[发明专利]一种图像阴影的投影方向获取方法

说明书

本发明公开了一种图像阴影的投影方向获取方法，该方法采用了采集图像信息，并存储图像数据，去除图像中的彩色部分，剩余灰色部分，分析灰色部分，得到图像中物体影子的方向和场景深度图信息，该方法可以高效准确的获知图像的阴影的投影方向。

所属技术领域

本发明涉及图像处理领域，具体涉及一种图像阴影的投影方向获取方法。

背景技术

虚拟现实(virtual reality，VR)技术是仿真技术与计算机图形学人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。VR主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。

基于图像素材的虚实融合场景生成技术正在成为虚拟现实和增强现实方向的技术发展趋势和典型研究热点。为了保证图像后期可以进行虚实光影一致性的处理，必须保证在图像中加入的虚拟物体与图像具有阴影相称的虚拟物体阴影效果，即具有相同的投影方向和场景深度。

一个物体之所以会处在阴影中，是由于在它和光源之间存在着遮蔽物，或者说遮蔽物离光源的距离比该物体要近。

虚拟场景中生成虚拟物体的实时阴影，一般使用阴影图技术。阴影图是一张用来记录光源视角场景的深度信息的纹理图，阴影图记录了以光源视角来看，各个可照射角度下离光源最近的物体与光源的距离。

阴影检测算法一直被广泛研究，如:基于纹理分析的检测方法，使用亮度来判断可能的阴影区域，再结合纹理特征将阴影分割出来；基于物理特征的检测方法，先对阴影像素进行建模，再用这个模型从预选区域中检测阴影；基于几何的检测方法，根据光源、物体形状、地面来预测阴影的大小、形状和方向。这些方法的实时性不高，尤其在摄像设备处于不规则运动中时，精确度也会显著降低。

发明内容

本发明提供一种图像阴影的投影方向获取方法，该方法采用了采集图像信息，并存储图像数据，去除图像中的彩色部分，剩余灰色部分，分析灰色部分，得到图像中物体影子的方向和场景深度图信息，该方法可以高效准确的获知图像的阴影的投影方向。

为了实现上述目的，本发明提供一种图像阴影的投影方向获取方法，该方法具体包括如下步骤：

S1.网络摄像机远程采集图像信息发送给图像处理服务器；

S2.图像处理服务器去除图像中的彩色部分，剩余灰色部分；

S3.分析灰色部分，得到图像中物体影子的方向和场景深度图信息。

优选的，所述步骤S3中，包括分析得到物体影子的方向、场景深度图信息。

优选的，所述步骤S3具体包括如下步骤：

S31.将仅剩余灰色部分的图像划分为N个相同大小的纹理区域，其中，N≥2；

S32.生成以眼睛位置为视点的目标视锥体；

S33将所述目标视锥体由近至远分割成N个子视锥体，其中，每个子视锥体的区域由近至远依次增大；

S34.生成所述子视锥体的渲染参数，所述渲染参数包括视图矩阵和投影矩阵；

S35.根据所述子视锥体的渲染参数，在一个所述纹理区域内渲染所述子视锥体对应的图像中的物体，得到以光源位置为视点的物体影子方向以及场景深度图。

优选的，在步骤S2中包括如下步骤，用于去除图像中的彩色部分：

步骤S21.逐点对采集的图像上的点进行平滑处理，具体包括：

步骤S211，对于图像中的点i，查找其邻域窗口内的相关点j；