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
打印出python 当前全局变量和入口参数的所有属性
Jul 01 Python
Python实现自动为照片添加日期并分类的方法
Sep 30 Python
Python算法之图的遍历
Nov 16 Python
Python进程间通信Queue消息队列用法分析
May 22 Python
详解python内置常用高阶函数(列出了5个常用的)
Feb 21 Python
python解析xml文件方式(解析、更新、写入)
Mar 05 Python
Pycharm及python安装详细步骤及PyCharm配置整理(推荐)
Jul 31 Python
Python实现AI换脸功能
Apr 10 Python
Python CSS选择器爬取京东网商品信息过程解析
Jun 01 Python
如何写python的配置文件
Jun 07 Python
python 如何对logging日志封装
Dec 02 Python
python编写函数注意事项总结
Mar 29 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
咖啡是不是喝了会上瘾?咖啡是必须品吗!
2021/03/04 新手入门
PHP中的MYSQL常用函数(php下操作数据库必备)
2010/09/12 PHP
PHP小技巧之函数重载
2014/06/02 PHP
php处理多图上传压缩代码功能
2018/06/13 PHP
javascript 获取图片颜色
2009/04/05 Javascript
前端开发的开始---基于面向对象的Ajax类
2010/09/17 Javascript
javascript函数声明和函数表达式区别分析
2014/12/02 Javascript
jQuery实现拖动调整表格单元格大小的代码实例
2015/01/13 Javascript
JS数字千分位格式化实现方法总结
2016/12/16 Javascript
JavaScript 中 apply 、call 的详解
2017/03/21 Javascript
JavaScript初学者必看“new”
2017/06/12 Javascript
bootstrap基本配置_动力节点Java学院整理
2017/07/14 Javascript
jQuery中.attr()和.data()的区别分析
2017/09/03 jQuery
JavaScript使用FileReader实现图片上传预览效果
2020/03/27 Javascript
过滤器vue.filters的使用方法实现
2019/09/18 Javascript
vue中后端做Excel导出功能返回数据流前端的处理操作
2020/09/08 Javascript
vue单元格多列合并的实现
2020/11/26 Vue.js
[36:33]Ti4 循环赛第四日 附加赛NEWBEE vs Mouz
2014/07/13 DOTA
Python and、or以及and-or语法总结
2015/04/14 Python
Python实现脚本锁功能(同时只能执行一个脚本)
2017/05/10 Python
Python数据结构之图的应用示例
2018/05/11 Python
推荐10款最受Python开发者欢迎的Python IDE
2018/09/16 Python
利用Python库Scapy解析pcap文件的方法
2019/07/23 Python
python实现的config文件读写功能示例
2019/09/24 Python
Django实现分页显示效果
2019/10/31 Python
PyQt5事件处理之定时在控件上显示信息的代码
2020/03/25 Python
matplotlib.pyplot.plot()参数使用详解
2020/07/28 Python
CSS 3.0 结合video视频实现的创意开幕效果
2020/06/01 HTML / CSS
html5 利用canvas实现超级玛丽简单动画
2013/09/06 HTML / CSS
喝酒检查书范文
2014/02/23 职场文书
学生鉴定评语大全
2014/05/05 职场文书
含预算的公司户外活动方案
2014/08/16 职场文书
学校2015年纠风工作总结
2015/05/15 职场文书
导游词之南京夫子庙
2019/12/09 职场文书
Java生成日期时间存入Mysql数据库的实现方法
2022/03/03 Java/Android
PyTorch中permute的使用方法
2022/04/26 Python