[發明專利]單圖像暈映糾正

有效

• 申請號: 200680048132.5
• 申請日: 2006-12-20
• 公開（公告）號: CN101341733A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: S·林;B·郭;S·B·康;Y·鄭
• 申請（專利權）人: 微軟公司
• 主分類號: H04N1/387
• 分類號: H04N1/387;H04N1/58;H04N5/21
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陳斌

技術領域

本發明涉及一種用于僅使用一圖像來糾正該圖像內的暈映的系統和過程。?

背景技術

暈映指的是亮度從圖像中心開始衰減的現象，并且是攝影學中普遍存在的偽像。盡管可能不會令低級的普通觀看者感到討厭，但是它會顯著削弱依賴于精確的強度數據來分析場景的計算機視覺算法。暈映失真可能特別地帶來破壞的應用包括諸如通過著色成形、如對象識別等基于外觀的技術以及圖像鑲嵌等測光方法。?

若干機制可能是造成暈映效應的原因。某些原因是因照相機鏡頭的光學特性引起的，其中一個最主要的特性是離軸照明衰退，即cos⁴法則。這些都會造成因在從離光軸越來越大的角度觀看時鏡頭的縮短而導致的暈映。暈映的其它來源是自然中的幾何結構。例如，以傾斜的角度到達光軸的光可能會被視場光闌或眼鏡框所部分地阻擋。?

為確定圖像中的暈映效應，最直截了當的方法涉及完整地捕捉由統一視場區域掃描的圖像，使得亮度變化只能歸因于暈映。在這一校正圖像中，強度與光軸上的像素之比描述了暈映函數。然而，由于不均勻的照明以及照相機傾斜，用于此方式的合適的成像條件的產生可能是有挑戰性的，并且暈映測量僅對由相同照相機設置下的照相機捕捉的圖像有效。此外，校正圖像只能在照相機在手邊時才能記錄；因此，這一方法不能糾正由未知照相機捕捉的圖像，諸如從網上下載的圖像。?

暈映函數或者可以從帶有任意靜態場景的重疊視圖的圖像序列中計算。在這一方法中，首先確定重疊圖像區域中的點對應性。由于一給定場景點在每一圖像中具有不同的位置，因此其亮度可通過暈映來不同地衰減。從來自所有對應性的累計衰減信息中，可以在沒有對場景的假設的情況下準確地恢復暈映函數。?

這些先前的方法或者需要重疊圖像的集合，或者需要校正場景的圖像。然?而，通常在實踐中，僅有任意場景的單個圖像可用。先前的技術從具有相同場景輻射度但亮度衰減不同的像素中獲得用于暈映糾正的信息。對于單個任意的輸入圖像，該信息的獲得變得具有挑戰性，因為很難標識出具有相同的場景輻射度但暈映衰減略微不同的像素。?

發明內容

本發明涉及一種用于僅使用一圖像來糾正該圖像內的暈映的系統和過程。為最大化對圖像中可用信息的使用，該技術從紋理化和未紋理化區域兩者中提取暈映信息。在從給定區域提取暈映信息時，利用了物理暈映特性來減少紋理和其它強度變化源的影響。來自不同圖像區域的暈映信息也用于確保跨各區域的一致性。結果，標識了適用于暈映函數估算的大圖像區域。為了抵抗分段上的暈映的不利影響，本系統和過程相對于對暈映函數的逐漸細化的估算來對圖像迭代地進行重新分段。另外，以增強可靠暈映數據的收集的方式來使用分段比例的空間變化。?

一般而言，本發明的暈映糾正系統和過程涉及首先使用產生可靠段的空間變化的分段比例來對一輸入圖像進行分段，其中該可靠段展示出與規定的物理暈映特性相一致且符合在其它段中觀察到的暈映的暈映。然后使用可靠段對該輸入圖像估算一暈映函數，該暈映函數定義了對每一像素的糾正的強度。該最后計算的暈映函數估算被應用于輸入圖像的每一像素以產生當前細化圖像。使用當前細化圖像代替輸入圖像來重復分段和暈映函數估算，并且將所得的估算應用于輸入圖像來產生新的當前細化圖像。這繼續到確定暈映函數估算已收斂。此時，隨后產生的當前細化圖像被指定為最終的經暈映糾正的圖像。?

對輸入圖像或當前細化圖像的分段在本發明的系統和過程的一個實施例中是通過首先以規定的初始分段比例對圖像分段來實現的。然后，對于每一段，計算代表所考慮的段展示出與物理暈映特性的一致性以及符合在其它段中觀察到的暈映的程度的可靠性因子。另外，確定所考慮的段的可靠性因子是否超過指示對暈映估算可接受的段的規定的可靠性閾值。只要該可靠性因子沒有超過該可靠性閾值，就以遞增的更精細的分段比例對所考慮的段遞歸地分段，直到每一所得的更小的段具有超過該可靠性閾值的可靠性因子，或變為小于規定的最小段大小。被確定為具有超過可靠性閾值的可靠性因子并且至少與最小段?大小一樣大的那些段被指定為可靠段。?

對所考慮的段遞推地分段的一種方式涉及使用比最后在該段上用于產生多個更小的段的分段比例更精細的分段比例來劃分該段。對于所產生的每一更小的段，計算其可靠性因子，并且確定該因子是否超過可靠性閾值。只要所考慮的更小的段的可靠性因子沒有超過可靠性閾值，就確定該更小的段的大小是否小于規定的最小段大小。如果所考慮的段超過最小段大小，則對該段重復上述過程。?