本發(fā)明涉及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種圖像處理方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：隨著攝影及圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)也逐漸成熟，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過實(shí)時(shí)地計(jì)算攝影機(jī)影像的位置及角度并加上相應(yīng)圖像的技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)在拍攝得到的圖片上把虛擬物體渲染在真實(shí)場景并進(jìn)行互動(dòng)的一種高科技技術(shù)，被廣泛運(yùn)用在生活當(dāng)中。其中，為了使得虛擬物體更加真實(shí)地與現(xiàn)實(shí)場景融合，最好是使虛擬物體渲染時(shí)的光源與真實(shí)場景中的光源位置一致，因此如何獲取最佳渲染光源的位置信息成為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)鍵。現(xiàn)有技術(shù)中，目前使用的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在獲取渲染光源的位置信息時(shí)，通常是通過分析拍攝得到的相片當(dāng)中各個(gè)像素點(diǎn)的亮度來反推當(dāng)前光源的位置信息，從而將反推估算出的光源的位置信息作為虛擬物體渲染時(shí)的渲染光源，而這種通過反推估算的方法獲取的光源位置信息存在較大的誤差，使得當(dāng)虛擬物體以這種方法估算出的光源進(jìn)行渲染時(shí)，無法真實(shí)的與相片當(dāng)中的真實(shí)場景進(jìn)行融合，從而嚴(yán)重影響增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的效果。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：基于此，本發(fā)明的目的是提供一種虛擬物體與現(xiàn)實(shí)場景能夠真實(shí)融合的圖像處理方法及系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種圖像處理方法，包括：獲取當(dāng)前太陽的位置信息，以作為渲染光源的位置信息；獲取包含虛擬物體的圖片；根據(jù)所述虛擬物體在所述圖片中的位置信息與所述渲染光源的位置信息之間的關(guān)系，將所述虛擬物體在所述圖片上進(jìn)行渲染。另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的一種圖像處理方法，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：所述渲染光源的位置信息為在全局坐標(biāo)系下的位置信息，所述根據(jù)所述虛擬物體在所述圖片中的位置信息與所述渲染光源的位置信息之間的關(guān)系，將所述虛擬物體在所述圖片上進(jìn)行渲染的步驟包括：獲取所述虛擬物體在所述圖片上的位置，以得到所述虛擬物體在局部坐標(biāo)系下的位置信息；將所述局部坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為所述全局坐標(biāo)系，以獲得所述虛擬物體在所述全局坐標(biāo)系下的位置信息；根據(jù)所述虛擬物體在所述全局坐標(biāo)系下的位置信息與所述渲染光源的位置信息之間的關(guān)系，將所述虛擬物體在所述圖片上進(jìn)行渲染。所述根據(jù)所述虛擬物體在所述全局坐標(biāo)系下的位置信息與所述渲染光源的位置信息之間的關(guān)系，將所述虛擬物體在所述圖片上進(jìn)行渲染的步驟包括：根據(jù)所述虛擬物體在所述全局坐標(biāo)系下的位置信息與所述渲染光源的位置信息之間的關(guān)系，計(jì)算出所述虛擬物體在所述渲染光源照射下的各像素點(diǎn)的亮度值；根據(jù)所述虛擬物體上各像素點(diǎn)的亮度值將所述虛擬物體在所述圖片上進(jìn)行渲染。所述太陽的位置信息包括太陽高度角及太陽方向角。所述獲取當(dāng)前太陽的位置信息，以作為渲染光源的位置信息的步驟包括：獲取當(dāng)前的太陽赤緯角δ、太陽緯度以及太陽時(shí)角ω，以計(jì)算出所述太陽高度角h和所述太陽方向角α，所述太陽高度角h滿足，所述太陽方向角α滿足，將所述太陽高度角和所述太陽方向角設(shè)置為所述渲染光源的位置信息。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種圖像處理系統(tǒng)，包括：第一獲取模塊，用于獲取當(dāng)前太陽的位置信息，以作為渲染光源的位置信息；第二獲取模塊，用于獲取包含虛擬物體的圖片；渲染模塊；用于根據(jù)所述虛擬物體在所述圖片中的位置信息與所述渲染光源的位置信息之間的關(guān)系，將所述虛擬物體在所述圖片上進(jìn)行渲染。另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的一種圖像處理系統(tǒng)，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：所述渲染光源的位置信息為在全局坐標(biāo)系下的位置信息，所述渲染模塊包括：第三獲取模塊，用于獲取所述虛擬物體在所述圖片上的位置，以得到所述虛擬物體在局部坐標(biāo)系下的位置信息；坐標(biāo)轉(zhuǎn)化模塊，用于將所述局部坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為所述全局坐標(biāo)系，以獲得所述虛擬物體在所述全局坐標(biāo)系下的位置信息；渲染子模塊，用于根據(jù)所述虛擬物體在所述全局坐標(biāo)系下的位置信息與所述渲染光源的位置信息之間的關(guān)系，將所述虛擬物體在所述圖片上進(jìn)行渲染。所述渲染子模塊包括：計(jì)算單元，用于根據(jù)所述虛擬物體在所述全局坐標(biāo)系下的位置信息與所述渲染光源的位置信息之間的關(guān)系，計(jì)算出所述虛擬物體在所述渲染光源照射下的各像素點(diǎn)的亮度值；渲染子單元，用于根據(jù)所述虛擬物體上各像素點(diǎn)的亮度值將所述虛擬物體在所述圖片上進(jìn)行渲染。所述太陽的位置信息包括太陽高度角及太陽方向角。所述第一獲取模塊包括：第一獲取子單元，獲取當(dāng)前的太陽赤緯角δ、太陽緯度以及太陽時(shí)角ω，以計(jì)算出所述太陽高度角h和所述太陽方向角α，所述太陽高度角h滿足，所述太陽方向角α滿足，位置設(shè)置單元，用于將所述太陽高度角和所述太陽方向角設(shè)置為所述渲染光源的位置信息。上述圖像處理方法及系統(tǒng)，通過將當(dāng)前太陽的位置信息來作為所述渲染光源的位置信息，使得所述虛擬物體渲染時(shí)的光源位置與所述圖片當(dāng)中真實(shí)場景中的光源位置一致，當(dāng)根據(jù)所述渲染光源與所述圖片當(dāng)中的所述虛擬物體之間的位置關(guān)系，將所述虛擬物體渲染在所述圖片當(dāng)中時(shí)，由于渲染時(shí)的光源位置與所述圖片當(dāng)中真實(shí)場景中的光源位置一致，所述虛擬物體將完全真實(shí)的與所述圖片當(dāng)中的真實(shí)場景融合在一起。附圖說明圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例中圖像處理方法的流程圖。圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例中圖像處理方法的流程圖。圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例中圖像處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。主要元件符號(hào)說明圖像處理系統(tǒng)10第一獲取模塊11第二獲取模塊12渲染模塊13第三獲取模塊131坐標(biāo)轉(zhuǎn)化模塊132渲染子模塊133計(jì)算單元1331渲染子單元1332第一獲取子單元111位置設(shè)置單元112如下具體實(shí)施方式將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。具體實(shí)施方式為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的若干實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容更加透徹全面。需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固設(shè)于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。請參閱圖1，所示為本發(fā)明第一實(shí)施例中圖像處理方法的流程圖，所述變頻微波電源與功率校準(zhǔn)裝置電性連接，包括步驟S01至S03。步驟S01，獲取當(dāng)前太陽的位置信息，以作為渲染光源的位置信息。需要指出的是，由于將當(dāng)前太陽的位置信息作為所述渲染光源的位置信息，因此所述渲染光源的位置信息為在全局坐標(biāo)系下的位置信息。其中，所述太陽的位置信息包括太陽高度角及太陽方向角，對(duì)于地球上的某個(gè)地點(diǎn)，太陽高度角是指該地點(diǎn)的地平面與太陽光的入射方向之間的夾角，太陽方向角是指太陽相對(duì)該地點(diǎn)所在的方位，因此通過太陽高度角及太陽方向角即可得到太陽相對(duì)于地球上的某個(gè)地點(diǎn)的位置。其中，所述渲染光源為虛擬物體渲染時(shí)的參考光源，所述渲染光源不確實(shí)存在，只是作為虛擬物體渲染時(shí)的光源參考，并且將當(dāng)前太陽的位置信息作為所述渲染光源在全局坐標(biāo)系下的位置信息，即將所述渲染光源的位置調(diào)整到與太陽的當(dāng)前位置一致，相當(dāng)于將太陽光作為虛擬物體渲染時(shí)的渲染光源?？梢岳斫獾?，相對(duì)于地球上的某個(gè)地點(diǎn)，太陽相當(dāng)于一個(gè)點(diǎn)，因此太陽為點(diǎn)光源，從而使得所述渲染光源也為點(diǎn)光源。步驟S02，獲取包含虛擬物體的圖片。具體的，所述圖片可通過拍攝設(shè)備拍攝而來，所述虛擬物體設(shè)于所述圖片當(dāng)中。需要指出的是，所述圖片為在戶外環(huán)境下拍攝而來，且所述圖片當(dāng)中的真實(shí)場景的光源位置信息同樣是當(dāng)前太陽的位置信息?？梢岳斫獾?，由于所述圖像處理方法將太陽的位置作為所述虛擬物體渲染時(shí)的光源位置，相當(dāng)于將太陽光作為所述虛擬物體渲染時(shí)的渲染光源，因此所述圖片需要在戶外環(huán)境下拍攝而來，且所述圖片當(dāng)中的真實(shí)場景的光源位置信息同樣是當(dāng)前太陽的位置信息，從而確保在后期進(jìn)行渲染時(shí)，所述虛擬物體完全與真實(shí)場景融合。步驟S03，根據(jù)所述虛擬物體在所述圖片中的位置信息與所述渲染光源的位置信息之間的關(guān)系，將所述虛擬物體在所述圖片上進(jìn)行渲染。具體的，所述步驟S03可以按照以下步驟進(jìn)行具體實(shí)施：首先獲取所述虛擬物體在所述圖片上的位置，可以理解的，此時(shí)獲取的所述虛擬物體的位置信息為在局部坐標(biāo)系下的位置信息，而所述渲染光源的位置信息時(shí)在全局坐標(biāo)系下的，此時(shí)需要將所述虛擬物體在局部坐標(biāo)系下的位置信息轉(zhuǎn)換為在全局坐標(biāo)系下的位置信息，從而使得與所述渲染光源處于同一坐標(biāo)系下，然后根據(jù)在全局坐標(biāo)系下所述渲染光源與所述虛擬物體的位置關(guān)系，且結(jié)合光的投影關(guān)系，計(jì)算出所述虛擬物體各像素點(diǎn)的亮度值，根據(jù)所述虛擬物體各像素點(diǎn)的亮度值通過圖片渲染技術(shù)將所述虛擬物體各個(gè)部位點(diǎn)亮在所述圖片當(dāng)中，從而將所述虛擬物體渲染在所述圖片當(dāng)中。由于所述渲染光源的位置信息與所述圖片當(dāng)中真實(shí)場景的渲染光源位置信息均為當(dāng)前太陽的位置信息，從而使得所述虛擬物體以所述渲染光源作為參考光源進(jìn)行渲染時(shí)，能夠使所述虛擬物體完全真實(shí)的與所述圖片當(dāng)中的真實(shí)場景融合?？梢岳斫獾?，根據(jù)所述渲染光源與所述虛擬物體在全局坐標(biāo)系下的位置關(guān)系，可以分析出所述虛擬物體上的像素點(diǎn)與所述渲染光源的距離，且可以分析出所述渲染光源與所述虛擬物體的投影關(guān)系，根據(jù)像素點(diǎn)與所述渲染光源的距離可以計(jì)算出像素點(diǎn)的亮度值，距離所述渲染光源越近則越亮，同時(shí)根據(jù)所述渲染光源與所述虛擬物體的投影關(guān)系，可以分析出所述虛擬物體上的陰影像素區(qū)域，這些像素區(qū)域里的像素點(diǎn)的亮度值為零，不被顯示，因此根據(jù)所述渲染光源與所述虛擬物體在全局坐標(biāo)系下的位置關(guān)系，可以分析出所述虛擬物體上所有像素點(diǎn)的亮度值。例如，所述虛擬物體為一籃球，所述渲染光源設(shè)于所述籃球的上方，可以理解的，所述籃球的上半?yún)^(qū)域?qū)⒈伙@示，并且離所述渲染光源越近的則越亮，同時(shí)，由于光的投影關(guān)系，所述籃球的下半?yún)^(qū)域?qū)⑻幱陉幱盃顟B(tài)，因此根據(jù)籃球與所述渲染光源的位置可以得出所述籃球各像素點(diǎn)的亮度值。綜上，上述圖像處理方法，通過將當(dāng)前太陽的位置信息來作為所述渲染光源的位置信息，使得所述虛擬物體渲染時(shí)的光源位置與所述圖片當(dāng)中真實(shí)場景中的光源位置一致，當(dāng)根據(jù)所述渲染光源與所述圖片當(dāng)中的所述虛擬物體之間的位置關(guān)系，將所述虛擬物體渲染在所述圖片當(dāng)中時(shí)，由于渲染時(shí)的光源位置與所述圖片當(dāng)中真實(shí)場景中的光源位置一致，所述虛擬物體將完全真實(shí)的與所述圖片當(dāng)中的真實(shí)場景融合在一起。請參閱圖2，所示為本發(fā)明第二實(shí)施例中圖像處理方法的流程圖，所述變頻微波電源與功率校準(zhǔn)裝置電性連接，包括步驟S11至S17。步驟S11，獲取當(dāng)前的太陽赤緯角、太陽緯度以及太陽時(shí)角，以計(jì)算出太陽高度角和太陽方向角。具體的，太陽高度角h與太陽赤緯角δ、太陽緯度以及太陽時(shí)角ω滿足，并且太陽方向角α與太陽赤緯角δ、太陽緯度以及太陽高度角h之間滿足，因此通過所述步驟S11獲取的當(dāng)前的太陽赤緯角、太陽緯度以及太陽時(shí)角，能夠計(jì)算出當(dāng)前的太陽高度角及太陽方向角，而計(jì)算出的當(dāng)前的太陽高度角及太陽方向角即為太陽的當(dāng)前位置信息，通過當(dāng)前的太陽高度角及太陽方向角可以確定太陽的當(dāng)前位置。其中，所述太陽赤緯角、太陽緯度以及太陽時(shí)角可通過衛(wèi)星獲取。步驟S12，將所述太陽高度角和所述太陽方向角設(shè)置為所述渲染光源的位置信息。其中，所述渲染光源的位置信息為在全局坐標(biāo)系下的位置信息?？梢岳斫獾模ㄟ^當(dāng)前的太陽高度角及太陽方向角可以確定太陽的當(dāng)前位置，因此將當(dāng)前的太陽高度角和太陽方向角設(shè)置為所述渲染光源在所述全局坐標(biāo)下的位置信息，相當(dāng)于是將所述渲染光源的位置調(diào)整到與太陽的當(dāng)前位置一致。步驟S13，獲取包含虛擬物體的圖片。步驟S14，獲取所述虛擬物體在所述圖片上的位置，以得到所述虛擬物體在局部坐標(biāo)系下的位置信息?？梢岳斫獾模瑥乃鰣D片當(dāng)中獲取出的所述虛擬物體的位置信息必然是在局部坐標(biāo)系下的位置信息。步驟S15，將所述局部坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為所述全局坐標(biāo)系，以獲得所述虛擬物體在所述全局坐標(biāo)系下的位置信息。需要指出的是，由于所述步驟S14獲取的所述虛擬物體的位置信息是在局部坐標(biāo)系下的位置信息，而所述渲染光源的位置信息為在全局坐標(biāo)系下的位置信息，根據(jù)局部坐標(biāo)與全局坐標(biāo)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，可以將所述虛擬物體在局部坐標(biāo)下的位置信息轉(zhuǎn)化為在全局坐標(biāo)下的位置信息，從而使得所述虛擬物體與所述渲染光源的位置均處于全局坐標(biāo)下，便于后續(xù)的計(jì)算和比較。步驟S16，根據(jù)所述虛擬物體在所述全局坐標(biāo)系下的位置信息與所述渲染光源的位置信息之間的關(guān)系，計(jì)算出所述虛擬物體在所述渲染光源照射下的各像素點(diǎn)的亮度值。可以理解的，根據(jù)所述渲染光源與所述虛擬物體在全局坐標(biāo)系下的位置關(guān)系，可以分析出所述虛擬物體上的像素點(diǎn)與所述渲染光源的距離，且可以分析出所述渲染光源與所述虛擬物體的投影關(guān)系，根據(jù)像素點(diǎn)與所述渲染光源的距離可以計(jì)算出像素點(diǎn)的亮度值，距離所述渲染光源越近則越亮，同時(shí)根據(jù)所述渲染光源與所述虛擬物體的投影關(guān)系，可以分析出所述虛擬物體上的陰影像素區(qū)域，這些像素區(qū)域里的像素點(diǎn)的亮度值為零，不被顯示，因此根據(jù)所述渲染光源與所述虛擬物體在全局坐標(biāo)系下的位置關(guān)系，可以分析出所述虛擬物體上所有像素點(diǎn)的亮度值。步驟S17，根據(jù)所述各像素點(diǎn)的亮度值將所述虛擬物體渲染在所述圖片當(dāng)中。可以理解的，由于所述虛擬物體上各像素點(diǎn)的亮度值均已經(jīng)計(jì)算出，通過圖片渲染技術(shù)將所述虛擬物體各個(gè)像素點(diǎn)按照計(jì)算出的對(duì)應(yīng)亮度值進(jìn)行點(diǎn)亮，從而將所述虛擬物體真實(shí)的渲染在所述圖片上的真實(shí)場景當(dāng)中。本發(fā)明另一方面，還提供一種圖像處理系統(tǒng)，請參閱圖3，所示為本發(fā)明第一實(shí)施例中圖像處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述圖像處理系統(tǒng)10包括第一獲取模塊11、第二獲取模塊12及渲染模塊13。所述第一獲取模塊11用于獲取當(dāng)前太陽的位置信息，以作為渲染光源的位置信息。其中，所述太陽的位置信息包括太陽高度角及太陽方向角，所述渲染光源的位置信息為在全局坐標(biāo)系下的位置信息所述第二獲取模塊12用于獲取包含虛擬物體的圖片。所述第二獲取模塊12可以為攝像機(jī)、手機(jī)、電腦或其他可拍照設(shè)備，可以在這些拍照設(shè)備的攝像頭上設(shè)置虛擬物體，使得拍照設(shè)備無論采取任何拍攝角度進(jìn)行拍攝，所述獲取模塊12均能夠獲取包含虛擬物體的圖片。所述渲染模塊13與所述第一獲取模塊11和所述第二獲取模塊12電性連接，用于根據(jù)所述虛擬物體在所述圖片中的位置信息與所述渲染光源的位置信息之間的關(guān)系，將所述虛擬物體在所述圖片上進(jìn)行渲染。進(jìn)一步地，所述渲染模塊13包括第三獲取模塊131、坐標(biāo)轉(zhuǎn)化模塊132及渲染子模塊133。所述第三獲取模塊131與所述第二獲取模塊12電性連接，用于獲取所述虛擬物體在所述圖片上的位置，以得到所述虛擬物體在局部坐標(biāo)系下的位置信息。所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)化模塊132與所述第三獲取模塊131電性連接，用于將所述局部坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為所述全局坐標(biāo)系，以獲得所述虛擬物體在所述全局坐標(biāo)系下的位置信息。所述渲染子模塊133與所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)化模塊132和所述第一獲取模塊11電性連接，用于根據(jù)所述虛擬物體在所述全局坐標(biāo)系下的位置信息與所述渲染光源的位置信息之間的關(guān)系，將所述虛擬物體在所述圖片上進(jìn)行渲染。進(jìn)一步地，所述渲染子模塊133包括計(jì)算單元1331及渲染子單元1332。所述計(jì)算單元1331與所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)化模塊132和所述第一獲取模塊11電性連接，用于根據(jù)所述虛擬物體在所述全局坐標(biāo)系下的位置信息與所述渲染光源的位置信息之間的關(guān)系，計(jì)算出所述虛擬物體在所述渲染光源照射下的各像素點(diǎn)的亮度值。所述渲染子單元1332與所述計(jì)算單元1331電性連接，用于根據(jù)所述虛擬物體上各像素點(diǎn)的亮度值將所述虛擬物體在所述圖片上進(jìn)行渲染。進(jìn)一步地，所述第一獲取模塊11包括第一獲取子單元111及位置設(shè)置單元112。所述第一獲取子單元111用于獲取當(dāng)前的太陽赤緯角δ、太陽緯度以及太陽時(shí)角ω，以計(jì)算出所述太陽高度角h和所述太陽方向角α。具體的，所述太陽高度角h滿足，所述太陽方向角α滿足，其中，所述太陽赤緯角δ、太陽緯度以及太陽時(shí)角ω通過衛(wèi)星獲取。所述位置設(shè)置單元112與所述第一獲取子單元111電性連接，用于將所述太陽高度角和所述太陽方向角設(shè)置為所述渲染光源的位置信息。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁1 2 3