[发明专利]一种基于单幅图像的材质外观获取系统及方法

摘要

本发明的技术方案包括一种基于单幅图像的材质外观获取系统及方法，包括：获取图片及基本参数对图片进行分离，得到无高光的漫反射和镜面反射图；分离的漫反射图，进一步，对漫反射图进行分解，得到漫反射系数图和明暗图；对明暗图进行计算，得到深度图并转换为法向图；对高光系数和镜面反射系数进行初始化；对所述高光分离模块、图像估计模块、形状恢复模块得到的对应图像及参数进行再次优化计算。本发明的有益效果为：不需要人工干预的情况下，仅需单幅图像就可自动生成更为真实的材质贴图，包括漫反射系数图、镜面反射系数图、法向图、以及高光系数图。

主权项

1.一种基于单幅图像的材质外观获取系统，其特征在于，该系统包括：准备模块，用于为系统准备符合系统要求的图片，并获取图片的基本参数；高光分离模块，将所述准备模块准备的图片进行分离，得到无高光的漫反射图和镜面反射图，具体包括：分离子模块，用于使用凸多边形拟合技术对图像分离，得到漫反射图像和镜像反射图像；变换子模块，用于对漫反射和镜像反射图像的像素点进行逐个计算，将计算后的漫反射及镜像反射的图像存储为灰度图，进一步对漫反射和镜像反射图像的像素点进行重复计算，直到漫反射和镜像反射每个对应的像素点满足预设要求，将满足预设要求的像素点进行高光去除计算，得到无高光的漫反射及镜像反射图像；本征图像估计模块，用于调取所述高光分离模块分离的漫反射图，进一步，对漫反射图进行分解，得到漫反射系数图和明暗图，具体包括：用于将漫反射图分解成漫反射系数和明暗图，包括使用本征图像分解法，同时结合局部约束、全局约束及绝对值约束进行计算；形状恢复模块，用于对明暗图进行计算，得到深度图及其深度值，进一步，对深度图进行转化，得到法向图，具体包括：深度计算子模块，用于基于明暗图的单个像素点创建对应的临时深度值，根据深度值计算朗伯特表面的反射函数，结合临时深度值与反射函数进行深度计算，获得对应像素点的深度值；法向计算子模块，用于获取所述深度计算子模块计算的像素点深度值，计算像素点与周围像素点的高度差，进一步，在空间构造该像素点的第一切向量和第二切向量，计算像素点第一切向量和第二切向量的外积，得到对应像素点法向量，将像素点法向量组合形成法向图；系数初始化模块，用于对高光系数和镜面反射系数进行初始化；参数优化模块，用于对所述漫反射系数图、法向图、高光系数图和镜面反射系数图进行再次优化计算；所述的参数优化模块还包括：用于使用非线性优化工具对法向量和高光系数进行重新计算，进而还包括对漫反射系数及镜面反射系数的重新优化计算。