全景图像技术是IBR中的一项基本技术,它用具有高度真实感的图像来表示虚拟场景.柱面虚拟场景实现比较简单,应用最为广泛.本文提出了一种基于等距离匹配和小波分解的柱面全景图像拼接算法.该算法将等距离匹配放到小波空间中完成,利用了小波分解的边缘信息和金字塔结构,保证了拼接的稳定性,同时也加快了拼接速度.球面虚拟场景实现相对复杂,针对多数研究者是采用特殊摄像器材、或用手工、半自动的方法构建球面虚拟场景的情况,本文提出了一种由摄像机视角参数控制图像投影变换的球面全景图像自动拼接算法.该算法仅仅使用普通的数码相机和普通三脚架摄像器材,通过用摄像机的转角和仰角两个参数来控制图像的球面投影变换,实现了球面全景图像的完全自动拼接,无需人工介入.同时,还开发了配之以俯视导航图的全景图像环视漫游器,实现了柱面虚拟场景和球面虚拟场景的实时环视漫游.本文提出了一种基于轮廓相位相关的图像自动拼接算法,它适用于包含刚体位置变换、仿射变换和任意透视投影变换图像之间的一般性拼接问题.该算法首先只考虑图像间的平移量和角位移用轮廓相位相关算法将图像初始定位,得到图像间初始的投影变换矩阵,然后再进行局部微调,即用迭代优化算法将图像间初始的投影变换矩阵优化求解,实现图像的精确拼接.所提出的轮廓相位相关算法对常规相位相关算法作了两点改进:(1)提取出图像的轮廓,只对二值化的轮廓图像进行相位相关计算;(2)当相位相关的δ函数阵列中存在多个和最大峰值比较接近的峰值时,将它们对应的平移量都作为候选平移量,然后根据重叠区图像的一致性选取其中的最佳值.该算法在图像间的光照条件有较大差异,存在多个和最大峰值比较接近的峰值,以及图像间存在一定角位移时,都能实现正确拼接,稳定性较好.IBR中的视图插值技术可实现不同视点间的漫游,但是摄像机纵向运动时的视图插值是IBR中较困难的问题.常规的视图插值算法不适用于摄像机纵向运动时的情形,它会在目标图像的四周产生曲变现象.基于此,本文对于摄像机纵向运动时拍摄的序列图像,提出了一种基于极线几何约束关系的当前视点目标图像生成算法.该算法充分利用极线的整体匹配性质和保序性质,并结合傅立叶变换和动态规划匹配算法的原理,真实地合成了当前视点的目标图像,较好地解决了目标图像四周的曲变问题,从而实现了基于IBR技术的虚拟场景的纵向漫游.最后,开发了一个图像漫游器,使用户在其中实现了不同视点间的实时纵向漫游.基本矩阵计算是计算机视觉研究中的一个重要课题.原始匹配点由于噪声、取整等方面的原因,它们之中必然存在一些异常匹配点,而现有的基本矩阵计算方法对这些异常匹配点都非常敏感.基于此,本文提出了一种逐次去除异常匹配点的基本矩阵迭代计算方法.该算法首先利用异常匹配点逐次去除算法筛选去除异常匹配点,并得到基本矩阵的初值,然后根据对极距离最小准则非线性优化求解基本矩阵.通过实拍图像进行研究的结果表明,该算法由于去除了对基本矩阵有不良影响的异常匹配点,与其它算法在平均余差和平均对极距离两方面相比,精度均较高,具有一定的优势.