[发明专利]一种基于积分图像的精确景深渲染方法

说明书

本发明公开了一种基于积分图像的景深渲染方法，基于基准图像和基准图像的视差图计算景深渲染的结果R_i，j，分别计算R_i，j的整数部分和小数部分计算基准图像的积分图像，利用积分图像分别对整数部分和小数部分进行处理，得到最终的景深渲染结果，本发明不仅使用精确地计算了渲染所需的滤波核，而且引入了积分图像，提高了景深渲染的执行速度。

技术领域

本发明属于计算机视觉技术领域，尤其涉及一种基于积分图像的景深渲染方法。

背景技术

景深渲染是指在聚焦范围内图像是清晰的，越是远离聚焦平面，图像越模糊。景深渲染可以通过突出主要场景来吸引大家的注意，也因此在计算机视觉领域发挥着重要的作用，尤其是在视角合成和虚拟现实中的应用。经过多年的研究，已经有大量的技术可以进行景深渲染，其中最常用的是可变换的空间滤波方法。空间变换滤波是指滤波核的半径会根据图像的位置不同而改变大小，越靠近聚焦平面，滤波核半径越小，图像越清晰，反之亦然。然而，直接计算滤波核半径需要遍历图像的每一个像素，这就耗费了大量的时间，计算非整数的滤波核尤其麻烦，因此，很多研究方法在计算滤波核半径的时候将其取整，以达到计算方便，提高程序运行速度的目的。但是，取整后的滤波核仅是近似值，导致景深渲染时会出现图像边缘不连续以及强度泄露的问题。

近年来也有很多针对景深渲染的研究，模拟景深渲染的最直接方法是光线追踪，现有通过相机阵列捕获的光场进行景深渲染，该方法虽然可以产生非常逼真的结果，但是渲染后的图像分辨率较低。提出了一种有效的射线追踪技术，以实现参数非球面透镜产生的散景效果。然而，该方法为了实现实时的景深渲染，必须牺牲一定程度的精度。一种新型自适应滤波器，称为自适应双边深度滤波器，用于模拟景深渲染，在空间要求较少情况下实现了实时的运行结果，它还可以进一步锐化聚焦区域的边界，同时保留失焦区域的模糊性。但是，该方法必须选择适当的参数才能获得理想的结果。一种交互方式来细化通过立体相机计算出的深度图，根据不同的混淆圆滤波器对图像进行处理，计算出景深渲染的结果，然而，这需要用户参与细化深度图。也有人提出可以实时计算高质量的景深效果，该方法中的滤波器由两个相邻像素之间定义的加权函数控制，但是由于递归框架和缺少场景信息，该方法不能鲁棒地处理半遮挡区域。

发明内容

本发明根据现有技术中存在的渲染成本高、精确度抵、时间耗费过多等、问题，提出了一种基于积分图像的景深渲染方法，本发明不仅使用精确地计算了渲染所需的滤波核，而且引入了积分图像，提高了景深渲染的执行速度，从而达到了实时景深渲染的目的，能在简单设备上实现精确的景深渲染的同时还能兼顾其运行速度。

本发明所采用的技术方案如下：

一种基于积分图像的景深渲染方法，基于基准图像和基准图像的视差图计算景深渲染的结果R_i，j，分别计算R_i，j的整数部分和小数部分计算基准图像的积分图像，利用积分图像分别对整数部分和小数部分进行处理，得到最终的景深渲染结果。

进一步，所述结果R_i，j的计算方法为：其中，(m，n)是基准图像的像素点，O_m，n是基准图像(m，n)处的像素值，k_i，j是像素点(i，j)处的滤波核半径，m∈[i-k_i，j，i+k_i，j]，n∈[j-k_i，j，h+k_i，j]；

进一步，

进一步，所述整数部分

其中，是对k_i，j下取整；

进一步，所述小数部分