[发明专利]恢复定标板遮挡区域的纹理和光照的方法

摘要

本发明公开了一种恢复定标板遮挡区域的纹理和光照的方法。其步骤为：(1)拍摄参考图像和定标基准图；(2)建立平面单应性关系；(3)纹理修复；(4)光照修复；(5)采用人工交互的方式判断视频是否拍摄结束，若拍摄结束，则执行步骤(6)；若拍摄未结束，则返回步骤(2)；(6)恢复定标板遮挡区域的纹理和光照的过程结束。本发明具有恢复结果准确，速度快的优点，鲁棒性高，适合于增强现实的各种应用。

主权项

一种恢复定标板遮挡区域的纹理和光照的方法，包括如下步骤：(1)拍摄参考图像和定标基准图：1a)将摄像机位置固定，选取需要添加虚拟物体的场景，拍摄该场景在未放置定标板前的一幅图像作为参考图像；1b)将定标板放置于场景中，拍摄一幅有定标板的图像作为定标基准图；(2)建立平面单应性关系：2a)任意调整摄像机位置，拍摄含有定标板场景的视频，获取当前时刻待处理图像；2b)从待处理图像和定标基准图中，选取至少四对不在同一直线上的相对应的点；2c)将步骤2b)所述对应点代入方程X＝H·Y中，获得待处理图像和定标基准图之间的平面单应性关系矩阵H；其中，X为选取的待处理图像中的点的坐标列向量，Y为选取的定标用基准图像中的点的坐标列向量；(3)纹理修复：将平面单应性矩阵H左乘以定标用基准图像中定标板区域的每个点的坐标列向量Y获得变换后的点的坐标列向量X，将求得的坐标列向量X在参考图像中对应的像素颜色值填充到待处理图像的定标板区域，获得已修复纹理的图像，完成纹理修复；(4)光照修复：4a)将纹理修复区域作为目标区域，选取已修复纹理图像中的目标区域的邻域，将邻域内任一点的像素值与参考图像中对应点的像素值代入下式，建立已修复纹理图像中目标区域邻域内点和参考图像中与之相对应的点满足的光照线性关系表达式：I＝aJ+b其中，I为已修复纹理图像中目标区域邻域内任一点的像素值，J为参考图像中与之相对应点的像素值，a和b为待求光照线性关系的系数；4b)采用最小二乘法，从已修复纹理图像中目标区域邻域内点和参考图像中与之相对应的点满足的光照线性关系表达式中，求得邻域内待求光照线性关系的系数a和b的值；4c)采用插值法，由邻域内待求光照线性关系的系数a和b的值，插值出目标区域内点的光照线性关系系数a和b的值；4d)将已修复纹理图像中目标区域内点的原有像素值及光照线性关系系数a和b的值，代入步骤4a)所述的光照线性关系表达式中，得到目标区域的点当前像素值；4e)用目标区域的点当前像素值替代原像素值，完成光照修复；(5)采用人工交互的方式判断视频是否拍摄结束，若拍摄结束，则执行步骤(6)；若拍摄未结束，则返回步骤(2)；(6)恢复定标板遮挡区域的纹理和光照的过程结束。