[发明专利]基于阴影分析确定场景中辐射源特性的方法和系统

说明书

本发明提供一种用于分析影响场景的清晰的光或辐射源的方法和系统。该方法可以包括：感测包含表面和物体的场景的至少一个图像，其中该场景由至少一个清晰的辐射或源照射；维护场景的数据库，该数据库存储该场景中至少一些物体的近似位置；识别被怀疑由至少一个清晰的光或辐射源投射的至少一个候选剪影；基于从数据库导出的数据，基于至少一个已识别的剪影，导出至少一个清晰的光或辐射源的属性。

技术领域

本发明总体上涉及图像处理领域，更具体地，涉及基于对捕获的场景执行阴影分析来确定场景中的波源特性。

背景技术

在阐述本发明的背景之前，对下文中使用的某些术语的定义进行介绍，以便于理解。

此处使用的术语“感测装置”被广义地定义为被配置为捕捉场景的2D图像的一个或多个传感器的任意组合。感测装置可包括能够捕获辐射并从中导出图像的任何类型的被动式相机或传感器阵列(例如可以包括：可见光、红外线、超声、雷达传感器等)。

此处使用的术语“阴影”被广义地定义为以下区域：在该区域中，来自辐射源(例如光源)的辐射被不透明(处于适当的波长)物体遮挡。阴影占据了物体后方的所有三维体积，而该物体前方有光或辐射。阴影的横截面是一个二维轮廓，或阻挡辐射或光的物体的反向投影。

此处使用的术语“点光源”或“点辐射源”被定义为只投射简单阴影(称为“本影)的光源或辐射源。

此处使用的术语“非点光源”或“扩展光源”或“扩展的辐射源”指的是其阴影被分为本影、半影和伪本影的辐射或光源。光源或辐射源越宽，阴影就会越模糊。如果两个半影重叠，阴影看上去会相互吸引和合并。

此处使用的术语“环境光”或“环境辐射”被定义为漫射超过一定级别从而使得阴影的轮廓柔和、模糊或完全消失的光或辐射。例如，阴天的光线几乎不产生可见的阴影。

本申请上下文中使用的术语“清晰的光源”或“清晰的辐射源”是对上文讨论的环境光的追加定义。一般而言，清晰的辐射光源将导致场景中的物体投射具有清晰轮廓的阴影。阴影区域的轮廓可以通过追踪由扩展光源的最外区域发射的光线来找到。如果有多个光源，则会出现重叠部分较暗以及具有各种亮度等级甚至颜色组合的多个阴影。

计算机视觉的挑战之一是在场景中检测清晰的辐射或光源(而不是环境光或环境辐射)的存在并获得对于这些辐射或光源的认知。辐射光源分析的重要性在一些使用情况下至关重要，例如增强现实应用，在该应用中，虚拟物体被插入到场景中，虚拟物体将与场景中存在的任何其他实际物体一样受到光照条件的影响，这点十分重要。此外，增强观察者的错觉概念也很重要，在给定的光照或辐射条件下，虚拟物体将以与实际物体类似的方式投射阴影。

因此，提出一些逻辑或流程，使计算机化的视觉系统能够确定对所捕捉和分析的特定场景构成影响的所有清晰的光或辐射源的属性，将是有利的。

发明内容

本发明的一些实施例包括用于分析影响场景的清晰光源的方法和系统。该方法可以包括：感测包含表面和物体的场景中的至少一个图像，其中该场景由至少一个清晰的光或辐射源照射；维护场景的三维数据库，该三维数据库中存储场景中至少一些物体的三维近似位置；对怀疑由至少一个清晰的光或辐射源投射的至少一个候选剪影进行识别，基于该三维数据库导出的数据，基于至少一个所识别的轮廓，导出至少一个清晰的光或辐射源的属性。

本发明的这些、附加和/或其他方面和/或优势将在下文的具体描述中阐明；可能可从详细描述中推断出来；和/或通过实践本发明来学习。

附图说明

本发明的主题在说明书的结尾部分中被特别指出和声明。然而，关于本发明的组织和运作方法以及其目的、特征和优点，可以通过阅读附图时参考以下详细描述来最好地理解，在附图中：

图1A是根据本发明的一些实施例的系统的框图；