[发明专利]一种流形结构保持的360度全景图像的高效编辑扩散方法

权利要求书

1.一种流形结构保持的360度全景图像的高效编辑扩散方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将平面图像映射到球面坐标，具体为，以等效矩形的图像为输入，提取出其颜色和位置信息，然后将平面上的像素点映射到球面并转换成对应的经纬度，并进一步转换为单位球体上的3D坐标；

S2，建立360度全景图像的球面流形，具体为，对每个像素，用颜色和3D坐标组成的高维特征向量表示其特征，并通过高维向量之间的欧氏距离度量像素间的相似度，然后基于该度量进一步寻找每个像素的K个最近邻，最后通过求解基于局部线性嵌入约束的优化得到K近邻的相应权值，从而将任意一个像素表示为K个邻近像素的线性组合；

S3，基于球面流形结构保持的编辑扩散，具体为，给定用户编辑的笔画和相应的编辑参数，建立能量优化函数实现编辑扩散，其约束为保持用户笔画上的编辑和每个像素的流形结构；

S4，基于多分辨率的高效编辑扩散，具体为，对于超高分辨率的全景图输入，首先将图像进行下采样，并在下采样的图像上进行编辑扩散，然后对编辑扩散的结果进行上采样，并通过导向性滤波进行编辑结果提升，最后结合原输入图像渲染出高质量编辑结果。

2.如权利要求1所述的流形结构保持的360度全景图像的高效编辑扩散方法，其特征在于，步骤2所述的流形结构中，近邻数量根据像素与近邻的相似度和球面坐标上该像素的纬度自适应调整，公式如下：

其中θ是纬度，a是常量，取0.6，d_i是邻域像素与中心像素在特征空间的距离，d_min和d_max是该距离的最小和最大值，K_min和K_max给出了近邻数量的取值范围。

3.如权利要求1所述的流形结构保持的360度全景图像的高效编辑扩散方法，其特征在于，步骤2所述的流形结构中，每个近邻的权值进一步根据近邻与中心像素点的相似度进行调整，使得相似近邻的权值更大，公式如下：

其中，ζ_ij＝1-S(D(f_i,f_j))，β是常量，取0.5，S()是Sigmoid函数，D(f_i,f_j)表示两像素的特征向量之间的距离，由两像素的颜色距离和大圆距离之和组成，w_i,j为每个近邻像素的权值。

4.如权利要求1所述的流形结构保持的360度全景图像的高效编辑扩散方法，其特征在于，步骤3所述的能量优化的求解能够通过K-D树结构进行加速，使得能量优化的求解能够基于聚类后的角点，公式如下：

其中，是结点i的编辑强度和数值，由相邻结点的中的像素加权得到，m_i表示对结点i有贡献的像素数目，通过求解方程得到结点的编辑强度数值后，每个像素的编辑强度由结点的多重线性插值得到。