一种用于光场绘制的多视点绘制方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于光场绘制的多视点绘制方法、装置及存储介质，属于计算成像技术领域；方法包括：通过设置好拍摄间隔及距离的相机对预搭建的3D场景进行拍摄，得到3D场景的多视点图像信息；根据傅里叶变换和傅里叶反变换量化估计多视点图像相位信息，恢复原始光场信号相位；根据冲激函数对原始信号进行拟合处理；根据拟合后的光场信号构建多视点模型，通过构建得到的多视点模型对原始信号中的光场信号进行视点重构处理，得到多视点信号。本发明专利技术通过傅里叶变换和傅里叶反变换估计多视点图像相位信息，根据拟合后的光场信号相位信息构建多视点模型，对光场信号进行重构，得到更为准确的多视点信号，可以弥补相机拍摄场景导致的信息缺失。致的信息缺失。致的信息缺失。

【技术实现步骤摘要】
一种用于光场绘制的多视点绘制方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术主要涉及光场绘制
，具体涉及一种用于光场绘制的多视点绘制方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]随着社会的进步和科学技术的发展，计算成像和虚拟现实在人们生活中扮演着越来越重要的角色，计算成像和虚拟现实广泛应用于3D视频技术中，可以提高成像的质量和增强立体体验感。因此，计算成像和虚拟现实技术可以应用于娱乐、国民生活、工业应用和军事等领域。光场绘制技术(Light Field Rendering,LFR)广泛应用于视觉和计算成像系统。通过使用全光函数来量化位置、方向、波长和时间，可以研究光场采集的多视点图像和光场重构的方法。光场重构的问题，即给定一组多视点图像通过一定的重构算法生成新视点，对于有着复杂形状(比如不规则的遮挡以及深度不连续的花草树木)的前景目标，很难有效率地产生一个高质量的多视点几何图形。光场绘制技术的优点是计算简单，绘制效果好，容易系统实现，不需要复杂的场景建模过程，因此，这种方法特别适用于在自然复杂场景的实时绘制中。
[0003]光场绘制技术不需要依赖精确的几何信息，在给定一组拍摄到的多视点图像的条件下，可以通过简单的计算生成具有良好立体效果的体验视点。然而，在复杂的场景中，特别是存在复杂形状的前景物体中，会引起场景信息的缺失，从而使得光场绘制技术的重构视点总会存在失真现象。因此，需要对现有的光场绘制技术中的视点重构方法更进一步的研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于光场绘制的多视点绘制方法、装置及存储介质。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于光场绘制的多视点绘制方法，包括如下步骤：
[0006]通过设置好拍摄间隔及距离的相机对预搭建的3D场景进行拍摄，得到3D场景的多视点图像信息；
[0007]根据傅里叶变换和傅里叶反变换对所述多视点图像信息进行光场信号相位估计，以恢复原始光场信号相位信息；
[0008]根据冲激函数对所述原始光场信号相位信息进行拟合处理，得到拟合后的光场信号；
[0009]根据拟合后的光场信号构建多视点模型，通过构建得到的多视点模型对所述原始信号中的光场信号进行视点重构处理，得到多视点信号。
[0010]本专利技术的有益效果是：通过傅里叶变换和傅里叶反变换估计多视点图像相位信息，根据拟合后的光场信号相位信息构建多视点模型，即通过使用全光函数对随着相机位
置变化的场景建立一个数学模型，并通过多视点模型对光场信号进行重构，得到更为准确的多视点信号，可以弥补相机拍摄场景导致的信息缺失。
[0011]本专利技术解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种用于光场绘制的多视点绘制装置，包括：
[0012]图像拍摄模块，用于通过设置好拍摄间隔及距离的相机对预搭建的3D场景进行拍摄，得到3D场景的多视点图像信息；
[0013]量化模块，用于根据傅里叶变换和傅里叶反变换对所述多视点图像信息进行光场信号相位估计，以恢复原始光场信号相位信息；
[0014]信号拟合模块，用于根据冲激函数对所述原始光场信号相位信息进行拟合处理，得到拟合后的光场信号；
[0015]重构模块，用于根据拟合后的光场信号构建多视点模型，通过构建得到的多视点模型对所述原始信号中的光场信号进行视点重构处理，得到多视点信号。
[0016]本专利技术解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种用于光场绘制的多视点绘制装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，当所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上所述的一种用于光场绘制的多视点绘制方法。
[0017]本专利技术解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的一种用于光场绘制的多视点绘制方法。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例提供的多视点绘制方法的流程示意图；
[0019]图2为本专利技术实施例提供的多视点绘制装置的功能模块框图；
[0020]图3为本专利技术实施例提供的信息捕获和视点重构的示意图；
[0021]图4是本专利技术的应用实施例一中真实场景的相位谱。
[0022]图5是本专利技术的应用实施例一中虚拟场景的相位谱；
[0023]图6是本专利技术的应用实施例二中真实场景绘制的视点的EPI。
[0024]图7是本专利技术的应用实施例二中虚拟场景绘制的视点的EPI；
[0025]图8是本专利技术的应用实施例三中数据集绘制的视点的EPI。
具体实施方式
[0026]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0027]实施例1：
[0028]如图1、3所示，一种用于光场绘制的多视点绘制方法，包括如下步骤：
[0029]S1：通过设置好拍摄间隔及距离的相机对预搭建的3D场景进行拍摄，得到3D场景的多视点图像信息；
[0030]S2：根据傅里叶变换和傅里叶反变换对所述多视点图像信息进行光场信号相位估计，以恢复原始光场信号相位信息；
[0031]S3：根据冲激函数对所述原始光场信号相位信息进行拟合处理，得到拟合后的光场信号；
[0032]S4：根据拟合后的光场信号构建多视点模型，通过构建得到的多视点模型对所述原始信号中的光场信号进行视点重构处理，得到多视点信号。
[0033]具体地，首先，使用纹理相机和拍摄轨道布置搭建一个3D场景，或者是可以使用3dMAX这一软件构造一个虚拟3D场景。然后，设置好拍摄间隔以及距离使用相机拍摄这个场景。通过相机的拍摄可以得到一组场景的多视点图像。由于相机等光学仪器大都记录到幅度信息，而缺少了相位信息，但是实际上相位携带更多的场景信息，所以现有技术中，大都通过分析图像的幅度信息来重构新视点还是会有失真，因此只分析图像的强度信息不能很好地重构视点。
[0034]上述实施例中，通过傅里叶变换和傅里叶反变换量化估计多视点图像相位信息，根据拟合后的光场信号构建多视点模型，即通过使用全光函数对随着相机位置变化的场景建立一个数学模型，并通过多视点模型对光场信号进行相位检索估计，从而重构得到更为准确的多视点信号，可以弥补相机拍摄场景导致的信息缺失。
[0035]优选地，所述根据傅里叶变换和傅里叶反变换对所述多视点图像信息进行光场信号相位估计，以恢复原始光场信号相位信息，具体为：
[0036]设所述多视点图像信息中的光场信号为p(t,v)，所述傅里叶变换为：
[0037][0038]并进行傅里叶反变换，得到光场信号p(t,v)，所述光场信号p(t,v)为：
[0039][0040]并将所述傅里叶变换转换为极坐标形式和自相关函数，从而估计光场信号的相位信息，所述极坐标形式为：
[0041]P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于光场绘制的多视点绘制方法，其特征在于，包括如下步骤：通过设置好拍摄间隔及距离的相机对预搭建的3D场景进行拍摄，得到3D场景的多视点图像信息；根据傅里叶变换和傅里叶反变换对所述多视点图像信息进行光场信号相位估计，以恢复原始光场信号相位信息；根据冲激函数对所述原始光场信号相位信息进行拟合处理，得到拟合后的光场信号；根据拟合后的光场信号构建多视点模型，通过构建得到的多视点模型对所述原始信号中的光场信号进行视点重构处理，得到多视点信号。2.根据权利要求1所述的多视点绘制方法，其特征在于，所述根据傅里叶变换和傅里叶反变换对所述多视点图像信息进行光场信号相位估计，以恢复原始光场信号相位信息，具体为：设所述多视点图像信息中的光场信号为p(t,v)，所述傅里叶变换为：并进行傅里叶反变换，得到光场信号p(t,v)，所述光场信号p(t,v)为：并将所述傅里叶变换转换为极坐标形式和自相关函数，从而估计光场信号的相位信息，所述极坐标形式为：P(ω
t
，ω
v
)＝|P(ω
t
，ω
v
)|exp(j(φ
t
t+φ
v
v))，其中，|P(ω
t
，ω
v
)|表示幅度，φ
t
和φ
v
表示相位；所述自相关函数为：3.根据权利要求2所述的多视点绘制方法，其特征在于，所述根据冲激函数对所述原始光场信号相位信息进行拟合处理，得到拟合后的光场信号，具体为：通过N维冲激函数拟合原始光场信号相位信息中的光场信号p(t,v)，拟合后的光场信号p(t,v)
’
为：其中，t
(n)
和v
(n)
均为卷积偏移量，第n个冲激函数具有系数c
(n)
和d
(n)
，并且位于t
(n)
和v
(n)
的位置上，N是有限的；通过N2‑
N+1个冲激函数线性函数拟合所述自相关函数，得到新自相关函数，所述新自相关函数；
其中，e
(n)
和f
(n)
表示系数，x
(n)
和y
(n)
表示在新自相关函数中冲激函数的位置。4.根据权利要求1所述的多视点绘制方法，其特征在于，所述根据拟合后的光场信号构建多视点模型，通过构建得到的多视点模型对所述原始信号中的光场信号进行视点重构处理，得到多视点信号，具体为：所述多视点模型为：通过卷积公式对所述多视点模型和光场信号p(t,v)进行卷积处理，得到重构后的多视点信号，所述卷积公式为：y(t，v)＝(g*p)(t，v)，其中，y(t，v)为重构多视点信号，g为多视点模型，p为光场信号。5.一种用于光场绘制的多视点绘制装置，其特征在于，包括：图像拍摄模块，用于通过设置好拍摄间隔及距离的相机对预搭建的3D场景进行拍摄，得到3D场景的多视点图像信息；量化模块，用于根据傅里叶变换和傅里叶反变换对所述多视点图像信息进行光场信号相位估计，以恢复原始...

【专利技术属性】
技术研发人员：白梦芹，祝常健，韦莹，李慧琼，淦相琦，陈伟雁，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：发明
国别省市：