【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于图像处理，尤其涉及一种现实虚拟图像合成方法。
技术介绍
1、在虚拟现实技术蓬勃发展的当下，图像合成技术作为构建沉浸式虚拟环境的核心要素，其重要性不言而喻。然而，当前的图像合成技术在应对复杂现实场景与虚拟元素融合时，暴露出诸多难以忽视的缺陷。现有的技术手段在光照处理环节过度简化，普遍采用固定的光照参数来设定虚拟物体的光照效果，未考量现实场景中光照动态变化的特质。这种粗放式的处理致使虚拟物体在合成场景中的光影表现极不自然，阴影的分布错乱无序，亮度的调节失衡失准，极大地破坏了虚拟与现实融合的视觉和谐，削弱了整体场景的真实感与可信度。纹理映射和边缘处理方面，传统方法多依赖固定比例来融合虚拟与现实的纹理，缺乏对光照条件和物体边缘强度差异的敏感度与适应性。在光照不均的区域或物体边缘处，这种生硬的融合方式极易引发纹理过渡的突兀，出现模糊不清、突变断裂等瑕疵。深度信息利用的不足更是成为制约图像合成质量提升的关键短板。过往的技术方案在合成过程中，未能有效依据虚拟物体与现实场景之间复杂的深度差异来优化纹理和光照权重。这一疏漏直接导致合成图像的空间层次感匮乏，近景虚拟物体与远景现实背景融合时失真严重，视觉上的错乱感丛生，无法精准、细腻地呈现虚拟物体在现实空间中的位置关系与遮挡逻辑，难以满足行业对高质量图像合成技术日益增长的迫切需求。
技术实现思路
1、本专利技术针对上述
技术介绍
中所存在的技术问题，提出一种方法简单能够有效提升图像质量的一种现实虚拟图像合成方法。
2、为了达到上述
3、s1、首先获取目标场景的实际图像，获取包含环境光照、深度信息、纹理特征的多模态数据，并对现实场景图像进行特征提取；
4、s2、根据现实场景的光照信息对虚拟图像进行光照匹配，包括光源方向、强度的校准，基于物理光照模型对虚拟光照进行调整；
5、s3、接着结合纹理映射与光照融合的边缘处理，采用自适应纹理映射方法，根据光照和边缘的强度自适应调整纹理映射的过渡区域；
6、s4、最后通过深度信息引导的纹理和光照调整，将经过深度感知优化后的纹理和光照信息合成到最终图像中；
7、所述步骤s3结合纹理映射与光照融合的边缘处理的具体实现方法为：
8、s31、首先合成后的纹理值通过对虚拟纹理和现实纹理的加权融合来实现：，其中为最终合成后的纹理值，是虚拟物体的纹理值，为现实场景中的纹理值，为平滑权重因子，为现实场景的梯度值，表示边缘强度；
9、s32、然后将光照强度与反射率的调整纳入合成公式中：，其中为最终合成的光照值，考虑了纹理、光照强度和反射率的影响，是基于光照入射角度的变化的反射率。
10、作为优选，所述步骤s1中对现实场景图像进行特征提取包括光照估计：分析场景中的光源方向、强度、颜色温度信息，深度信息提取：通过立体视觉获取场景中的物体深度信息，纹理分析：提取场景中的纹理特征。
11、作为优选，所述步骤s2中基于物理光照模型对虚拟光照进行调整的实现为：
12、s21、首先根据现实场景中的光照方向和虚拟光源方向计算光源方向的误差并进行调整：，其中为校准后的虚拟光源方向，为校准系数；
13、s22、接着对虚拟光源的光照强度进行校准，使其与现实场景的光照强度匹配，通过比较现实场景中实际的光照强度和虚拟物体的光照强度，根据光照强度的差异进行调整：，其中为调整后的虚拟光照强度；
14、s23、然后需要根据现实场景的环境光信息对虚拟图像进行调节，虚拟光照强度需要根据环境光信息进行调节：，其中，为最终合成的光照强度，是环境光强度，是环境光的调节系数。
15、作为优选，所述基于光照入射角度的变化的反射率的具体公式为：，其中是在垂直入射时的反射率，是入射光线与物体表面法线之间的夹角。
16、作为优选，所述步骤s4中通过深度信息引导的纹理和光照调整的具体实现为在深度信息的引导下，计算虚拟物体与现实场景的深度差异，并根据该差异调整纹理和光照的权重：，其中为最终合成的图像值，包括深度引导的光照与纹理调整，分别为现实场景图像中位置(x, y)的深度值和虚拟物体在位置(x,y)的深度值，是深度调整系数，控制深度差异对最终合成结果的影响。
17、与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于，在光照处理上，依现实场景光照信息校准虚拟光源方向、强度及环境光，突破固定参数局限，使虚拟物体光影随现实动态变化，提升融合真实感。纹理映射方面，自适应策略依光照和边缘强度调整权重，改变固定比例融合弊端，于复杂光照与边缘处实现纹理自然过渡，提升质感。深度信息利用上，借深度差异优化纹理和光照权重，增强空间层次感，精准呈现位置与遮挡关系，有效克服现有技术融合生硬、失真及层次感弱等缺陷，为虚拟现实图像合成提供更优技术支撑。
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1.一种现实虚拟图像合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种现实虚拟图像合成方法，其特征在于，所述步骤S1中对现实场景图像进行特征提取包括光照估计：分析场景中的光源方向、强度、颜色温度信息，深度信息提取：通过立体视觉获取场景中的物体深度信息，纹理分析：提取场景中的纹理特征。
3.根据权利要求1所述的一种现实虚拟图像合成方法，其特征在于，所述步骤S2中基于物理光照模型对虚拟光照进行调整的实现为：
4.根据权利要求1所述的一种现实虚拟图像合成方法，其特征在于，所述基于光照入射角度的变化的反射率的具体公式为：，其中是在垂直入射时的反射率，是入射光线与物体表面法线之间的夹角。
5.根据权利要求1所述的一种现实虚拟图像合成方法，其特征在于，所述步骤S4中通过深度信息引导的纹理和光照调整的具体实现为在深度信息的引导下，计算虚拟物体与现实场景的深度差异，并根据该差异调整纹理和光照的权重：，其中为最终合成的图像值，包括深度引导的光照与纹理调整，分别为现实场景图像中位置(x,y)的深度值和虚拟物体在位置(x,y)的深度值，是
...【技术特征摘要】
1.一种现实虚拟图像合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种现实虚拟图像合成方法，其特征在于，所述步骤s1中对现实场景图像进行特征提取包括光照估计：分析场景中的光源方向、强度、颜色温度信息，深度信息提取：通过立体视觉获取场景中的物体深度信息，纹理分析：提取场景中的纹理特征。
3.根据权利要求1所述的一种现实虚拟图像合成方法，其特征在于，所述步骤s2中基于物理光照模型对虚拟光照进行调整的实现为：
4.根据权利要求1所述的一种现实虚拟图像合成方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭洪涛，褚丽丽，
申请(专利权)人：山东天竞电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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