[發明專利]照明方法和照明系統

有效

• 申請號: 201310359180.8
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN103442179B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 施偉;杜琳;潘磊
• 申請（專利權）人: 北京智谷睿拓技術服務有限公司
• 主分類號: H04N5/262
• 分類號: H04N5/262
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 馬敬;項京

技術領域

本發明涉及數字圖像處理和照明領域，尤其涉及一種照明方法和照明系統。

背景技術

前方障礙物的遮擋經常會影響觀察者的視線，使觀察者無法得到前方的真實場景。

例如，在雨雪天氣時，由于前方的雨點或雪花會遮擋視線，雨雪中的行進者或者正在駕駛車輛、船只的駕駛員通常需要額外的照明設備，但同時，前方的雨點或雪花又會發生強烈的燈光反射而影響行進者或者駕駛員的視覺觀察。例如，在公園、廣場等場地照明或演出中投射大型圖像等情況下，行人、車輛等移動障礙物可能會遮擋觀眾的視線，影響照明或者圖像投射效果。例如，在利用照明設備進行搜尋時，前方的小型固定障礙物會影響搜尋者的觀察，因而難以搜尋到目標物。

英特爾和卡內基梅隆大學合作開發了一種智能車燈（R.D.Charette?and?etc.,Fast?Reactive?Control?for?Illumination?through?Rain?and?Snow,Proceedings?of?IEEE?Conference?on?Computational?Photography(ICCP),2012.），用以避免在雨雪天氣駕車時車輛前方的雨點或雪花強烈的反射燈光而影響駕駛。該技術以高亮投影儀作為車燈，通過攝像頭實時拍攝汽車前方的雨點或雪花，利用電腦識別并預測出雨點或雪花的位置，然后將投影燈光中對應位置標為黑色，從而避免它們強烈的反射燈光影響駕駛。但是在這種方案中，標為黑色的位置遮擋了前方的真實場景，使得駕駛員所看到的前方場景很不自然，也同樣會影響駕駛員的駕駛感受。

同時在圖像處理領域，現有技術中存在通過時空頻率分析方法去除障礙物的技術（P.Barnum,S.G.Narasimhan,and?T.Kanade,Analysis?of?Rain?and?Snow?in?Frequency?Space,International?Journal?of?Computer?Vision(IJCV),December2008.），也存在拍攝多張圖像來合成一張沒有障礙物遮擋的圖像的技術（Scalado,Capture?a?clean?photo?even?in?crowded?areas?and?automatically?remove?moving?objects,http://www.scalado.com/display/en/Remove）。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種照明技術，用以避免前方障礙物的遮擋對于觀察者視線的影響，從而為觀察者提供去除了障礙物之后的前方真實場景。

根據本發明的一個方面，提供一種照明方法，所述方法包括：場景拍攝步驟，拍攝n幀前方的場景圖像，其中n為大于1的整數；場景預測步驟，根據所述n幀場景圖像，預測第n+1幀場景圖像中的障礙物圖像和第n+1幀場景圖像中被障礙物遮擋的局部場景圖像；以及場景投射步驟，將包括所述局部場景圖像的圖像投射到前方。

本發明的上述方法可對所拍攝的多幀場景圖像進行處理，預測出下一時刻被障礙物遮擋的場景部分，然后投射這部分場景到前方使得觀察者可見。該方法避免了前方障礙物的遮擋對于觀察者視線的影響，從而為觀察者提供了去除障礙物之后的前方真實場景。

優選地，在所述場景預測步驟中，根據所述n幀場景圖像識別出自身運動數據和障礙物運動數據，并基于所述自身運動數據和所述障礙物運動數據來預測第n+1幀場景圖像中的障礙物圖像和第n+1幀場景圖像中被障礙物遮擋的局部場景圖像。由于障礙物、照明系統自身均可能處于各種運動狀態中，因此對于下一幀圖像信息的預測，需要從之前的多幀圖像中識別出與障礙物運動狀態、照明系統自身運動狀態有關的信息。

優選地，通過比較所述n幀場景圖像并檢測其中的背景運動來識別所述自身運動數據。

優選地，所述自身運動數據包括自身運動軌跡、各幀的自身運動方向、自身運動速度、自身運動姿態、自身位置中的至少一種。

優選地，通過比較所述n幀場景圖像并檢測其中移動的障礙物來識別所述障礙物運動數據。

優選地，所述障礙物運動數據包括障礙物運動軌跡、各幀的障礙物運動方向、障礙物運動速度、障礙物運動姿態、障礙物位置中的至少一種。

優選地，在所述場景預測步驟中，進一步包括如下步驟：

根據所述障礙物運動數據合并n幀場景圖像中未被障礙物遮擋的部分，形成第n幀場景圖像的場景基線圖像；

根據所述自身運動數據對第n幀場景圖像的場景基線圖像進行變換，以預測第n+1幀場景圖像的場景基線圖像；