[发明专利]基于相机光源阵列的材质测量拍摄图像校准方法及系统

说明书

本发明公开了基于相机光源阵列的材质测量拍摄图像校准方法及系统，包括：获取由基于相机光源阵列的材质测量装置拍摄的待校准图像；对待校准图像进行亮度校准；对亮度校准后的图像进行位置校准；得到最终校准后的图像。通过基于相机光源阵列的材质测量装置实现各光源、转台角度原始材质图片的有序获取，并对获取到的材质图片进行亮度和位置的校准。它具有图像采集速度快，亮度校准无需已知曝光时间，位置校准方便快捷并且精度高的优点。

技术领域

本公开涉及图像处理技术领域，特别是涉及基于相机光源阵列的材质测量拍摄图像校准方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提到了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

基于相机光源阵列的材质测量控制系统为真实感材质测量系统的一个子系统。真实感材质测量系统通过不断变换角度的相机光源阵列来捕获真实世界的各种材质信息，并将这些信息存储到双向纹理函数(Bidirectional Texture Function,BTF)函数中，建设基于测量的BTF材质库。使用获得的BTF函数通过渲染引擎对三维模型进行渲染，使其能逼真地模拟现实世界的物体和场景，实现照片级图像质量的渲染。基于相机光源阵列的材质测量控制系统用来控制原始材质照片采集过程中，材质转台的转动、各个角度灯光的开闭、相机拍照的时间点保持一致与同步。

渲染技术是动漫电影制作过程中使用的主要技术。当前的渲染技术主要分为两种发展方向，一种是追求真实感的照片级图像质量的渲染；一种是追求特殊艺术效果的非真实渲染(Non-Photorealistic Rendering,NPR)。随着技术的发展，真实感渲染越来越倾向于测量真实感材质来提高渲染质量。

真实感材质的测量通过材质采集系统捕获真实世界的各种材质的信息，将这些信息存储到双向纹理函数(Bidirectional Texture Function,BTF)函数中，建设基于测量的BTF材质库。使用获得的BTF函数通过渲染引擎对三维模型进行渲染，使其能逼真地模拟现实世界的物体和场景。

在实现本公开的过程中，发明人发现现有技术中存在以下技术问题：

为了更好的展示材质的细节，构建BTF材质库之前，需要对拍摄的原始材质进行亮度校准和位置校准。传统的亮度校准方法需要已知曝光时间来求图像原始的辐照度，但当使用工业相机时，无法已知曝光时间，进而无法对对拍摄的原始材质进行亮度校准和位置校准。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了基于相机光源阵列的材质测量拍摄图像校准方法及系统；本专利提出基于梯度的多次曝光时间综合算法，通过分割、计算亮度梯度总和以及平滑等步骤来获得更高动态范围的图像从而实现图片亮度的校准。

第一方面，本公开提供了基于相机光源阵列的材质测量拍摄图像校准方法；

基于相机光源阵列的材质测量拍摄图像校准方法，包括：

获取由基于相机光源阵列的材质测量装置拍摄的待校准图像；

对待校准图像进行亮度校准；

对亮度校准后的图像进行位置校准；得到最终校准后的图像。

第二方面，本公开还提供了基于相机光源阵列的材质测量拍摄图像校准系统；

基于相机光源阵列的材质测量拍摄图像校准系统，包括：

获取模块，其被配置为：获取由基于相机光源阵列的材质测量装置拍摄的待校准图像；

亮度校准模块，其被配置为：对待校准图像进行亮度校准；

位置校准模块，其被配置为：对亮度校准后的图像进行位置校准；得到最终校准后的图像。