[发明专利]照明方法和照明系统

说明书

技术领域

本发明涉及数字图像处理和照明领域，尤其涉及一种照明方法和照明系统。

背景技术

前方障碍物的遮挡经常会影响观察者的视线，使观察者无法得到前方的真实场景。

例如，在雨雪天气时，由于前方的雨点或雪花会遮挡视线，雨雪中的行进者或者正在驾驶车辆、船只的驾驶员通常需要额外的照明设备，但同时，前方的雨点或雪花又会发生强烈的灯光反射而影响行进者或者驾驶员的视觉观察。例如，在公园、广场等场地照明或演出中投射大型图像等情况下，行人、车辆等移动障碍物可能会遮挡观众的视线，影响照明或者图像投射效果。例如，在利用照明设备进行搜寻时，前方的小型固定障碍物会影响搜寻者的观察，因而难以搜寻到目标物。

英特尔和卡内基梅隆大学合作开发了一种智能车灯（R.D.Charette and etc.,Fast Reactive Control for Illumination through Rain and Snow,Proceedings of IEEE Conference on Computational Photography(ICCP),2012.），用以避免在雨雪天气驾车时车辆前方的雨点或雪花强烈的反射灯光而影响驾驶。该技术以高亮投影仪作为车灯，通过摄像头实时拍摄汽车前方的雨点或雪花，利用电脑识别并预测出雨点或雪花的位置，然后将投影灯光中对应位置标为黑色，从而避免它们强烈的反射灯光影响驾驶。但是在这种方案中，标为黑色的位置遮挡了前方的真实场景，使得驾驶员所看到的前方场景很不自然，也同样会影响驾驶员的驾驶感受。

同时在图像处理领域，现有技术中存在通过时空频率分析方法去除障碍物的技术（P.Barnum,S.G.Narasimhan,and T.Kanade,Analysis of Rain and Snow in Frequency Space,International Journal of Computer Vision(IJCV),December2008.），也存在拍摄多张图像来合成一张没有障碍物遮挡的图像的技术（Scalado,Capture a clean photo even in crowded areas and automatically remove moving objects,http://www.scalado.com/display/en/Remove）。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种照明技术，用以避免前方障碍物的遮挡对于观察者视线的影响，从而为观察者提供去除了障碍物之后的前方真实场景。

根据本发明的一个方面，提供一种照明方法，所述方法包括：场景拍摄步骤，拍摄n帧前方的场景图像，其中n为大于1的整数；场景预测步骤，根据所述n帧场景图像，预测第n+1帧场景图像中的障碍物图像和第n+1帧场景图像中被障碍物遮挡的局部场景图像；以及场景投射步骤，将包括所述局部场景图像的图像投射到前方。

本发明的上述方法可对所拍摄的多帧场景图像进行处理，预测出下一时刻被障碍物遮挡的场景部分，然后投射这部分场景到前方使得观察者可见。该方法避免了前方障碍物的遮挡对于观察者视线的影响，从而为观察者提供了去除障碍物之后的前方真实场景。

优选地，在所述场景预测步骤中，根据所述n帧场景图像识别出自身运动数据和障碍物运动数据，并基于所述自身运动数据和所述障碍物运动数据来预测第n+1帧场景图像中的障碍物图像和第n+1帧场景图像中被障碍物遮挡的局部场景图像。由于障碍物、照明系统自身均可能处于各种运动状态中，因此对于下一帧图像信息的预测，需要从之前的多帧图像中识别出与障碍物运动状态、照明系统自身运动状态有关的信息。

优选地，通过比较所述n帧场景图像并检测其中的背景运动来识别所述自身运动数据。

优选地，所述自身运动数据包括自身运动轨迹、各帧的自身运动方向、自身运动速度、自身运动姿态、自身位置中的至少一种。

优选地，通过比较所述n帧场景图像并检测其中移动的障碍物来识别所述障碍物运动数据。

优选地，所述障碍物运动数据包括障碍物运动轨迹、各帧的障碍物运动方向、障碍物运动速度、障碍物运动姿态、障碍物位置中的至少一种。

优选地，在所述场景预测步骤中，进一步包括如下步骤：

根据所述障碍物运动数据合并n帧场景图像中未被障碍物遮挡的部分，形成第n帧场景图像的场景基线图像；

根据所述自身运动数据对第n帧场景图像的场景基线图像进行变换，以预测第n+1帧场景图像的场景基线图像；