JP5795384B2 - 映像処理装置、照明処理装置及びその方法 - Google Patents
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Description
Law」とは、「拡散反射は、光ベクトルlと物体表面の方向の法線ベクトルnの内積に比例する」という理論である。
105:拡散性抽出部
115:拡散反射復元部
125:指向性照明に基づく映像生成部
110:拡散反射復元部
120:指向性照明情報抽出部
130:照明条件決定部
210:撮影部
220:拡散反射復元部
230:誤差映像分離部
240:指向性照明情報抽出部
241:第1抽出部
243:第2抽出部
250:照明条件決定部
Claims (22)
- 現実のオブジェクトのカラー映像及び深さ映像を用いて前記オブジェクトに適用された拡散性照明情報を抽出する拡散性抽出部と、
前記抽出された拡散性照明情報を用いて前記現実のオブジェクトに対する拡散反射映像を復元する拡散反射復元部と、
前記復元された拡散反射映像と前記カラー映像を用いて鏡面反射映像及び影映像のうち少なくとも1つを生成する誤差映像分離部と、
を備え、
前記拡散反射復元部は、
前記深さ映像の法線マップを生成する法線マップ生成部と、
前記生成された法線マップから前記深さ映像の低次基底関数モデルを生成するモデル生成部と、
前記低次基底関数モデルを前記カラー映像に適用して前記カラー映像を最も近似するように再生成する1つ以上の拡散性照明定数を求める照明定数算出部と、
を備える、ことを特徴とする照明処理装置。 - 前記鏡面反射映像と前記影映像のうち少なくとも1つから指向性照明情報を抽出する指向性照明情報抽出部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の照明処理装置。 - 前記抽出された拡散性照明情報、前記抽出された指向性照明情報、及び前記カラー映像を用いて前記現実のオブジェクトに適用された照明環境の明るさを決定する照明条件決定部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項2に記載の照明処理装置。 - 前記拡散性照明情報は、1つ以上の拡散性照明定数の組合せである、
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の照明処理装置。 - 前記誤差映像分離部は、前記拡散反射映像と前記カラー映像の明るさを比較して明るさ値誤差を示す誤差映像を生成し、前記誤差映像を鏡面反射映像と影映像に分離する誤差映像分離部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の照明処理装置。 - 前記鏡面反射映像は前記誤差映像で予め設定された基準値よりも明るいピクセルを含み、前記影映像は前記誤差映像で前記基準値よりも暗いピクセルを含む、
ことを特徴とする請求項5に記載の照明処理装置。 - 前記指向性照明情報抽出部は、前記鏡面反射映像のローカル領域ごとに最も明るい地点の法線ベクトル及び前記現実のオブジェクトを撮影したカメラの位置を用いて、前記現実のオブジェクトに適用された照明の方向を前記指向性照明情報として抽出する、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の照明処理装置。 - 前記指向性照明情報抽出部は、前記影映像をなすピクセルごとに影を発生させた照明方向を抽出し、前記抽出された照明方向の分布度でピーク値を示す方向を前記指向性照明情報として抽出する、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の照明処理装置。 - 前記照明条件決定部は、以下の数式
前記skは照明の明るさ、前記Sは照明の全体数、前記Iは前記カラー映像、Lは前記拡散性照明情報をなす拡散性照明定数の全体数、前記fDは拡散反射を表現するモデル、前記fSは鏡面反射を表現するモデル、前記ckは前記拡散性照明定数、前記bkは指向性照明情報をなす照明の方向、前記depthは前記深さ映像の深さ値、
ことを特徴とする請求項3に記載の照明処理装置。 - 現実のオブジェクトのカラー映像及び深さ映像を用いて前記オブジェクトに適用された拡散性照明情報を抽出し、前記抽出された拡散性照明情報を用いて前記現実のオブジェクトに対する拡散反射映像を復元するステップと、
前記復元された拡散反射映像と前記カラー映像を用いて鏡面反射映像及び影映像のうち少なくとも1つを生成するステップと、
を含み、
前記拡散反射映像を復元するステップは、
前記深さ映像の法線マップを生成するステップと、
前記生成された法線マップから前記深さ映像の低次基底関数モデルを生成するステップと、
前記低次基底関数モデルを前記カラー映像に適用して前記カラー映像を最も近似するように再生成する1つ以上の拡散性照明定数を求めるステップと、
を含む、ことを特徴とする照明処理方法。 - 前記抽出された拡散性照明情報、前記抽出された指向性照明情報、及び前記カラー映像を用いて前記現実のオブジェクトに適用された照明環境の明るさを決定するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項10に記載の照明処理方法。 - 前記カラー映像及び深さ映像は、3次元映像に実際適用されるオブジェクトの映像である、
ことを特徴とする請求項10又は11に記載の照明処理方法。 - 前記拡散性照明情報は、1つ以上の拡散性照明定数の組合せである、
ことを特徴とする請求項10乃至12の何れか一項に記載の照明処理方法。 - 前記拡散反射映像と前記カラー映像の明るさを比較して明るさ値誤差を示す誤差映像を生成し、前記誤差映像を分析して前記誤差映像を鏡面反射映像と影映像に分離するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項10乃至13の何れか一項に記載の照明処理方法。 - 前記鏡面反射映像は前記誤差映像で予め設定された基準値よりも明るいピクセルを含み、前記影映像は前記誤差映像で前記基準値よりも暗いピクセルを含む、
ことを特徴とする請求項14に記載の照明処理方法。 - 前記鏡面反射映像と前記影映像のうち少なくとも1つから指向性照明情報を抽出するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項10乃至15の何れか一項に記載の照明処理方法。 - 前記抽出された拡散性照明情報、前記抽出された指向性照明情報、及び前記カラー映像を用いて前記現実のオブジェクトに適用された照明環境の明るさを決定するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項16に記載の照明処理方法。 - 前記指向性照明情報を抽出するステップは、前記鏡面反射映像のローカル領域ごとに最も明るい地点の法線ベクトル及び前記現実のオブジェクトを撮影したカメラの位置を用いて、前記現実のオブジェクトに適用された照明の方向を前記指向性照明情報として抽出することを含む、
ことを特徴とする請求項16又は17に記載の照明処理方法。 - 前記決定するステップは、以下の数式
前記skは照明の明るさ、前記Sは照明の全体数、前記Iは前記カラー映像、前記Lは前記拡散性照明情報をなす拡散性照明定数の全体数、前記fDは拡散反射を表現するモデル、前記fSは鏡面反射を表現するモデル、前記ckは前記拡散性照明定数、前記bkは指向性照明情報をなす照明の方向、前記depthは前記深さ映像の深さ値、
ことを特徴とする請求項11に記載の照明処理方法。 - カラー映像及び深さ映像に基づいて鏡面反射映像と影映像のうち少なくとも1つを生成する映像生成部と、
前記生成された鏡面反射映像と影映像のうち少なくとも1つから指向性照明情報を抽出する照明情報抽出部と、
を備え、
前記照明情報抽出部は、
前記深さ映像の法線マップを生成する法線マップ生成部と、
前記生成された法線マップから前記深さ映像の低次基底関数モデルを生成するモデル生成部と、
前記低次基底関数モデルを前記カラー映像に適用して前記カラー映像を最も近似するように再生成する1つ以上の拡散性照明定数を求める照明定数算出部と、
を備える、ことを特徴とする映像処理装置。 - 前記抽出された指向性照明情報に基づく照明条件が適用された仮想のオブジェクトを前記カラー映像に合成する映像合成部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項20に記載の映像処理装置。 - カラー映像及び深さ映像に基づいて前記カラー映像に適用された指向性照明情報を抽出する照明情報抽出部と、
前記抽出された指向性照明情報に基づく照明条件が適用された仮想のオブジェクトを前記カラー映像に合成する映像合成部と、
を備え、
前記照明情報抽出部は、
前記深さ映像の法線マップを生成する法線マップ生成部と、
前記生成された法線マップから前記深さ映像の低次基底関数モデルを生成するモデル生成部と、
前記低次基底関数モデルを前記カラー映像に適用して前記カラー映像を最も近似するように再生成する1つ以上の拡散性照明定数を求める照明定数算出部と、
を備える、ことを特徴とする映像処理装置。
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