[发明专利]用于增强物体外观的照明系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种照明系统，该照明系统包括用于产生物体的记录图像数据的光记录设备、照明设备以及用于根据记录图像数据生成增强照明数据的处理器，其中向照明设备提供增强照明数据用于用增强照明照亮物体以增强物体的外观。

背景技术

照明系统正在不断变得更复杂。我们目睹照明系统的如下演变，其中照明的亮度和/或颜色已经变得可调适。

根据Toshiyuki Amano和Hirokazu Kato（Procams 2008，加州Marina del Rey，2008年8月10日）的`Real World Dynamic Appearance enhancement with Procam Feedback`已知如在开篇段落中描述的系统。这一已知系统包括允许来自照亮的场景的反馈的照相机。这样的反馈可以用来加亮室内具体物体或者场景，并且还执行对艺术物体（比如画）的图像增强。该系统增强逼真度并且提供更清晰、更鲜明的图像。在本发明的概念内，物体是被照亮的任何物体。这样的物体的例子是显示器、图片、画、人物、树木（无论是独自的还是成组的、无论是作为人物、树木等的整体还是人物、树木等的分段）。

逼真度增强光照系统的主要问题在于获得稳定结果。在光记录设备与照明设备之间的反馈回路造成不稳定的系统。为了易于理解但是并非限制，下文有时也将光记录设备称为照相机而将照明设备称为投影仪。投影仪在物体上投影的图像改变照相机所见的物体外观，这造成物体上的下一投影图像中的进一步增强，从而造成通过照相机等所见的物体外观的更进一步改变。这可能造成其中该增强保持增加的失控效果。

Amano等人提供一种他们称为“部分反馈”的解决方案。明显减少了反馈增益。反馈增益的减少保持所述失控效果处于控制之中。虽然这显然针对静态场景造成相当稳定的系统，但是它引入增强系统的明显延时，这使该系统不那么适合于动态场景（手术室（operation theatre）、车前灯等）。已知系统也对由于环境中的移动物体所致的环境照明改变有紧张的反应并且具有图像中的物体边缘问题。

本发明的目的在于提供一种其中减少上述问题中的一个或者多个问题的照明系统和照明方法。

发明内容

为此，照明系统的特征在于照明系统包括用于生成参考照明以便用参考照明与增强照明的混合照亮物体的生成器，并且该系统包括用于从撞击在光记录设备上的光过滤物体反射的参考图像数据的过滤器，其中物体反射的参考图像数据是到用于生成增强照明数据的处理器的输入。

发明人已经认识到重要的是照明系统能够区分原始场景（即无反馈回路的参考照明之下的物体）与照明增强场景（即在增强照明照亮物体时）。在本发明中，在参考照明之下的物体的信息用于提供增强照明。现有技术的系统无这一可能性。

除了将参考照明数据用于生成增强照明之外，与从反射的光过滤由于参考照明所致的反射相结合地用参考照明与增强照明的混合照亮物体去除了反馈回路的失控效果。增强照明基于用于物体的参考照明的数据。

优选地，过滤器是用于过滤光记录设备记录的数据的数据过滤器。

可替换地，可以在光学域中（即例如通过光记录设备前面的时间控制的快门）完成过滤。优选过滤记录的数据过滤。

在本发明的实施例中，照明系统包括用于产生参考照明的参考照明设备和用于产生增强照明的增强照明设备，其中向增强照明设备提供增强照明数据。

将两个单独的照明设备用于参考照明和增强照明具有如下优点：对参考和/或增强照明或者照明设备的任何物理要求不影响其他照明或者照明设备和/或对其他照明或者照明设备进行约束。

缺点在于将使用两个单独的照明设备，这可能造成对准问题。

在优选实施例中，参考照明设备和增强照明设备共享共同的光学单元。

这减少在两个光源之间的对准问题。

在上文提到的实施例中，使用两个单独的照明设备，并且在光学域中进行参考增强照明的混合（即通过从两个光源向物体上照耀）。

也可以在优选实施例中通过使用共同的照明设备来进行混合，这减少了照明设备的数目。将共同的照明源用于生成参考照明和增强照明减少了系统的复杂性。

在这样的实施例中，照明系统的特征优选地在于该系统包括用于提供参考照明数据的参考信号装置和用于混合参考照明数据与增强照明数据的混合器，其中向共同的照明设备提供参考照明数据与增强照明数据的混合。优选地，该系统包括用于从记录的图像数据过滤物体反射的参考图像数据的过滤器，其中物体反射的参考图像数据是到用于生成增强照明数据的处理器的输入。