《室外場景的實時光照估計研究》是依託四川大學，由劉艷麗擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：室外場景的實時光照估計研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉艷麗
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
實時估計線上視頻的光照環境是實現虛實融合光照一致性的關鍵，在景觀評價、軍事演習、遊戲娛樂等領域有廣泛的套用前景。現有的光照估計工作大多集中在室內場景。由於室外光照極易受時間和天氣影響，室外場景的實時光照估計更為重要。已有的少量室外光照估計工作均局限於固定視點下的視頻，並在估計的實時性、自動性、魯棒性上遇到挑戰，遠不能滿足套用需求。針對這些問題，本項目提出一套基於線上視頻的室外光照實時估計方法。對固定視點的視頻，重點研究單幅圖像的光照圖像分解及估計的自動初始化，避免大規模的場景預採樣與數據存儲；提出移動視點下線上視頻的實時光照估計這一新問題，並重點研究：探索將光照作為約束條件最佳化選取可靠特徵點，解決誤匹配問題；突破特徵點光照屬性未知的限制，實現光照參數的高效求解；挖掘和利用光照時空一致性，並結合日光譜特點，解決光照估計的穩定性問題。在此基礎上，開發實現光照一致性的原型系統，驗證所提出的方法。
結題摘要
本項目圍繞室外場景的實時光照估計中的關鍵問題展開研究。按照研究計畫，我們首先對固定視點下的高效光照估計展開了深入的研究，提出了一系列不同條件和套用下的高效估計方法，包括：基於偏最小二乘室外場景實時光照估計方法、避免離線大規模預採樣過程以及數據存儲問題的光照估計方法、基於局部場景重建的線上室外視頻光照估計方法、基於稀疏採樣的室外場景重光照方法、基於單幅室外圖像的虛實融合光照模擬方法等。隨後，我們對移動視點下線上視頻的實時光照估計進行了探索研究，首次提出了移動視點下的線上實時光照環境重建問題，並提出了一種新穎的線上室外光照環境重建方法，對解決制約虛實融合視覺真實感的關鍵問題具有重要意義。此外，由於在進行光照估計時經常需要對像素是否處於陰影的情況進行判斷，因此我們對基於圖像的陰影檢測與去除等方面進行了一些探索研究，提出了一種結合邊緣分析與全局約束的軟影檢測方法;根據室外光照特點，提出了一種室外圖像的陰影檢測與去除方法。上述研究為虛實融合的光照一致性和最終的無縫融合提供了理論與技術支持。同時，本項目的對室外光照的實時估計對圖像視頻處理和計算機視覺中的一些基礎算法如物體識別、視頻跟蹤提供重要基礎。在成果方面，本項目的研究取得了具有國際先進水平的研究成果：在計算機圖形學領域著名刊物IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics、Computer Graphics Forum、Computer& Graphics、 The Visual Computer、Science China Information Sciences、計算機學報、軟體學報等發表高質量的學術論文共十二篇，全部被SCI或EI檢索。在項目實施過程中申請專利兩項，搭建原型系統一套。
