[发明专利]用于估计场景中的反射参数和光源的位置的方法和设备

说明书

技术领域

本申请涉及图像处理，并更具体地，涉及用于估计场景中的反射参数和至少一个光源的位置的方法和设备。

背景技术

典型地，图像处理基于通过捕获图像在成像元件上记录的对象的“外表”。成像元件通过接收在对象表面处反射之后的来自光源的光，而获得对象的外表。然而，当前，图像处理还包括其中在真实图像上放置作为虚拟图像的计算机生成的图形图像的增强现实图像的处理。

在这样的应用中，必须估计场景的光源特性和对象表面的反射属性，以能够正确预测和应用场景中的预期反射和阴影。一旦已知光源特性，则还可能修改发光位置和反射属性。

在用于估计场景的光源特性和反射属性的当前技术中，需要捕获的光源的图像，即光源图像。在一些情况中，能结合场景的成像来获得这样的图像，而在其它情况中，必须捕获光源的单独图像。在任一情况下，必须捕获光源的图像，用于估计场景的光源特性和反射属性。

然而，非常有用的是能在不需要捕获(多个)光源的图像的情况下、估计场景的光源特性和反射属性。

发明内容

本原理的实施例通过提供用于估计场景中的反射参数和至少一个光源的位置的方法和设备、来解决现有技术的缺陷。

在本原理的一个实施例中，一种用于估计场景中的反射参数和至少一个光源的位置的方法包括：确定用于该场景中的多个地点的强度配置文件，分离恒定强度配置文件和可变强度配置文件，使用可变强度配置文件来估计漫反射分量，从该漫反射分量导出镜面参数，根据导出的镜面参数来确定光源方向，和使用至少一个确定的光源方向来估计至少一个光源的位置。

在本原理的替换实施例中，一种用于估计场景中的反射参数和至少一个光源的位置的设备包括：存储器，适于存储控制程序、指令、内容和数据；和处理器，适于运行所述控制程序和指令。当运行所述控制程序和指令时，所述处理器促使所述设备：确定用于该场景中的多个地点的强度配置文件，分离恒定强度配置文件和可变强度配置文件，使用可变强度配置文件来估计漫反射分量，从该漫反射分量导出镜面参数，根据导出的镜面参数来确定光源方向，和使用至少一个确定的光源方向来估计至少一个光源的位置。

附图说明

通过结合附图考虑以下详细描述，能容易地理解本原理的教义，其中：

图1描绘了考虑表面上的特定点的镜面反射的标准化向量的图形表示；

图2描绘了包括镜面效应的颜色/强度配置文件的图形表示；

图3描绘了根据本原理实施例的在滤波之后的图2的颜色/强度配置文件的图形表示；

图4描绘了根据本原理实施例的用于分离恒定配置文件与可变配置文件的方法的流程图；

图5描绘了根据本原理实施例的用于从漫射分量导出镜面参数的方法的流程图；

图6描绘了根据本原理实施例的点的法线和反射光向量的图形表示；

图7描绘了根据本原理实施例的光源3D位置的估计的图示表示；

图8描绘了根据本原理实施例的用于估计场景中的至少一个光源的位置的方法的流程图；

图9描绘了根据本原理实施例的用于根据上述改进(refinement)处理估计光源颜色和镜面反射参数的方法的流程图；和

图10描绘了根据本原理实施例的用于使用RGBD序列估计场景中的反射参数和至少一个光源的位置的设备的高级框图。

具体实施方式

本原理的实施例有利地提供了用于使用RGBD序列估计场景中的反射参数和至少一个光源的位置的方法和设备。尽管将主要在与可变镜面效应关联的结果颜色变量的上下文中描述本原理，但是本原理的特定实施例不应被处置为限制本发明的范围。本领域技术人员将理解的是，并且本原理的教义将通知的是，本原理的构思能有利地应用到颜色数据以及灰度等级数据。

能与适当软件关联、通过专用硬件以及能够运行软件的硬件的使用，来提供图中示出的各个元素的功能。当由处理器提供时，这些功能能由单一专用处理器、由单一共享处理器、或者由其一些能被共享的多个个别处理器提供。此外，术语“处理器”或“控制器”的显式使用不应被解释为排他指代能够运行软件的硬件，并且能没有限制地隐式包括数字信号处理器(“DSP”)硬件、用于存储软件的只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、和非易失性储存器。此外，这里阐明本发明的原理、方面和实施例的所有声明、及其特定示例意欲包含其结构和功能等效物两者。另外，这样的等效物意欲包括当前知道的等效物以及将来开发的等效物(即，执行相同功能所开发的任何元件，而不管结构)两者。