[發明專利]一種基于積分圖像的精確景深渲染方法

在審

• 申請號: 201910342127.4
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110148094A
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 楊洋;彭艷紅
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于積分圖像的景深渲染方法，基于基準圖像和基準圖像的視差圖計算景深渲染的結果R_i，j，分別計算R_i，j的整數部分和小數部分計算基準圖像的積分圖像，利用積分圖像分別對整數部分和小數部分進行處理，得到最終的景深渲染結果，本發明不僅使用精確地計算了渲染所需的濾波核，而且引入了積分圖像，提高了景深渲染的執行速度。

技術領域

本發明屬于計算機視覺技術領域，尤其涉及一種基于積分圖像的景深渲染方法。

背景技術

景深渲染是指在聚焦范圍內圖像是清晰的，越是遠離聚焦平面，圖像越模糊。景深渲染可以通過突出主要場景來吸引大家的注意，也因此在計算機視覺領域發揮著重要的作用，尤其是在視角合成和虛擬現實中的應用。經過多年的研究，已經有大量的技術可以進行景深渲染，其中最常用的是可變換的空間濾波方法?？臻g變換濾波是指濾波核的半徑會根據圖像的位置不同而改變大小，越靠近聚焦平面，濾波核半徑越小，圖像越清晰，反之亦然。然而，直接計算濾波核半徑需要遍歷圖像的每一個像素，這就耗費了大量的時間，計算非整數的濾波核尤其麻煩，因此，很多研究方法在計算濾波核半徑的時候將其取整，以達到計算方便，提高程序運行速度的目的。但是，取整后的濾波核僅是近似值，導致景深渲染時會出現圖像邊緣不連續以及強度泄露的問題。

近年來也有很多針對景深渲染的研究，模擬景深渲染的最直接方法是光線追蹤，現有通過相機陣列捕獲的光場進行景深渲染，該方法雖然可以產生非常逼真的結果，但是渲染后的圖像分辨率較低。提出了一種有效的射線追蹤技術，以實現參數非球面透鏡產生的散景效果。然而，該方法為了實現實時的景深渲染，必須犧牲一定程度的精度。一種新型自適應濾波器，稱為自適應雙邊深度濾波器，用于模擬景深渲染，在空間要求較少情況下實現了實時的運行結果，它還可以進一步銳化聚焦區域的邊界，同時保留失焦區域的模糊性。但是，該方法必須選擇適當的參數才能獲得理想的結果。一種交互方式來細化通過立體相機計算出的深度圖，根據不同的混淆圓濾波器對圖像進行處理，計算出景深渲染的結果，然而，這需要用戶參與細化深度圖。也有人提出可以實時計算高質量的景深效果，該方法中的濾波器由兩個相鄰像素之間定義的加權函數控制，但是由于遞歸框架和缺少場景信息，該方法不能魯棒地處理半遮擋區域。

發明內容

本發明根據現有技術中存在的渲染成本高、精確度抵、時間耗費過多等、問題，提出了一種基于積分圖像的景深渲染方法，本發明不僅使用精確地計算了渲染所需的濾波核，而且引入了積分圖像，提高了景深渲染的執行速度，從而達到了實時景深渲染的目的，能在簡單設備上實現精確的景深渲染的同時還能兼顧其運行速度。

本發明所采用的技術方案如下：

一種基于積分圖像的景深渲染方法，基于基準圖像和基準圖像的視差圖計算景深渲染的結果R_i，j，分別計算R_i，j的整數部分和小數部分計算基準圖像的積分圖像，利用積分圖像分別對整數部分和小數部分進行處理，得到最終的景深渲染結果。

進一步，所述結果R_i，j的計算方法為：其中，(m，n)是基準圖像的像素點，O_m，n是基準圖像(m，n)處的像素值，k_i，j是像素點(i，j)處的濾波核半徑，m∈[i-k_i，j，i+k_i，j]，n∈[j-k_i，j，h+k_i，j]；

進一步，

進一步，所述整數部分

其中，是對k_i，j下取整；

進一步，所述小數部分