基于快速引导滤波的景深实时渲染方法技术

本发明专利技术公开了一种基于快速引导滤波的景深实时渲染方法，其中，该方法包括步骤1：利用输入的深度信息(d)和设定的镜头参数(EF)，结合简化的弥散圆(circle of confusion，COC)计算公式，获得输入图像的COC图；步骤2：根据图像中像素深度与聚焦深度的关系，判断出前景及背景模糊区域，并计算对应区域的滤波权重；步骤3：利用图像修复技术(Inpainting)预测前景遮挡的场景信息，并通过快速引导滤波来实现前景的部分遮挡模糊效果以及背景的层次性模糊效果。通过本发明专利技术的方法，能够快速地渲染出高质量的景深图片，同时还能有效地避免强度泄露和模糊不连续问题。

Real time rendering method of depth of field based on fast guided filtering

The invention discloses a real-time rendering method of depth of field based on fast guiding filter. The method comprises steps 1: using the input depth information (d) and the set lens parameters (EF), combining the simplified formula of circle of confusion (COC), obtaining the COC map of the input image; step 2: according to the image of the image; The relationship between pixel depth and focus depth is used to judge the foreground and background blurred areas and calculate the filtering weights of the corresponding areas. Step 3: The scene information of foreground occlusion is predicted by image inpainting technology, and the partial occlusion blurring effect of foreground and the hierarchical blurring effect of background are realized by fast guiding filtering. Fruit. The method of the invention can quickly render high quality depth of field pictures, and can effectively avoid strength leakage and fuzzy discontinuity problems.

【技术实现步骤摘要】
基于快速引导滤波的景深实时渲染方法
本专利技术实施涉及计算机图像处理
，尤其是涉及图像中的景深实时渲染方法。
技术介绍
景深是人眼和照相机镜头的重要光学特性，也是计算机视觉的重要研究方向之一。它指的是视网膜或相机底片成像时图像能够清晰显示的距离范围。在这个范围之外，图像的前后都是模糊的。景深在图像的真实感绘制、增强深度感知方面具有重要作用，因而可以应用到虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等计算机虚拟视觉等领域。自Potmesil等人在1981年首次提出景深效果绘制算法以来，国内外学者已经提出众多的景深效果渲染算法。这些渲染方法大致可以分成两类：基于物体空间的方法和基于图像空间的方法。基于物体空间的方法如分布式光线追踪、累积缓存等能够渲染出高质量的景深效果图像，但与之伴随的是高耗能的计算开销，因此基于物体空间的渲染方法通常用于离线场合。基于图像空间的方法是实时应用领域常用的方法，也被称为图像后处理。它通过计算每个像素的模糊程度也就是弥散圆(circleofconfusion，COC)的大小，用扩散或者聚合的方式来平滑图像。基于扩散的方法由于需要大量的计算，因而比较耗时。目前实时应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于快速引导滤波的景深实时渲染方法，其特征在于，该方法至少包括：步骤1：利用输入的深度信息(d)和设定的镜头参数(EF)，结合简化的弥散圆(circle of confusion，COC)计算公式，获得输入图像的COC图；步骤2：根据图像中像素深度与聚焦深度的关系，判断出前景及背景模糊区域，并计算对应区域的滤波权重；步骤3：利用图像修复技术(Inpainting)预测前景遮挡的场景信息，并通过快速引导滤波来实现前景的部分遮挡模糊效果以及背景的层次性模糊效果。

【技术特征摘要】
1.一种基于快速引导滤波的景深实时渲染方法，其特征在于，该方法至少包括：步骤1：利用输入的深度信息(d)和设定的镜头参数(EF)，结合简化的弥散圆(circleofconfusion，COC)计算公式，获得输入图像的COC图；步骤2：根据图像中像素深度与聚焦深度的关系，判断出前景及背景模糊区域，并计算对应区域的滤波权重；步骤3：利用图像修复技术(Inpainting)预测前景遮挡的场景信息，并通过快速引导滤波来实现前景的部分遮挡模糊效果以及背景的层次性模糊效果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：根据透镜成像公式：其中，f代表透镜焦距，u代表物距，v代表像距，具体地，且v代表点P的像距即透镜光心到成像点的距离；F代表透镜的焦距；d代表点P的物距即点到透镜光心的距离，也就是点P的深度；vf代表成像距离；df代表聚焦深度。当透镜直径为E，弥散圆直径为DCOC时，由可得由于E，F是镜头本身的参数，df-F为固定值，因此弥散圆的直径可以进一步的简化为：其中A代表了镜头参数对弥散圆直径的影响，可以看作是控制模糊程度的一个尺度参数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：若另Cmin代表容许弥散圆，由步骤1中简化的弥散圆直径计算公式，可知针对前景深d1和后景深d2有：景深也就是说，处于[d1，d2]的距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛水英，陆钧，马琳靖，
申请(专利权)人：北京中科视维文化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11