[发明专利]估计公用支持空间中光源及产生互光度效应的方法和设备

说明书

                          技术领域

本发明涉及一种估计公用支持空间中的光源的方法和设备以及一种使用光源产生互光度效应(mutual photometric effects)的方法和设备。

                          背景技术

应用特殊效应的方法长期以来一直是工业中的一个工作领域。越来越多的应用，如交互式电视，或者任何多媒体应用都需要有效的数据处理。

本发明尤其涉及用于显示的不同数据集的合并以及这些不同数据集的交互作用。换言之，为了增强可视数据集或视听数据集之间的交互作用，重要的是，不同数据集的一些参数修改其它数据集以及这些参数当中的照度(illumination)。

为了产生真实或好看的最终图像，不同可视数据集之间的互光度效应必须要考虑。例如，这在把三维目标输入到一个视频序列之前时尤为真实。

现在有各种各样的方法来把互光度效应应用于可视数据中，如明暗处理、镜面反射、投射阴影、互照度。

因此，美国专利US-5,488,428“视频特殊效应产生设备”以及US-5,295,199“图像变换方法和设备”提出把视频图像变换为三维面并在随后把照度应用于它。但是，这些光度特殊效应是应用于来自单个视频的图像，因而没有互光度特殊效应。

日本专利11,355,654“特殊效应视频信号处理方法和特殊效应视频信号处理器”进一步提出了一种用于几个视频图像的互特殊效应法。但是，该特殊效应并不产生照度或反射，但产生移动物体的合成运动轨迹。

由Pentland在1982年在“美国光学学会杂志”448-455页中提出的方法把可视数据限制为已知位置和形状的单色球状物体的单个图像。由Sato、Sato和Ikeuchi在ICCV’99会刊875-882页的题为“通过亮度的照度分布是阴影：在阴影区中具有未知反射特性的照度分布的自适应估计”的文章中提出的其他方法把可视数据扩展为任何内容的单个图像，但它们要求表示景物上半个球形的鱼眼图。

Mukawa在“日本系统与计算机”23卷92-99页的题为“通过图像序列的光源信息的估计”以及Stauder在“关于多媒体的IEEE会刊，第一卷”136-143页的题为“利用结合椭圆体模型的自动照度控制的提高的真实性”的文章中提出了额外需要知道景物形状和物体运动的光源估计方法。

Zhukov，Iones和Kronin在“提供(rendering)技术’98，欧洲图形专题组会刊”45-55页的题为“环境光照度模型”的文章提出了一种用于作为三维物体的可视数据集的方法。但是，为了估计表示特定可视数据集的光源，它们需要其它可视数据集作为另外的输入以建立总体照度方程式。

                          发明内容

本发明可应用于任意类型任何内容的可视数据，而上述Pentland的文献被限制为球状物体的单个图像。本发明允许确定一个可视数据集的光源，而不需要诸如上述Sato、Sato和Ikeuchi的文献所要求的鱼眼图像，上述Mukawa和Stauder的文献所要求的景物形状和物体运动，或者诸如Zhukov，Iones和Kronin提出的其它任何可视数据集这样的任何其它要求的输入数据。本发明简单并能够确定任意类型任何内容的可视数据集的光源数。

本发明的一个目的是一种用以估计公用支持空间中的光源的方法，该公用支持空间包括分别与在该公用支持空间中具有一个位置、一个维度(dimension)和尺寸的至少一个专用支持空间相关的至少一个可视数据集。

根据本发明，光源的位置根据与所述至少一个可视数据集相关的专用支持空间的位置、维度和尺寸来确定，并且所述光源具有根据所述至少一个可视数据集确定的彩色分布。

与已知的方法相比，根据专用支持空间的特性来确定光源位置以及通过可视数据估计亮度(彩色分布)是非常简单的。

可视数据集可以是视频图像、全景图像、三维图像、三维物体、视听信息或任意格式的其它可视信息。它可以是静止或动态的，它可以是单色或彩色的，或者它可具有其它性质。这里使用的术语彩色用于彩色、亮度、色度或其它强度值。可视数据集可被压缩或解压缩。

在一个优选实施例中，对于每一所述可视数据集来说：

-确定光源数N，

-确定N个光源的位置，以及

-确定每个光源的强度。

利用一种优选的方式，光源数N可通过与所考虑的可视数据集相关的专用支持空间的尺寸自动得出。