[發(fā)明專利]一種基于場景夜景圖的光源自動排列方法

有效

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• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN106709977B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王莉莉;李曉東;孟春雷;趙琦
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06T15/50
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種基于場景夜景圖的光源自動排列方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

步驟(1)、針對輸入的RGB建筑物彩色夜景圖，進行裁切、提取輪廓、灰度化、二值化預處理，生成比對的目標圖像；

步驟(2)、利用模擬退火原理，采用貪心的思路從不同位置對場景進行相機采樣，同目標圖像對比，估計相機模型參數(shù)，找到三維模型和輸入的RGB建筑物彩色夜景圖的對應關(guān)系；

步驟(3)、在模型表面進行數(shù)量可控的均勻采樣，由于從二維圖片到三維的映射產(chǎn)生的點位置存在誤差，分布不均勻，數(shù)量不可控原因，需要對樣本點進行進行重采樣，采用泊松盤碟采樣算法重采樣的樣本點應具有分布較均勻，數(shù)量可控制的特點；

步驟(4)、步驟(3)生成的采樣點作為多光源進行繪制，查看繪制的效果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于場景夜景圖的光源自動排列方法，其特征在于：所述步驟(1)中具體步驟如下：

步驟(1a)、從輸入圖片中選取包含建筑物主體部分，按照設(shè)定的寬高width，height對模型進行裁剪，裁剪的大小將是最終在OpenGL搜索時的窗口大小；

步驟(1b)、在步驟(1a)基礎(chǔ)上提取輪廓，生成輪廓矩陣，存儲位置和顏色信息；

步驟(1c)、在步驟(1a)和步驟(1b)基礎(chǔ)上，對圖像使用三通道色值的平均值作為灰度值，將彩圖轉(zhuǎn)化為灰度圖，設(shè)定閾值，進行二值化分割，生成目標比對圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于場景夜景圖的光源自動排列方法，其特征在于：所述步驟(2)中具體步驟如下：

步驟(2a)、初始化參數(shù)，從X,Y,Z正負軸方向設(shè)置6個相機進行投影，通過設(shè)定好的步長，進行相機參數(shù)遍歷，選擇在裁剪面的結(jié)果作為種子節(jié)點，進行延伸；

步驟(2b)、大范圍搜索，在步驟(2a)基礎(chǔ)上對種子節(jié)點進行隨機延伸，經(jīng)過模型視圖變換，視口變換，投影變換找到局部最優(yōu)值，加入局部最優(yōu)值隊列，減小參數(shù)隨機步長；

步驟(2c)、在步驟(2b)基礎(chǔ)上縮小搜索范圍，精細搜索，采用控制變量的原則，縮小變量的改變范圍，固定某一變量，改變其他變量，在小范圍搜索找到近似的全局最優(yōu)值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于場景夜景圖的光源自動排列方法，其特征在于：所述步驟(3)包括：對模型進行Poisson圓盤采樣，采用K近鄰的方法，針對每個再采樣點，取具體它最近的K個原來采樣點的顏色信息，加權(quán)平均算出該光源信息。

5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于場景夜景圖的光源自動排列方法，其特征在于：所述步驟(4)包括：采用Lambert反射模型，根據(jù)計算的多光源信息進行多源繪制，并在GPU上進行加速，查看繪制效果。