一种交互式编辑的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种交互式编辑的方法，用于阴影编辑或者高光编辑，其特征在于，包括如下步骤：对数据库中所有图像进行Ｌａｂ分解后，构建线性光照空间；计算并获取非线性光照空间；将待编辑图像进行Ｌａｂ分解得到第一编辑图像，并确定第一编辑图像中的第一区域；计算并选择与第一区域亮度值最匹配的非线性光照空间内的非线性光照，并用该非线性光照在数据库中对应的图像作为第二编辑图像；在第二编辑图像上选择与第一区域形状、大小对应的第二区域；通过计算第二区域的边界确定第三区域；对第三区域进行强度和柔和度调节；将第三区域同第一编辑图像进行融合操作，得到编辑完毕的图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种交互式阴影编辑或者高光编 辑的方法和系统。
技术介绍
随着现在照相机等图像采集设备的普遍推广，人们可以越来越方便的得 到各种生活照，但是要想得到具有如舞台灯光或者电影、摄影工作室等特殊 光照条件下的艺术效果图像却不是单单一个数码相机就可以做到的。为了能 够对人脸进行基于图像的既具有一定真实感又具有很强艺术效果的渲染操 作，阴影和高光等特殊光照效果是关键一环。在图形学中对这一 问题进行研究的大量工作基本可分为两类不同的算 法。第一类是图形学中正向渲染的过程，已知场景布局，各物体的几何及材 质，光源的位置及性质等，利用光线跟踪等方法进行渲染操作，这样由于物 体间遮挡或物体本身几何性质所产生的阴影以及由于物体表面材质引起的高 光都是完全确定的，使用蒙特卡洛采样的方法得到该场景的阴影图像，并建 立其对应的阴影函数，控制该函数中的各参数就可以得到不同的强度，柔和 度，大小，形状等的阴影编辑效果，使用本方法虽然复杂形状的阴影适用，但前提是场景，几何，光照等信息都已知。第二类是完全基于2D图像的阴 影编辑方法，首先要求用户交互给出初始的近似阴影边界，然后通过迭代优 化的方法，将其拟合到通用的阴影边界模型上去。该方法主要适用于紋理图 像上的阴影操作，因为其最本质算法是利用阴影边界模型将阴影边界和紋理 在梯度域上进行分离，然后保持紋理信息不变，修改阴影边界模型，将修改 后的阴影边界模型和原紋理模型在梯度域上叠加并进行梯度域上的图像重 建。本方法只能但是其只能处理边界简单的阴影，同时需要用户给出初始阴 影边界。上述两种方法都需要对阴影进行模型的建立，并通过控制阴影模型 来进行不同的编辑效果；而且现有的对图像阴影编辑的方法在场景、几何、光照等信息未知的情况下对边界复杂的图像则束手无策。目前迫切需要解决的问题是提供一种图像阴影编辑处理的方法，可以在 场景、几何、光照等信息未知的情况下对边界复杂的图像进行强度，柔和度等效果的编辑；并且不需要对阴影建立模型，并通过控制阴影模型来进行不 同的编辑效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种交互式阴影编辑的方法和系统，能 够在场景、几何、光照等信息未知的情况下对图像进行阴影和高光的编辑，并 且对图像进行阴影编辑不需要建立阴影模型。为了解决上述问题，本专利技术公开了一种交互式编辑的方法，用于阴影编辑 或者高光编辑，包括如下步骤对数据库中所有图像进行Lab分解，提出所有图像的光照成分，构建光 照空间，对光照空间进行线性降维，得到线性光照空间；计算数据库中各图像的光照成分和线性部分的差值得到数据库中各图像 的非线性光照，数据库中所有图像的非线性光照构成非线性光照空间；将待编辑图像进行Lab分解得到第 一编辑图像，并确定第 一编辑图像中的 第一区域；计算并选择与第 一 区域亮度值最匹配的非线性光照空间内的非线性光照， 并用该非线性光照在数据库中对应的图像作为第二编辑图像；在第二编辑图像上选择与第一区域形状、大小对应的第二区域； 通过计算第二区域的边界确定第三区域； 对第三区域进行强度和柔和度调节；将第三区域同第 一编辑图像进行融合操作，得到编辑完毕的图像。 优选的，当公开的方法用于阴影编辑时，所述计算并选择与第一区域亮度 值最匹配的非线性光照空间内的非线性光照，包括如下步骤 对第 一编辑图像中所有的点赋值；将非线性光照空间内所有的非线性光照乘以第 一编辑图像中赋值后的点，然后对非线性光照逐像素求和并降序排列；在非线性光照降序排列的序列前段中选择与第 一 区域亮度值最匹配的非 线性光照空间内的非线性光照。优选的，当公开的方法用于高光编辑时，所述计算并选择与第一区域亮度值最匹配的非线性光照空间内的非线性光照，包括如下步骤 对第 一编辑图像中所有的点赋值；将非线性光照空间内所有的非线性光照乘以第 一编辑图像中赋值后的点， 然后对非线性光照逐像素求和并升序排列；在非线性光照升序排列的序列前段中选择与第 一 区域亮度值最匹配的非 线性光照空间内的非线性光照。优选的，所述确定第一编辑图像中的第一区域，包括如下步骤在第一编辑图像中选择第四区域；取以第四区域边界上的每个点为圆心，半径为r的圆的集合同第四编辑区 域的并集为第一区域，所述r为5-10个像素单位。优选的，所述对第一编辑图像中所有的点赋值，包括如下步骤 对第一编辑图像中所有属于第四区域中的点赋值为1; 对第一编辑图像中所有属于第一区域但不属于第四区域的点赋值为-l; 对第一编辑图像中所有不属于第一区域的点赋值为0。 优选的，所述计算第二区域的边界，包括如下步骤 对第二编辑图像中所有的,泉赋值；确定第二编辑图像中每个点的邻域；找出符合预置规则的邻域；以这些满足预置要求的邻域构成边界区域；对边界区域进行细化，得到第二区域的边界。优选的，所述对第二编辑图像中所有的点赋值，包括如下步骤对第二编辑图像中所有属于第二区域中的点赋值为l;对第二编辑图像中所有不属于第二区域的点赋值为-1。优选的，找出符合预置规则的邻域中所述的预置规则是指邻域内所有正 值的点占邻域内所有的点的百分比为45%-55%。优选的，所述对第三区域进行柔和度的调节包括如下步骤确定以第二区域边界为中心，宽度为R的第一带状区域，所述R为5-10 个像素单位；对第一带状区域进行高斯滤波。优选的，所述将第三区域同第一编辑图像进行融合操作，包括如下步骤将经过强度和柔和度调节后的第三区域复制到第 一编辑图像上的对应位 置，并用经过强度和柔和度调节后的第三区域的亮度值同第一编辑图像上相应 位置的亮度值相加，将得到的值替换第 一编辑图像上相应位置的亮度值；将经过柔和度处理的第一带状区域分别向内、外各扩展n个像素单位宽 度，得到第二带状区域，所述n取5-10;将第二带状区域的内边界赋值为l，第二带状区域的外边界赋值为0;利用泊松方程求出的第二带状区域内所有点的值构成柔化掩模；将柔化掩模同第二编辑图像上与第二带状区域位置对应的点的值相乘，之 后再同第一编辑图像上与第二带状区域位置对应的点的值相加，得到第 一编辑 图像上与第二带状区域位置对应的点的值；用得到的第 一编辑图像上与第二带状区域位置对应的点的值替换第 一编 辑图像上与第二带状区域位置对应的点的原值。本专利技术还公开了 一种交互编辑的系统，用于阴影编辑或者高光编辑，包括线性光照单元，对数据库中所有图像进行Lab分解，提出所有图像的光照 成分，构建光照空间，对光照空间进行线性降维，得到线性光照空间；非线性光照单元，计算数据库中各图像的光照成分和线性部分的差值得到 数据库中各图像的非线性光照，数据库中所有图像的非线性光照构成非线性光 照空间；分解单元，用于将待编辑图像进行Lab分解得到第 一编辑图像； 第一选择单元，用于在第一编辑图像中选择第一区域； 第二选择单元，用于计算并选择与第一区域亮度值最匹配的非线性光照空 间内的非线性光照，并用该非线性光照在数据库中对应的图像作为第二编辑图像；第三选择单元，用于在第二编辑图像上选择与第一区域形状、大小对应的 第二区域；第四选择单元，用于通过计算第二区域的边界确定第三区域； 调节单元，用于对第三区域进行强度和柔和度调节； 融合单元，用于将第三区域同第一编辑图像进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交互式编辑的方法，用于阴影编辑或者高光编辑，其特征在于，包括如下步骤：　对数据库中所有图像进行Ｌａｂ分解，提出所有图像的光照成分，构建光照空间，对光照空间进行线性降维，得到线性光照空间；　计算数据库中各图像的光照成分和线性部分的差值得到数据库中各图像的非线性光照，数据库中所有图像的非线性光照构成非线性光照空间；　将待编辑图像进行Ｌａｂ分解得到第一编辑图像，并确定第一编辑图像中的第一区域；　计算并选择与第一区域亮度值最匹配的非线性光照空间内的非线性光照，并用该非线性光照在数据库中对应的图像作为第二编辑图像；　在第二编辑图像上选择与第一区域形状、大小对应的第二区域；　通过计算第二区域的边界确定第三区域；　对第三区域进行强度和柔和度调节；　将第三区域同第一编辑图像进行融合操作，得到编辑完毕的图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴琼海，武迪，谢旭东，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]