY)),baseZ,'CData',oriPic.p3,'EdgeColor','none','FaceColor','interp')
surf((rows-1)./2.*ones(size(baseXY)),baseXY(:,end:-1:1)-(1+rows)/2,baseZ,'CData',oriPic.p4,'EdgeColor','none','FaceColor','interp')
surf(baseXY'-(1+rows)/2,baseXY-(1+rows)/2,ones(size(baseXY)),'CData',oriPic.p6(end:-1:1,end:-1:1,:),'EdgeColor','none','FaceColor','interp')
surf(baseXY'-(1+rows)/2,baseXY-(1+rows)/2,rows-1+ones(size(baseXY)),'CData',oriPic.p5(:,end:-1:1,:),'EdgeColor','none','FaceColor','interp')

end

MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤

有缝隙版:

function showBox2
for i=1:6
    oriPic.(['p',num2str(i)])=imread(['result\',num2str(i),'.jpg']);   
end
[rows,cols,~]=size(oriPic.p1);
[baseXY,baseZ]=meshgrid(1:cols,rows:-1:1);

fig=figure('units','pixels','position',[300 80 500 500],...
                       'Numbertitle','off','menubar','none','resize','off',...
                       'name','box');
                   

ax=axes('parent',fig,'position',[-0.45 -0.45 1.9 1.9]);hold(ax,'on')
ax.ZLim=[0,rows+1];
ax.XLim=[0-(1+rows)/2,rows+1-(1+rows)/2];
ax.YLim=[0-(1+rows)/2,rows+1-(1+rows)/2];
ax.Color=[0 0 0];
ax.CameraPosition=[0,0,rows/2];
ax.CameraPositionMode='manual';
ax.DataAspectRatio=[1,1,1];
ax.DataAspectRatioMode='manual';
ax.Projection='perspective';
ax.CameraTargetMode='manual';
ax.CameraViewAngle = 7;
ax.View=[-2.7391 90.0000];
ax.CameraTarget=[0 0 (rows+1)/2];
ax.Toolbar.Visible='on';




surf(baseXY(:,end:-1:1)-rows/2,-rows./2.*ones(size(baseXY)),baseZ,'CData',oriPic.p1,'EdgeColor','none','FaceColor','interp')
surf(-rows./2.*ones(size(baseXY)),baseXY-(1+rows)/2,baseZ,'CData',oriPic.p2,'EdgeColor','none','FaceColor','interp')
surf(baseXY-(1+rows)/2,rows./2.*ones(size(baseXY)),baseZ,'CData',oriPic.p3,'EdgeColor','none','FaceColor','interp')
surf(rows./2.*ones(size(baseXY)),baseXY(:,end:-1:1)-(1+rows)/2,baseZ,'CData',oriPic.p4,'EdgeColor','none','FaceColor','interp')
surf(baseXY'-(1+rows)/2,baseXY-(1+rows)/2,zeros(size(baseXY)),'CData',oriPic.p6(end:-1:1,end:-1:1,:),'EdgeColor','none','FaceColor','interp')
surf(baseXY'-(1+rows)/2,baseXY-(1+rows)/2,rows+ones(size(baseXY)),'CData',oriPic.p5(:,end:-1:1,:),'EdgeColor','none','FaceColor','interp')

end

MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤
MATLAB 全景图切割及盒图显示的实现步骤

以上就是MATLAB 全景图切割及盒图显示的详细内容,更多关于MATLAB 全景图的资料请关注三水点靠木其它相关文章!

Python 相关文章推荐
python中使用%与.format格式化文本方法解析
Dec 27 Python
Selenium chrome配置代理Python版的方法
Nov 29 Python
用python代码将tiff图片存储到jpg的方法
Dec 04 Python
numpy.where() 用法详解
May 27 Python
Django使用模板后无法找到静态资源文件问题解决
Jul 19 Python
python实现邮件发送功能
Aug 10 Python
Python调用scp向服务器上传文件示例
Dec 22 Python
Python如何获取Win7,Win10系统缩放大小
Jan 10 Python
对Tensorflow中Device实例的生成和管理详解
Feb 04 Python
Python判断变量是否是None写法代码实例
Oct 09 Python
python 实现图片批量压缩的示例
Dec 18 Python
使用Python开发贪吃蛇游戏 SnakeGame
Apr 30 Python
使用pandas或numpy处理数据中的空值(np.isnan()/pd.isnull())
May 14 #Python
PyQt5爬取12306车票信息程序的实现
python flask框架快速入门
如何将numpy二维数组中的np.nan值替换为指定的值
May 14 #Python
使用numpy nonzero 找出非0元素
May 14 #Python
Python机器学习之KNN近邻算法
May 14 #Python
Python爬虫基础讲解之请求
You might like
神盾加密解密教程(三)PHP 神盾解密工具
2014/06/08 PHP
php微信开发之批量生成带参数的二维码
2016/06/26 PHP
laravel解决迁移文件一次删除创建字段报错的问题
2019/10/24 PHP
javascript编程起步(第七课)
2007/01/10 Javascript
js调用flash的效果代码
2008/04/26 Javascript
jquery 图片Silhouette Fadeins渐显效果
2010/02/07 Javascript
JS按位非(~)运算符与~~运算符的理解分析
2011/07/31 Javascript
JavaScript创建一个欢迎cookie弹出窗实现代码
2013/03/15 Javascript
javascript-表格排序(降序/反序)实现介绍(附图)
2013/05/30 Javascript
不要使用jQuery触发原生事件的方法
2014/03/03 Javascript
jQuery+ajax实现动态执行脚本的方法
2015/01/27 Javascript
javascript判断数组内是否重复的方法
2015/04/21 Javascript
jQuery 3 中的新增功能汇总介绍
2016/06/12 Javascript
前端微信支付js代码
2016/07/25 Javascript
js 模仿锚点定位的实现方法
2016/11/19 Javascript
js实现图片加载淡入淡出效果
2017/04/07 Javascript
BackBone及其实例探究_动力节点Java学院整理
2017/07/14 Javascript
使用yeoman构建angular应用的方法
2017/08/14 Javascript
element-ui中dialog弹窗关闭按钮失效的解决
2020/09/22 Javascript
Antd的Table组件嵌套Table以及选择框联动操作
2020/10/24 Javascript
python将ansible配置转为json格式实例代码
2017/05/15 Python
python+pyqt实现12306图片验证效果
2017/10/25 Python
利用python GDAL库读写geotiff格式的遥感影像方法
2018/11/29 Python
python实现AES加密和解密
2019/03/27 Python
利用CSS3的定位页面元素
2009/08/29 HTML / CSS
纯CSS3单页切换导航菜单界面设计的简单实现
2016/08/16 HTML / CSS
关于h5中的fetch方法解读(小结)
2017/11/15 HTML / CSS
美国女性奢华品牌精品店:INTERMIX
2017/10/12 全球购物
商务邀请函范文
2014/01/14 职场文书
大二学生职业生涯规划书
2014/02/05 职场文书
公路绿化方案
2014/05/12 职场文书
经济国贸专业求职信
2014/06/18 职场文书
2016新年晚会开场白
2015/12/03 职场文书
Vue的过滤器你真了解吗
2022/02/24 Vue.js
vue实现在data里引入相对路径
2022/06/05 Vue.js
win10如何快速切换窗口 win10切换窗口快捷键分享
2022/07/23 数码科技