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圖像處理方法和裝置與流程

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圖像處理方法和裝置與流程

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種圖像處理的方法和裝置。



背景技術(shù):

鏡頭眩光是高強(qiáng)度光源進(jìn)入照相機(jī)鏡頭使得多個(gè)反射面相互干擾而形成的,鏡頭眩光在圖像中表現(xiàn)為光斑和光暈等眩光效果。隨著圖像處理技術(shù)的發(fā)展,用戶(hù)使用各種圖像處理工具對(duì)圖像進(jìn)行編輯美化以在圖像中附加各種顯示效果。而眩光特效是圖像處理工具對(duì)圖像所進(jìn)行的編輯美化過(guò)程中經(jīng)常被使用的一種美化特效,其是利用手工貼圖而實(shí)現(xiàn)。

具體的,由用戶(hù)指定圖像中的光源位置,并手動(dòng)調(diào)整素材圖的顏色、大小等相關(guān)參數(shù),最終將附帶了眩光效果的素材圖與圖像融合實(shí)現(xiàn)圖像中的眩光效果模擬。

然而,圖像中模擬的眩光效果往往會(huì)出現(xiàn)光斑、光暈中的顏色與圖像中光源的色調(diào)不相匹配,或者光斑和光暈在圖像中的位置與光源并不相符,因此,存在著模擬的眩光效果與圖像中的光源不相適應(yīng),真實(shí)感不佳的缺陷。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

基于此,有必要提供一種能使得模擬的眩光效果與圖像中的光源相適應(yīng),且提高真實(shí)感的圖像處理方法。

此外,還有必要提供一種能使得模擬的眩光效果與圖像中的光源相適應(yīng),且提高真實(shí)感的圖像處理裝置。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題,將采用如下技術(shù)方案:

一種圖像處理方法,包括如下步驟:

獲取輸入圖像;

由所述輸入圖像提取光源參數(shù);

按照所述光源參數(shù)調(diào)整所述素材圖像中的顏色值,并根據(jù)所述調(diào)整顏色 值的素材圖像進(jìn)行二值化處理,以得到與所述輸入圖像匹配的素材適配圖像;

根據(jù)所述光源參數(shù)對(duì)所述素材適配圖像進(jìn)行計(jì)算得到眩光效果圖像;

融合所述輸入圖像和所述眩光效果圖像。

一種圖像處理裝置,包括:

圖像獲取裝置,用于獲取輸入圖像;

參數(shù)提取裝置,用于由所述輸入圖像提取光源參數(shù);

素材圖調(diào)整裝置,用于按照所述光源參數(shù)調(diào)整所述素材圖像中的顏色值,并根據(jù)所述調(diào)整顏色值的素材圖像進(jìn)行二值化處理,以得到與所述輸入圖像匹配的素材適配圖像;

效果圖像生成裝置,用于根據(jù)所述光源參數(shù)對(duì)所述素材適配圖像進(jìn)行計(jì)算得到眩光效果圖像;

融合裝置,用于融合所述輸入圖像和所述眩光效果圖像。

由上述技術(shù)方案可知,在輸入圖像中進(jìn)行眩光效果模擬的過(guò)程中,通過(guò)從輸入圖像中的光源區(qū)域提取光源參數(shù),對(duì)素材圖像做適配調(diào)整,根據(jù)適配調(diào)整后的素材圖,即素材適配圖像計(jì)算生成眩光效果圖像,將眩光效果圖像與輸入圖像融合得到模擬了眩光效果的輸出圖像,使輸出圖像中模擬的眩光效果與輸入圖像的光源參數(shù)相關(guān)聯(lián),可自適應(yīng)地匹配輸入圖像中的光源,提高了眩光效果模擬的真實(shí)感,同時(shí)也簡(jiǎn)化了用戶(hù)操作,提升了處理速度。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模塊圖;

圖2是一個(gè)實(shí)施例中圖像處理方法的流程圖;

圖3是圖2中由輸入圖像提取光源參數(shù)的方法流程圖;

圖4是圖3中定位輸入圖像的光源區(qū)域的方法流程圖;

圖5是圖2中按照光源參數(shù)調(diào)整素材圖像中的顏色值,并根據(jù)調(diào)整顏色值的素材圖像進(jìn)行二值化處理,以得到與輸入圖像匹配的素材適配圖像的方法流程圖;

圖6是圖2中根據(jù)光源參數(shù)對(duì)素材適配圖像進(jìn)行計(jì)算得到眩光效果圖像的方法流程圖;

圖7是一個(gè)實(shí)施例中圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖;

圖8是圖7中參數(shù)提取裝置的結(jié)構(gòu)框圖;

圖9是圖8中光源區(qū)域定位模塊的結(jié)構(gòu)框圖;

圖10是圖7中素材圖調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)框圖;

圖11是圖7中效果圖像生成裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的典型實(shí)施方式將在以下的說(shuō)明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實(shí)施方式上具有各種的變化,其皆不脫離本發(fā)明的范圍,且其中的說(shuō)明及圖示在本質(zhì)上是當(dāng)作說(shuō)明之用,而非用以限制本發(fā)明。

眩光在特定情況下,可用于增加發(fā)光物體的亮度以及增強(qiáng)場(chǎng)景的真實(shí)感等。在圖像中實(shí)現(xiàn)眩光效果的模擬,可以極大地提高圖像的對(duì)比度,充分彌補(bǔ)顯示設(shè)備在顯示平面圖像時(shí)的不足。

為了使眩光效果的模擬與輸入圖像中的光源具有相關(guān)性,有效保證最終模擬效果的多樣性和真實(shí)感,本實(shí)施例提供了一種圖像處理方法。

本實(shí)施例提供的一種圖像處理方法由計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn),該圖像處理方法所構(gòu)建的圖像處理裝置則被存儲(chǔ)于如圖1所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100中,以在該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100中運(yùn)行,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)圖像中眩光效果的模擬。

如圖1所示,該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100包括處理器110、存儲(chǔ)器120和系統(tǒng)總線122。包括存儲(chǔ)器120和處理器110在內(nèi)的各種系統(tǒng)組件連接到系統(tǒng)總線122上。處理器110是一個(gè)用來(lái)通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中基本的算術(shù)和邏輯運(yùn)算來(lái)執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序指令的硬件。存儲(chǔ)器120是一個(gè)用于臨時(shí)或永久性存儲(chǔ)計(jì)算程序或數(shù)據(jù)(例如,程序狀態(tài)信息)的物理設(shè)備,存儲(chǔ)了各種眩光效果的素材圖像、圖像處理方法所對(duì)應(yīng)的程序指令以及其它數(shù)據(jù),處理器110將執(zhí)行存儲(chǔ)器120中的程序指令,并偵聽(tīng)對(duì)任一圖像觸發(fā)的選定操作,得到輸入圖像,待獲取得到輸入圖像之后便對(duì)該輸入圖像進(jìn)行眩光效果的模擬。處理器110和存儲(chǔ)器120可以通過(guò)系統(tǒng)總線122進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。其中存儲(chǔ)器120包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)或閃存(圖中都未示出),以及隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM),RAM通常是指加載了操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的主存儲(chǔ)器。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100還包括顯示接口130(例如,圖形處理單元)、顯示設(shè)備140(例如,液晶顯示器)、音頻接口150(例如,聲卡)以及音頻設(shè)備160(例如,揚(yáng)聲器)。顯示設(shè)備140將是用于進(jìn)行輸入圖像、素材圖像以及進(jìn)行圖像處理所最終得到的模擬了眩光效果的輸出圖像的顯示。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100一般包括一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備170。存儲(chǔ)設(shè)備170可以從多種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中選擇,計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)是指可以通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100訪問(wèn)的任何可利用的介質(zhì),包括移動(dòng)的和固定的兩種介質(zhì)。例如,計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括但不限于,閃速存儲(chǔ)器(微型SD卡),CD-ROM,數(shù)字通用光盤(pán)(DVD)或其它光盤(pán)存儲(chǔ)、磁帶盒、磁帶、磁盤(pán)存儲(chǔ)或其它磁存儲(chǔ)設(shè)備,或者可用于存儲(chǔ)所需信息并可由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100訪問(wèn)的任何其它介質(zhì)。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100還包括輸入裝置180和輸入接口190(例如,IO控制器)。用戶(hù)可以通過(guò)輸入裝置180,如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、顯示裝置140上的觸摸面板設(shè)備,輸入指令和信息到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100中。輸入裝置180通常是通過(guò)輸入接口190連接到系統(tǒng)總線122上的,但也可以通過(guò)其它接口或總線結(jié)構(gòu)相連接,如通用串行總線(USB)。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100可在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中與一個(gè)或者多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行邏輯連接。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以是個(gè)人電腦、服務(wù)器、路由器、智能電話、平板電腦或者其它公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100通過(guò)局域網(wǎng)(LAN)接口200或者移動(dòng)通信單元210與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連接。局域網(wǎng)(LAN)是指在有限區(qū)域內(nèi),例如家庭、學(xué)校、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室、或者使用網(wǎng)絡(luò)媒體的辦公樓,互聯(lián)組成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。WiFi和雙絞線布線以太網(wǎng)是最常用的構(gòu)建局域網(wǎng)的兩種技術(shù)。WiFi是一種能使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100間交換數(shù)據(jù)或通過(guò)無(wú)線電波連接到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。移動(dòng)通信單元210能在一個(gè)廣闊的地理區(qū)域內(nèi)移動(dòng)的同時(shí)通過(guò)無(wú)線電通信線路接聽(tīng)和撥打電話。除了通話以外,移動(dòng)通信單元210也支持在提供移動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù)的2G,3G或4G蜂窩通信系統(tǒng)中進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)。

如上面詳細(xì)描述的,適用于本發(fā)明的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100能執(zhí)行圖像處理的指定操作。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100通過(guò)處理器110運(yùn)行在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的程序指令的形式來(lái)執(zhí)行這些操作。這些程序指令可以從存儲(chǔ)設(shè)備170或者通過(guò)局域網(wǎng)接口200從另一設(shè)備讀入到存儲(chǔ)器120中。存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器120中的程序指令使得處理器110執(zhí)行實(shí)現(xiàn)圖像處理的方法。此外,通過(guò)硬件電路或者硬 件電路結(jié)合軟件指令也能同樣實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此,實(shí)現(xiàn)本發(fā)明并不限于任何特定硬件電路和軟件的組合。

以上計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100只是一個(gè)適用于本發(fā)明的計(jì)算機(jī)環(huán)境的示例,不能認(rèn)為是提出了對(duì)本發(fā)明的使用范圍的任何限制。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100也不能解釋為需要依賴(lài)于或具有圖示的示例性的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100中的一個(gè)或多個(gè)部件的組合。

如圖2所示,在一個(gè)實(shí)施例中,圖像處理方法,包括:

步驟310,獲取輸入圖像。

步驟330,由輸入圖像提取光源參數(shù)。

步驟350,按照光源參數(shù)調(diào)整素材圖像中的顏色值,并根據(jù)調(diào)整顏色值的素材圖像進(jìn)行二值化處理,以得到與輸入圖像匹配的素材適配圖像。

步驟370,根據(jù)光源參數(shù)對(duì)素材適配圖像進(jìn)行計(jì)算得到眩光效果圖像。

步驟390,融合輸入圖像和眩光效果圖像。

其中,輸入圖像是當(dāng)前需要進(jìn)行眩光效果模擬的任一圖像,該輸入圖像可預(yù)先存儲(chǔ)于本地的,也可以是當(dāng)前即時(shí)拍攝得到的。進(jìn)一步的,該輸入圖像為二維圖像。例如,輸入圖像可通過(guò)用戶(hù)在終端的相冊(cè)中對(duì)任一圖像觸發(fā)的選定操作得到。

進(jìn)一步的,在進(jìn)行拍攝以得到輸入圖像的過(guò)程中,受到光源照射,因此,輸入圖像中存在著光源,并且在光源的作用下輸入圖像中存在著光照情況和陰影情況,由此需要對(duì)輸入圖像進(jìn)行光源追蹤,以提取得到輸入圖像中的光源參數(shù)。

素材圖像是預(yù)先設(shè)定的,是用于實(shí)現(xiàn)輸入圖像中眩光效果模擬的素材源,素材圖像中包含的圖像內(nèi)容與輸入圖像中所需實(shí)現(xiàn)的眩光效果相關(guān)。如:該素材圖像可以是夕陽(yáng)光暈效果素材圖像,晨光光暈效果素材圖像,耀斑眩光效果素材圖像等。

在羅列了多個(gè)素材圖像的界面中,用戶(hù)可通過(guò)選定操作的觸發(fā)選取任一素材圖像,以為輸入圖像提供相應(yīng)的眩光效果。

輸入圖像作為源圖,將以其光源所對(duì)應(yīng)的顏色值為基準(zhǔn),即按照光源參數(shù)進(jìn)行素材圖像中顏色值的調(diào)整,使得素材圖像中眩光效果所對(duì)應(yīng)的顏色是與輸入圖像中光源的顏色相適配的。

進(jìn)一步的,還根據(jù)以輸入圖像的光源為基準(zhǔn)調(diào)整了顏色值的素材圖像進(jìn)行處理,得到與輸入圖像匹配的素材適配圖像,其中,在優(yōu)選的實(shí)施例中,該素材適配圖像的大小與輸入圖像的大小相匹配。

素材適配圖像中,與素材圖像的眩光效果相對(duì)應(yīng)的區(qū)域?yàn)榕c素材圖像的眩光效果相一致,而該區(qū)域之外則顏色值為零,即每一顏色通道所對(duì)應(yīng)的數(shù)值均為零。

在調(diào)整了顏色值和二值化處理所得到的素材適配圖像中,根據(jù)光源參數(shù)對(duì)素材適配圖像中的像素進(jìn)行計(jì)算,以得到與輸入圖像中的光源相適應(yīng)的眩光效果圖像,進(jìn)而在眩光效果圖像中使得其中的光斑或者光暈是與輸入圖像中的光照情況相一致的。

進(jìn)一步的,根據(jù)調(diào)整顏色值的素材圖像進(jìn)行二值化處理的對(duì)象可以是輸入圖像,也可以是大小與輸入圖像相適配的空白圖像,其用意在于使得素材適配圖像成為光源區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域之外的像素值為0的二值化的圖像,以便于后續(xù)與輸入圖像的融合。

直接融合所得到的眩光效果圖像和輸入圖像,以使得輸入圖像中的場(chǎng)景,例如,物體、風(fēng)景或者人物上附帶了眩光效果,并且該眩光效果是與其中的光照情況相一致的,逼真地模擬了真實(shí)世界的光照效果。

如上所述的圖像中模擬眩光效果的過(guò)程對(duì)于用戶(hù)而言,其只需要觸發(fā)輸入圖像的導(dǎo)入操作以及素材圖像的選取操作,而不需要額外的進(jìn)行素材圖像中顏色的調(diào)整以及定位等操作,不但簡(jiǎn)化了用戶(hù)操作,更重要的是,能夠使最終得到的輸出圖像與輸入圖像的光源參數(shù)相關(guān)聯(lián),提升了融合所得到的輸入圖像中眩光效果的真實(shí)感,使其呈現(xiàn)類(lèi)似鏡頭眩光的效果。

此外,可預(yù)置多種附帶了各種眩光效果的素材圖像,并根據(jù)用戶(hù)的選取而使用的任一素材圖像均可自適應(yīng)地匹配輸入圖像中的光源,因此,同一輸入圖像可自由進(jìn)行素材圖像的切換,并通過(guò)自適應(yīng)地進(jìn)行匹配調(diào)整得到各種不同眩光效果的素材適配圖像,在提高真實(shí)感的前提條件下保證了輸入圖像中可附加的眩光效果的多樣性。

在一個(gè)實(shí)施例中,如圖3所示,上述步驟330包括:

步驟331,定位輸入圖像的光源區(qū)域。

光源參數(shù)包括了光源位置和光源顏色參數(shù)。在輸入圖像中進(jìn)行光源追蹤, 以確定輸入圖像中的光源區(qū)域,進(jìn)而得到光源位置和平行光的向量。

步驟333,從光源區(qū)域提取光源位置和光源顏色參數(shù)。

從光源區(qū)域中提取一個(gè)或多個(gè)光源位置,進(jìn)而以一個(gè)或多個(gè)光源位置為中心,分別實(shí)現(xiàn)眩光效果模擬。

例如:如果需模擬實(shí)現(xiàn)一個(gè)單中心的圈狀光暈效果模擬,則可從光源區(qū)域提取一個(gè)光源位置,并通過(guò)后續(xù)的計(jì)算基于該光源位置生成一個(gè)圈狀單中心的光暈;如果需模擬實(shí)現(xiàn)多個(gè)不相重疊的圈狀多中心的光暈,則可以在光源區(qū)域提取多個(gè)不相重疊的像素點(diǎn)分別作為多個(gè)光源位置,分別基于各個(gè)光源位置計(jì)算生成多個(gè)不相重疊的光暈。

在優(yōu)選的實(shí)施例中,將選取光源區(qū)域的中點(diǎn)位置來(lái)作為光源位置。計(jì)算方法如下:

預(yù)先為圖像的處理建立坐標(biāo)系,該坐標(biāo)系是以界面中任意一點(diǎn)為原點(diǎn)所建立的二維坐標(biāo)系。

在所述預(yù)先建立的坐標(biāo)系中,分別提取光源區(qū)域中X軸方向和Y軸方向上的最大值、最小值:Xmax,Xmin,Ymax Ymin。

則光源區(qū)域的中點(diǎn)位置坐標(biāo)(Xm,Ym)將分別通過(guò)公式Xm=(Xmin+Xmax)/2,Ym=(Ymin+Ymax)/2計(jì)算得到。

該光源區(qū)域的中點(diǎn)位置所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)(Xm,Ym)即為光源位置所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)。

光源顏色參數(shù)是根據(jù)光源位置而獲取得到的對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的顏色信息。例如,若光源位置為光源區(qū)域的中點(diǎn)位置,則光源顏色參數(shù)為該光源區(qū)域的中點(diǎn)位置所對(duì)應(yīng)的像素值(R,G,B);如果光源位置為多個(gè),則光源顏色參數(shù)相應(yīng)為該多個(gè)光源位置對(duì)應(yīng)的像素值。

在如上所述的過(guò)程中,光源區(qū)域?yàn)檩斎雸D像中最強(qiáng)光源對(duì)應(yīng)的區(qū)域,在輸入圖像中的光源區(qū)域?qū)崿F(xiàn)眩光效果模擬,有助于強(qiáng)烈地提高圖像的對(duì)比度,營(yíng)造圖像的真實(shí)感,提高圖像眩光效果模擬的仿真效果。

進(jìn)一步地,如圖4所示,上述步驟331包括:

步驟3313,對(duì)輸入圖像進(jìn)行灰度處理得到灰度圖像,提取灰度圖像中的灰度最大值。

灰度圖像是指用灰度表示的圖像,用戶(hù)通過(guò)拍照或者選定操作確定輸入 圖像之后,將獲取得到輸入圖像,首先將該輸入圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像,轉(zhuǎn)換得到的灰度圖像中包含了多個(gè)像素,每一像素均有對(duì)應(yīng)的灰度值。

遍歷灰度圖像中的多個(gè)像素,以得到每一像素所對(duì)應(yīng)的灰度值,并由所述得到的灰度值中提取灰度最大值。

步驟3315,根據(jù)灰度最大值對(duì)灰度圖像進(jìn)行二值化處理得到二值化圖像。

本實(shí)施例中,以灰度圖像中灰度最大值的預(yù)設(shè)倍數(shù)V0為閾值,預(yù)設(shè)倍數(shù)V0為設(shè)定的常量,其具體數(shù)值可根據(jù)實(shí)際的處理過(guò)程進(jìn)行靈活調(diào)整。

通過(guò)對(duì)灰度圖像進(jìn)行二值化處理的方式,在灰度圖像中進(jìn)行區(qū)域選取,以得到光源區(qū)域。具體的,對(duì)灰度圖像中的所有像素進(jìn)行遍歷,以判斷像素所對(duì)應(yīng)的灰度值是否小于閾值,若為是,則說(shuō)明該像素不屬于光源區(qū)域,將其灰度值置0,若為是,則說(shuō)明該像素位于光源區(qū)域,將其灰度值置為255,通過(guò)如上所述的像素遍歷完成二值化處理過(guò)程,以得到二值化圖像。

該二值化圖像中,灰度值為255的區(qū)域?yàn)楣庠磪^(qū)域,即二值化圖像中的白色區(qū)域,灰度值為0的區(qū)域?yàn)榉枪庠磪^(qū)域,即二值化圖像中的黑色區(qū)域。

步驟3317,標(biāo)記二值化圖像中的連通區(qū)域以得到最大連通區(qū)域,將最大連通區(qū)域作為光源區(qū)域。

連通區(qū)域是指圖像中具有相同像素值且位置相鄰的多個(gè)像素組成的圖像區(qū)域。

所采用的連通區(qū)域標(biāo)記算法可以是區(qū)域生長(zhǎng)法,也可以是對(duì)二值化圖像做兩次掃描實(shí)現(xiàn)連通區(qū)域標(biāo)記的二階段法,還可以是其它的一些連通區(qū)域標(biāo)記算法,在此不一一進(jìn)行限定。

在優(yōu)選的實(shí)施例中,采用的連通區(qū)域標(biāo)記算法為區(qū)域生長(zhǎng)法,通過(guò)區(qū)域生長(zhǎng)法,一次生長(zhǎng)過(guò)程即可標(biāo)記一個(gè)連通區(qū)域,只需對(duì)圖像進(jìn)行一次掃描就能標(biāo)記出所有連通區(qū)域,將有助于提高圖像的處理速度和效率。

進(jìn)行連通區(qū)域標(biāo)記的過(guò)程中,需記錄每一連通區(qū)域包含的像素個(gè)數(shù),再根據(jù)統(tǒng)計(jì)出的每一連通區(qū)域?qū)?yīng)的像素個(gè)數(shù),對(duì)所有連通區(qū)域進(jìn)行查找,以得到像素個(gè)數(shù)最多的連通區(qū)域,該連通區(qū)域即為最大連通區(qū)域,將最大連通區(qū)域作為輸入圖像中最強(qiáng)光源對(duì)應(yīng)的區(qū)域,即光源區(qū)域。

進(jìn)一步地,上述步驟3313之前,該方法還包括:步驟3311,對(duì)輸入圖 像進(jìn)行降噪處理的步驟。

在將輸入圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像之前,首先對(duì)圖像進(jìn)行降噪處理,以去除噪聲影響,使后續(xù)的灰度圖和二值圖轉(zhuǎn)換更精確。

優(yōu)選的實(shí)施例中,可對(duì)輸入圖像做小半徑高斯模糊來(lái)去除噪聲影響。

在一個(gè)實(shí)施例中,參閱圖5,上述步驟350包括:

步驟351,遍歷素材圖像中的像素,根據(jù)像素的灰度值和光源參數(shù)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的顏色值,并按照計(jì)算得到的顏色值更新像素。其計(jì)算過(guò)程如下:

由輸入圖像提取得到光源參數(shù)之后,將對(duì)素材圖像逐像素遍歷,在遍歷過(guò)程中,對(duì)每一像素均計(jì)算對(duì)應(yīng)的灰度值Gray0。

該像素所對(duì)應(yīng)的灰度值進(jìn)行歸一化計(jì)算,即,Gray1=Gray0/255。

利用歸一化計(jì)算結(jié)果和光源參數(shù)來(lái)計(jì)算得到該像素更新值。

具體的,假設(shè)上述步驟333獲得的光源顏色參數(shù)為(R,G,B)。

則素材圖像像素更新值為:(R*Gray1,G*Gray1,B*Gray1)。

根據(jù)該像素更新值相應(yīng)對(duì)素材圖像上的像素做像素更新。

步驟353,根據(jù)光源參數(shù)中的光源位置計(jì)算得到素材圖像在輸入圖像中的位置。其計(jì)算過(guò)程如下:

假設(shè)步驟333獲得的光源位置為M(Xm,Ym)。

獲取輸入圖像的兩個(gè)頂點(diǎn),其中,一個(gè)頂點(diǎn)為輸入圖像中X軸坐標(biāo)最小,Y軸坐標(biāo)最大的像素,另一個(gè)頂點(diǎn)為輸入圖像中X軸坐標(biāo)最大,Y軸坐標(biāo)最大的像素,也就是說(shuō),這兩個(gè)頂點(diǎn)分別為輸入圖像中位于左上角的頂點(diǎn)和位于右上角的頂點(diǎn)。

通過(guò)計(jì)算得出該兩頂點(diǎn)與光源位置M(Xm,Ym)之間的距離,求出距離光源位置M最近的頂點(diǎn)C(Xc,Yc)。

連接點(diǎn)C和點(diǎn)M作為輸入圖像的光線方向,求出該光線方向與X軸的夾角θ,計(jì)算公式如下:

θ=arctan((Yc-Ym)/(Xc-Xm))。

設(shè)定一常量參數(shù)V1,計(jì)算素材圖像在輸入圖像中的位置P(Xp,Yp),計(jì)算公式如下:

Xp=Xm+cosθ*V1;

Yp=Y(jié)m+sinθ*V1。

根據(jù)上述公式計(jì)算得到的位置P位于輸入圖像的光線方向上,并與光源位置M(Xm,Ym)相距的距離為V1,該距離V1的具體數(shù)值可根據(jù)素材圖像的大小而設(shè)定,使素材圖像與輸入圖像的光源區(qū)域的匹配,保證最終眩光模擬的仿真效果。

步驟355,根據(jù)素材圖像在輸入圖像中的位置,以更新顏色值的素材圖像為區(qū)域模板對(duì)輸入圖像做二值化處理得到素材適配圖像。

該素材適配圖像為二值化的圖像,其非零區(qū)域?qū)?yīng)的像素值為更新顏色值后的素材圖像的對(duì)應(yīng)值,非零區(qū)域的大小與素材圖像的大小匹配,且素材適配圖像的整體大小與輸入圖像大小相匹配,也就是說(shuō),素材適配圖像的大小與輸入圖像的大小完全相同或者大致相同,以確保后續(xù)得到的眩光效果圖的大小與輸入圖像的大小相同,便于眩光效果圖和輸入圖像之間的融合。

本實(shí)施例中,該素材適配圖像通過(guò)以下步驟獲得:

由上述步驟,獲取輸入圖像、調(diào)整顏色后的素材圖像以及素材圖像在輸入圖像中的位置P(Xp,Yp);

根據(jù)素材圖像在輸入圖像中的位置P(Xp,Yp)以及作為區(qū)域模板的素材圖像,得到調(diào)整顏色后的素材圖像在輸入圖像中的位置區(qū)域;

按照得到的位置區(qū)域?qū)斎雸D像做二值化處理:如果輸入圖像中像素位于該位置區(qū)域內(nèi),則將這一像素對(duì)應(yīng)的像素值更新為調(diào)整顏色后的素材圖像中對(duì)應(yīng)像素的像素值;如果輸入圖像中像素位于位置區(qū)域之外,則將該像素的像素值更新為零。

以此類(lèi)推,通過(guò)這一二值化處理過(guò)程,完成輸入圖像中所有像素的像素值更新,得到二值化的素材適配圖像。

此外,根據(jù)算法實(shí)現(xiàn)的便利性,以素材圖像為區(qū)域模板進(jìn)行二值化處理的目標(biāo)對(duì)象可以是如上所述的輸入圖像,其實(shí)現(xiàn)過(guò)程也將如上所述,也可以是空白圖像,即顏色值為0的圖像,此時(shí),將不需要對(duì)位置區(qū)域之外像素的像素值進(jìn)行更新,進(jìn)而將有效減少了計(jì)算量,提高處理速度。

在一個(gè)實(shí)施例中,參閱圖6,上述步驟370包括:

步驟371,根據(jù)光源參數(shù)計(jì)算得到眩光位置。

由于輸出圖像中眩光效果的模擬可以是輸出圖像中光斑的顯示,或者,光暈的顯示,因此,眩光位置可以是輸出圖像中光斑的位置,或者,光暈的 位置。

假設(shè)步驟333獲得的光源位置為M(Xm,Ym),取當(dāng)前像素坐標(biāo)為(Xi,Yi),則通過(guò)計(jì)算獲得點(diǎn)M(Xm,Ym)指向點(diǎn)(Xi,Yi)的方向向量為dir。

由上述方向向量dir和該光源位置坐標(biāo),計(jì)算眩光位置,該眩光位置可以是光斑位置,也可以是光暈位置,其根據(jù)實(shí)際的圖像處理過(guò)程進(jìn)行調(diào)整,以自適應(yīng)輸入圖像中的內(nèi)容。

對(duì)于光斑式的眩光效果,則計(jì)算光斑位置所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)如下:

(Xoff,Yoff)=(Xm,Ym)-(Xi,Yi);

對(duì)于光暈式的眩光效果,則計(jì)算光暈位置所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)如下:

(Xoff,Yoff)=dir*V2,

其中,V2為根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定的常量參數(shù)。

步驟373,遍歷素材適配圖像中的像素,根據(jù)眩光位置計(jì)算得到當(dāng)前像素對(duì)應(yīng)的顏色值,并更新像素形成眩光效果圖像。

遍歷素材適配圖像中的像素,取當(dāng)前像素坐標(biāo)為(Xi,Yi),對(duì)應(yīng)的像素值為(Ri,Gi,Bi)。

如果需要獲得光斑效果模擬,則將步驟371得到的光斑位置所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)代入如下公式:

顏色通道R:(Xr,Yr)=((Xi,Yi)+(Xoff,Yoff))*V3*V4+dir*VR;

顏色通道G:(Xg,Yg)=((Xi,Yi)+(Xoff,Yoff))*V3*V4+dir*VG

顏色通道B:(Xb,Yb)=((Xi,Yi)+(Xoff,Yoff))*V3*V4+dir*VB

其中,上述公式中,V3為常量參數(shù),V4為光斑個(gè)數(shù)(取整數(shù)值0,1,2,…,n),(VR,VG,VB)為常量參數(shù),dir為點(diǎn)M(Xm,Ym)指向點(diǎn)(Xi,Yi)的方向向量。

按照上述公式,計(jì)算得到光斑對(duì)應(yīng)位置的像素值(Rj,Gj,Bj)=(Ri(Xr,Yr),Gi(Xg,Yg),Bi(Xb,Yb))。

上述公式同樣適用于光暈效果模擬計(jì)算,如果需要獲得光暈效果模擬,則同樣將步驟371得到的光暈位置所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)代入以下公式:

顏色通道R:(Xr,Yr)=((Xi,Yi)+(Xoff,Yoff))*V3*V4+dir*VR

顏色通道G:(Xg,Yg)=((Xi,Yi)+(Xoff,Yoff))*V3*V4+dir*VG;

顏色通道B:(Xb,Yb)=((Xi,Yi)+(Xoff,Yoff))*V3*V4+dir*VB

按照上述公式,計(jì)算得到光暈對(duì)應(yīng)位置的像素值(Rj,Gj,Bj)=(Ri(Xr,Yr),Gi(Xg,Yg),Bi(Xb,Yb))。

通過(guò)如上所述的圖像處理過(guò)程中,不再需要用戶(hù)手工調(diào)整素材圖像中的顏色、大小以及輸入圖像中光源位置的選擇,避免了大量繁瑣的操作,且提高了輸入圖像的處理速度。

在如上所述的圖像處理過(guò)程中,避免了眩光效果完全依賴(lài)于素材圖像,而與輸入圖像毫不相關(guān)的情況,有助于為輸入圖像中的場(chǎng)景提供真實(shí)的光照效果,使得輸入圖像的場(chǎng)景中的虛擬物體呈現(xiàn)與真實(shí)世界的光照情況更可能的相似。

如上所述的圖像處理過(guò)程中,由于是在提取輸入圖像中光源參數(shù)的基礎(chǔ)之上生成用于與輸入圖像融合的眩光效果圖像的,因此,將極大地提高了輸入圖像中處理的精準(zhǔn)程度,實(shí)現(xiàn)了眩光效果模擬的輸出圖像中眩光效果的密切融合。

在一個(gè)實(shí)施例中,為解決上述問(wèn)題,還提出了一種圖像處理裝置。如圖7所示,該裝置包括圖像獲取模塊410、參數(shù)提取模塊430、素材圖調(diào)整模塊450、眩光效果圖像生成模塊470和融合模塊490,其中:

圖像獲取模塊410,用于獲取輸入圖像。

參數(shù)提取模塊430,用于由輸入圖像提取光源參數(shù)。

素材圖調(diào)整模塊450,用于按照光源參數(shù)調(diào)整素材圖像中的顏色值,并根據(jù)調(diào)整顏色值的素材圖像進(jìn)行二值化處理,以得到與輸入圖像匹配的素材適配圖像。

效果圖像生成模塊470,用于根據(jù)光源參數(shù)對(duì)素材適配圖像進(jìn)行計(jì)算得到眩光效果圖像。

融合模塊490,用于融合輸入圖像和眩光效果圖像,得到眩光效果圖。

該圖像處理裝置不但簡(jiǎn)化了用戶(hù)操作,還提升了處理速度,有效保證了最終眩光效果模擬的多樣性和真實(shí)感。

在另一個(gè)實(shí)施例中,如圖8所示,參數(shù)提取模塊430包括光源區(qū)域定位單元431和光源參數(shù)提取單元433,其中:

光源區(qū)域定位單元431,用于定位輸入圖像的光源區(qū)域。

光源參數(shù)提取單元433,用于從光源區(qū)域提取光源位置和光源顏色參數(shù)。

在另一個(gè)實(shí)施例中,如圖9所示,上述光源區(qū)域定位單元431包括:灰度圖轉(zhuǎn)換子單元4313、二值圖轉(zhuǎn)換子單元4315和連通區(qū)標(biāo)記子單元4317,其中:

灰度圖轉(zhuǎn)換子單元4313,用于對(duì)輸入圖像進(jìn)行灰度處理得到灰度圖像,提取灰度圖像中的灰度最大值。

二值圖轉(zhuǎn)換子單元4315,用于根據(jù)灰度最大值對(duì)灰度圖像進(jìn)行二值化處理得到二值化圖像,所述素材適配圖像的大小與所述輸入圖像的大小相匹配。

連通區(qū)標(biāo)記子單元4317,用于標(biāo)記二值化圖像中的連通區(qū)域以得到最大連通區(qū)域,將最大連通區(qū)域作為光源區(qū)域。

進(jìn)一步地,上述光源區(qū)域定位單元431還包括降噪子單元4311,用于對(duì)輸入圖像進(jìn)行降噪處理。

在另一個(gè)實(shí)施例中,如圖10所示,素材圖調(diào)整模塊450包括:

像素更新單元451,用于遍歷素材圖像中的像素,根據(jù)像素的灰度值和光源參數(shù)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的顏色值,并按照計(jì)算得到的顏色值更新像素。

素材圖定位單元453,用于根據(jù)光源參數(shù)中的光源位置計(jì)算得到素材圖像在輸入圖像中的位置。

二值化單元455,用于根據(jù)素材圖像在輸入圖像中的位置,以更新顏色值的素材圖像為區(qū)域模板對(duì)輸入圖像做二值化處理得到素材適配圖像。

在另一個(gè)實(shí)施例中,如圖11所示,效果圖生成模塊470包括:

位置運(yùn)算單元471,用于根據(jù)光源參數(shù)計(jì)算得到光斑位置和光暈位置。

像素遍歷單元473,用于遍歷素材適配圖像中的像素,根據(jù)光斑位置和光暈位置計(jì)算得到當(dāng)前像素對(duì)應(yīng)的顏色值,并更新像素形成眩光效果圖像。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過(guò)硬件來(lái)完成,也可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件完成,所述的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中,上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器,磁盤(pán)或光盤(pán)等。

雖然已參照幾個(gè)典型實(shí)施方式描述了本發(fā)明,但應(yīng)當(dāng)理解,所用的術(shù)語(yǔ)是說(shuō)明和示例性、而非限制性的術(shù)語(yǔ)。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì),所以應(yīng)當(dāng)理解,上述實(shí)施方式不限于任何前述的細(xì)節(jié),而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋?zhuān)虼寺淙霗?quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。

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