照明方法和照明系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種照明方法和照明系統(tǒng)。該方法包括：拍攝n幀前方的場(chǎng)景圖像，根據(jù)所述n幀場(chǎng)景圖像，預(yù)測(cè)第n+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像和第n+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像；以及將包括所述局部場(chǎng)景圖像的圖像投射到前方。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)避免了前方障礙物的遮擋對(duì)于觀察者視線的影響，從而為觀察者提供了去除障礙物之后的前方真實(shí)場(chǎng)景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】照明方法和照明系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理和照明領(lǐng)域，尤其涉及一種照明方法和照明系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]前方障礙物的遮擋經(jīng)常會(huì)影響觀察者的視線，使觀察者無(wú)法得到前方的真實(shí)場(chǎng)景。
[0003]例如，在雨雪天氣時(shí)，由于前方的雨點(diǎn)或雪花會(huì)遮擋視線，雨雪中的行進(jìn)者或者正在駕駛車(chē)輛、船只的駕駛員通常需要額外的照明設(shè)備，但同時(shí)，前方的雨點(diǎn)或雪花又會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的燈光反射而影響行進(jìn)者或者駕駛員的視覺(jué)觀察。例如，在公園、廣場(chǎng)等場(chǎng)地照明或演出中投射大型圖像等情況下，行人、車(chē)輛等移動(dòng)障礙物可能會(huì)遮擋觀眾的視線，影響照明或者圖像投射效果。例如，在利用照明設(shè)備進(jìn)行搜尋時(shí)，前方的小型固定障礙物會(huì)影響搜尋者的觀察，因而難以搜尋到目標(biāo)物。
[0004]英特爾和卡內(nèi)基梅隆大學(xué)合作開(kāi)發(fā)了一種智能車(chē)燈(R.D.Charette andetc.，〃Fast Reactive Control for Illumination through Rain and Snow", Proceedingsof IEEE Conference on Computational Photography (ICCP)，2012.),用以避免在雨雪天氣駕車(chē)時(shí)車(chē)輛前方的雨點(diǎn)或雪花強(qiáng)烈的反射燈光而影響駕駛。該技術(shù)以高亮投影儀作為車(chē)燈，通過(guò)攝像頭實(shí)時(shí)拍攝汽車(chē)前方的雨點(diǎn)或雪花，利用電腦識(shí)別并預(yù)測(cè)出雨點(diǎn)或雪花的位置，然后將投影燈光中對(duì)應(yīng)位置標(biāo)為黑色，從而避免它們強(qiáng)烈的反射燈光影響駕駛。但是在這種方案中，標(biāo)為黑色的位置遮擋了前方的真實(shí)場(chǎng)景，使得駕駛員所看到的前方場(chǎng)景很不自然，也同樣會(huì)影響駕駛員的駕駛感受。
[0005]同時(shí)在圖像處理領(lǐng)域，現(xiàn)有技術(shù)中存在通過(guò)時(shí)空頻率分析方法去除障礙物的技術(shù)(P.Barnum, S.G.Narasimhan, and T.Kanade, "Analysis of Rain and Snow in FrequencySpace", International Journal of Computer Vision (IJCV)，December2。。8.),也存在拍攝多張圖像來(lái)合成一張沒(méi)有障礙物遮擋的圖像的技術(shù)(Scalado, Capture a clean photoeven in crowded areas and automatically remove moving objects, http://www.scalad0.com/display/en/Remove)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種照明技術(shù)，用以避免前方障礙物的遮擋對(duì)于觀察者視線的影響，從而為觀察者提供去除了障礙物之后的前方真實(shí)場(chǎng)景。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種照明方法，所述方法包括:場(chǎng)景拍攝步驟，拍攝η幀前方的場(chǎng)景圖像，其中η為大于I的整數(shù)；場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟，根據(jù)所述η幀場(chǎng)景圖像，預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像；以及場(chǎng)景投射步驟，將包括所述局部場(chǎng)景圖像的圖像投射到前方。
[0008]本發(fā)明的上述方法可對(duì)所拍攝的多幀場(chǎng)景圖像進(jìn)行處理，預(yù)測(cè)出下一時(shí)刻被障礙物遮擋的場(chǎng)景部分，然后投射這部分場(chǎng)景到前方使得觀察者可見(jiàn)。該方法避免了前方障礙物的遮擋對(duì)于觀察者視線的影響，從而為觀察者提供了去除障礙物之后的前方真實(shí)場(chǎng)景。
[0009]優(yōu)選地，在所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟中，根據(jù)所述η幀場(chǎng)景圖像識(shí)別出自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，并基于所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和所述障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像。由于障礙物、照明系統(tǒng)自身均可能處于各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中，因此對(duì)于下一幀圖像信息的預(yù)測(cè)，需要從之前的多幀圖像中識(shí)別出與障礙物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、照明系統(tǒng)自身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)的信息。
[0010]優(yōu)選地，通過(guò)比較所述η幀場(chǎng)景圖像并檢測(cè)其中的背景運(yùn)動(dòng)來(lái)識(shí)別所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0011]優(yōu)選地，所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)包括自身運(yùn)動(dòng)軌跡、各幀的自身運(yùn)動(dòng)方向、自身運(yùn)動(dòng)速度、自身運(yùn)動(dòng)姿態(tài)、自身位置中的至少一種。
[0012]優(yōu)選地，通過(guò)比較所述η幀場(chǎng)景圖像并檢測(cè)其中移動(dòng)的障礙物來(lái)識(shí)別所述障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0013]優(yōu)選地，所述障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)包括障礙物運(yùn)動(dòng)軌跡、各幀的障礙物運(yùn)動(dòng)方向、障礙物運(yùn)動(dòng)速度、障礙物運(yùn)動(dòng)姿態(tài)、障礙物位置中的至少一種。
[0014]優(yōu)選地，在所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟中，進(jìn)一步包括如下步驟:
[0015]根據(jù)所述障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)合并η幀場(chǎng)景圖像中未被障礙物遮擋的部分，形成第η幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像；
[0016]根據(jù)所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)第η幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像進(jìn)行變換，以預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像；
[0017]根據(jù)所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和所述障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)第η幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像進(jìn)行變換，以預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像；以及
[0018]根據(jù)第η+1幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像，計(jì)算第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像。
[0019]優(yōu)選地，所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟還包括一對(duì)齊步驟，根據(jù)所識(shí)別的所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)除了第η幀場(chǎng)景圖像之外的η-1幀場(chǎng)景圖像進(jìn)行立體變換，使得之前的η-1幀場(chǎng)景圖像與第η幀場(chǎng)景圖像實(shí)現(xiàn)內(nèi)容對(duì)齊。在有些應(yīng)用場(chǎng)景下，雖然可以假定場(chǎng)景圖像中主要場(chǎng)景處于靜止?fàn)顟B(tài)而不發(fā)生變化，但是當(dāng)照明系統(tǒng)處于較高速度的移動(dòng)狀態(tài)時(shí)，所拍攝的多幀場(chǎng)景圖像中的主要場(chǎng)景之間還是會(huì)發(fā)生變化，上述優(yōu)選方案消除了上述變化對(duì)于場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟中圖像處理的不良影響。
[0020]優(yōu)選地，在所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟之后還包括一局部場(chǎng)景圖像處理步驟，對(duì)所述局部場(chǎng)景圖像進(jìn)行包括邊緣羽化、亮度處理、對(duì)比度處理、表面變形中至少一種的圖像處理。在不同應(yīng)用場(chǎng)景中，障礙物的特性均不同，上述優(yōu)選方案根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景中障礙物的類(lèi)型對(duì)局部場(chǎng)景圖像執(zhí)行各種圖像處理，從而使得該局部場(chǎng)景圖像與障礙物特性更加貼合。
[0021]優(yōu)選地，在所述場(chǎng)景拍攝步驟之前，還包括一校準(zhǔn)步驟，將拍攝場(chǎng)景圖像的設(shè)備和進(jìn)行場(chǎng)景投射的設(shè)備之間進(jìn)行校準(zhǔn)。在部分應(yīng)用場(chǎng)景中，如果圖像采集設(shè)備和圖像投影設(shè)備的視場(chǎng)差距較大，或者在精度要求極高的特殊應(yīng)用場(chǎng)景中，上述優(yōu)選方案可以保證圖像拍攝和圖像投射在有效范圍內(nèi)具有近似相同的視場(chǎng)。
[0022]優(yōu)選地，使用分光鏡來(lái)執(zhí)行所述校準(zhǔn)步驟。該分光鏡可以同時(shí)反射和透射一定比例的光線，可以使處于不同位置的圖像采集設(shè)備和圖像投影設(shè)備共享同一光學(xué)視場(chǎng)。[0023]優(yōu)選地，在所述場(chǎng)景拍攝步驟中，在近紅外光照射前方的情況下拍攝η幀場(chǎng)景圖像。由于近紅外光線具有區(qū)分近遠(yuǎn)景、提高場(chǎng)景辨識(shí)度的功能，從而該優(yōu)選方案可獲得更好的拍攝效果，提高障礙物在場(chǎng)景中的辨識(shí)度。
[0024]優(yōu)選地，包括所述局部場(chǎng)景圖像的圖像是將所述局部場(chǎng)景圖像覆蓋到對(duì)應(yīng)的所述障礙物圖像上而形成的。這樣，觀察者不再觀察到障礙物圖像，取而代之的是相同位置上的該局部場(chǎng)景圖像，從而為觀察者提供了去除障礙物之后的前方真實(shí)場(chǎng)景。
[0025]優(yōu)選地，包括所述局部場(chǎng)景圖像的圖像是將所述局部場(chǎng)景圖像覆蓋到對(duì)應(yīng)的所述障礙物圖像上、并在其余部分填充照明光而形成的。這樣，觀察者不再觀察到障礙物圖像，取而代之的是相同位置上的該局部場(chǎng)景圖像，而且在場(chǎng)景圖像的其余部分具有充分的照明光，從而為觀察者提供了去除障礙物之后更完整的前方真實(shí)場(chǎng)景。
[0026]優(yōu)選地，所述照明光包括照明圖像。在雨雪天氣或搜尋等需要提高照明亮度的應(yīng)用場(chǎng)景中，該照明光可以是一定色溫的白光等；在演出中投射圖像的應(yīng)用場(chǎng)景中，該照明光可以是特定的照明圖像等。
[0027]優(yōu)選地，還包括一特殊標(biāo)識(shí)識(shí)別步驟，識(shí)別前方的特殊標(biāo)識(shí)，在所述場(chǎng)景投射步驟中，進(jìn)一步將所述特殊標(biāo)識(shí)添加到包括所述局部場(chǎng)景圖像的圖像中，一同進(jìn)行投射。在各種應(yīng)用場(chǎng)景中，前方場(chǎng)景中有可能存在一些特殊標(biāo)識(shí)，上述優(yōu)選方案在為觀察者排除了障礙物影響之外還能向觀察者提示場(chǎng)景中的特殊標(biāo)識(shí)信息。
[0028]優(yōu)選地，所述場(chǎng)景拍攝步驟中的拍攝操作和所述場(chǎng)景投射步驟中的投射操作不同時(shí)進(jìn)行。在一些應(yīng)用場(chǎng)景中，圖像采集設(shè)備的拍攝操作和圖像投影設(shè)備的投影操作均有可能對(duì)前方場(chǎng)景的光線條件造成一定影響，這會(huì)使圖像采集設(shè)備和圖像投影設(shè)備之間造成相互的干擾，而上述優(yōu)選方案避免了這種干擾。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供一種照明系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:一場(chǎng)景拍攝單元，用于拍攝η幀前方的場(chǎng)景圖像，其中η為大于I的整數(shù)；一場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元，用于根據(jù)所述η幀場(chǎng)景圖像，預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像；以及一場(chǎng)景投射單元，將包括所述局部場(chǎng)景圖像的圖像投射到前方。
[0030]本發(fā)明的上述系統(tǒng)可對(duì)所拍攝的多幀場(chǎng)景圖像進(jìn)行處理，預(yù)測(cè)出下一時(shí)刻被障礙物遮擋的場(chǎng)景部分，然后投射這部分場(chǎng)景到前方使得觀察者可見(jiàn)。該系統(tǒng)避免了前方障礙物的遮擋對(duì)于觀察者視線的影響，從而為觀察者提供了去除障礙物之后的前方真實(shí)場(chǎng)景。
[0031]優(yōu)選地，所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元根據(jù)所述η幀場(chǎng)景圖像識(shí)別出自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，并基于所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和所述障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像。由于障礙物、照明系統(tǒng)自身均可能處于各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中，因此對(duì)于下一幀圖像信息的預(yù)測(cè)，需要從之前的多幀圖像中識(shí)別出與障礙物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、照明系統(tǒng)自身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)的信息。
[0032]優(yōu)選地，所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元通過(guò)比較所述η幀場(chǎng)景圖像并檢測(cè)其中的背景運(yùn)動(dòng)來(lái)識(shí)別所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0033]優(yōu)選地，所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元通過(guò)比較η幀場(chǎng)景圖像并檢測(cè)其中移動(dòng)的障礙物來(lái)識(shí)別所述障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0034]優(yōu)選地，所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元進(jìn)一步包括如下單元:
[0035]一第一單元:用于根據(jù)所述障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)合并η幀場(chǎng)景圖像中未被障礙物遮擋的部分，形成第η幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像；
[0036]一第二單元:用于根據(jù)所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)第η幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像進(jìn)行變換，以預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像；
[0037]—第三單元:用于根據(jù)所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和所述障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)第η幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像進(jìn)行變換，以預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像；以及
[0038]一第四單元:用于根據(jù)第η+1幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像，計(jì)算第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像。
[0039]優(yōu)選地，所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元進(jìn)一步包括一對(duì)齊單元，用于根據(jù)所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)除了第η幀場(chǎng)景圖像之外的η-1幀場(chǎng)景圖像進(jìn)行立體變換，使得之前的η-1幀場(chǎng)景圖像與第η幀場(chǎng)景圖像實(shí)現(xiàn)內(nèi)容對(duì)齊。在有些應(yīng)用場(chǎng)景下，雖然可以假定場(chǎng)景圖像中主要場(chǎng)景處于靜止?fàn)顟B(tài)而不發(fā)生變化，但是當(dāng)照明系統(tǒng)處于較高速度的移動(dòng)狀態(tài)時(shí)，所拍攝的多幀場(chǎng)景圖像中的主要場(chǎng)景之間還是會(huì)發(fā)生變化，上述優(yōu)選方案消除了上述變化對(duì)于場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟中圖像處理的不良影響。
[0040]優(yōu)選地，所述照明系統(tǒng)還包括一局部場(chǎng)景圖像處理單元，用于對(duì)所述局部場(chǎng)景圖像進(jìn)行包括邊緣羽化、亮度處理、對(duì)比度處理、表面變形中至少一種的圖像處理。在不同應(yīng)用場(chǎng)景中，障礙物的特性均不同，上述局部場(chǎng)景圖像處理單元根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景中障礙物的類(lèi)型對(duì)局部場(chǎng)景圖像執(zhí)行各種圖像處理，從而使得該局部場(chǎng)景圖像與障礙物特性更加貼
口 ο
[0041]優(yōu)選地，所述 照明系統(tǒng)還包括一校準(zhǔn)單元，用于在所述場(chǎng)景拍攝單元和所述場(chǎng)景投射單元之間進(jìn)行視場(chǎng)校準(zhǔn)，以保證拍攝和投射在有效范圍內(nèi)具有近似相同的視場(chǎng)。在部分應(yīng)用場(chǎng)景中，如果場(chǎng)景拍攝單元和場(chǎng)景投射單元的視場(chǎng)差距較大，或者在精度要求極高的特殊應(yīng)用場(chǎng)景中，上述校準(zhǔn)單元可以保證圖像拍攝和圖像投射在有效范圍內(nèi)具有近似相同的視場(chǎng)。
[0042]優(yōu)選地，所述校準(zhǔn)單元包括分光鏡。分光鏡可以同時(shí)反射和透射一定比例的光線，可以使處于不同位置的場(chǎng)景拍攝單元和場(chǎng)景投射單元共享同一光學(xué)視場(chǎng)。
[0043]優(yōu)選地，所述照明系統(tǒng)還包括一近紅外單元，用于在所述場(chǎng)景拍攝單元拍攝η幀場(chǎng)景圖像時(shí)向前方照射近紅外光。由于近紅外光線具有區(qū)分近遠(yuǎn)景、提高場(chǎng)景辨識(shí)度的功能，從而該近紅外單元可獲得更好的拍攝效果，提高障礙物在場(chǎng)景中的辨識(shí)度。
[0044]優(yōu)選地，所述圖像投影單元還用于將所述局部場(chǎng)景圖像覆蓋到對(duì)應(yīng)的所述障礙物圖像上來(lái)形成包括所述局部場(chǎng)景圖像的圖像。這樣，觀察者不再觀察到障礙物圖像，取而代之的是相同位置上的該局部場(chǎng)景圖像，從而為觀察者提供了去除障礙物之后的前方真實(shí)場(chǎng)
[0045]優(yōu)選地，所述圖像投影單元還用于將所述局部場(chǎng)景圖像覆蓋到對(duì)應(yīng)的所述障礙物圖像上、并在其余部分填充照明光來(lái)形成包括所述局部場(chǎng)景圖像的圖像。這樣，觀察者不再觀察到障礙物圖像，取而代之的是相同位置上的該局部場(chǎng)景圖像，而且在場(chǎng)景圖像的其余部分具有充分的照明光，從而為觀察者提供了去除障礙物之后更完整的前方真實(shí)場(chǎng)景。
[0046]優(yōu)選地，所述照明系統(tǒng)還包括一特殊標(biāo)識(shí)識(shí)別單元，用于識(shí)別前方的特殊標(biāo)識(shí)，所述場(chǎng)景投射單元還用于將所述特殊標(biāo)識(shí)添加到包括所述局部場(chǎng)景圖像的圖像中，一同進(jìn)行投射。在各種應(yīng)用場(chǎng)景中，前方場(chǎng)景中有可能存在一些特殊標(biāo)識(shí)，上述特殊標(biāo)識(shí)識(shí)別單元在為觀察者排除了障礙物影響之外還能向觀察者提示場(chǎng)景中的特殊標(biāo)識(shí)信息。
[0047]優(yōu)選地，在所述照明系統(tǒng)中，所述場(chǎng)景拍攝單元所執(zhí)行的拍攝操作和所述場(chǎng)景投射單元所執(zhí)行的投射操作不同時(shí)進(jìn)行。在一些應(yīng)用場(chǎng)景中，場(chǎng)景拍攝單元的拍攝操作和場(chǎng)景投射單元的投影操作均有可能對(duì)前方場(chǎng)景的光線條件造成一定影響，這會(huì)使場(chǎng)景拍攝單元和場(chǎng)景投射單元之間造成相互的干擾，而上述優(yōu)選方案避免了這種干擾。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0048]圖1是本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】中照明方法的基本流程圖；
[0049]圖2是本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】中場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟的流程圖；
[0050]圖3是本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】中利用分光鏡來(lái)校準(zhǔn)視場(chǎng)的原理示意圖；
[0051]圖4是本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】中照明系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖；
[0052]圖5是本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】中場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元的結(jié)構(gòu)圖；
[0053]圖6是本發(fā)明第一應(yīng)用實(shí)施例中拍攝到的場(chǎng)景圖像的示意圖；
[0054]圖7是本發(fā)明第一應(yīng)用實(shí)施例中場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像的示意圖；
[0055]圖8是本發(fā)明第一應(yīng)用實(shí)施例中場(chǎng)景圖像中障礙物圖像的示意圖；
[0056]圖9是本發(fā)明第一應(yīng)用實(shí)施例中場(chǎng)景圖像中局部場(chǎng)景圖像的示意圖；
[0057]圖10是本發(fā)明第一應(yīng)用實(shí)施例中投射圖像后的場(chǎng)景示意圖；
[0058]圖11是本發(fā)明第二應(yīng)用實(shí)施例中拍攝到的場(chǎng)景圖像的示意圖；
[0059]圖12是本發(fā)明第二應(yīng)用實(shí)施例中場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像的示意圖；
[0060]圖13是本發(fā)明第二應(yīng)用實(shí)施例中場(chǎng)景圖像中障礙物圖像的示意圖；
[0061]圖14是本發(fā)明第二應(yīng)用實(shí)施例中場(chǎng)景圖像中局部場(chǎng)景圖像的示意圖；
[0062]圖15是本發(fā)明第二應(yīng)用實(shí)施例中投射圖像后的場(chǎng)景示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0063]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0064]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中障礙物的遮擋影響觀察者視線，無(wú)法得到前方真實(shí)場(chǎng)景的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明創(chuàng)新性地提供了一種照明技術(shù)，實(shí)施該技術(shù)的方法或系統(tǒng)可對(duì)所拍攝的多幅圖像進(jìn)行處理，預(yù)測(cè)出被障礙物遮擋的場(chǎng)景部分，然后投射這部分場(chǎng)景使得觀察者可見(jiàn)。該技術(shù)避免了前方障礙物的遮擋對(duì)于觀察者視線的影響，從而為觀察者提供了去除障礙物之后的前方真實(shí)場(chǎng)景。
[0065]在本發(fā)明中，觀察者是指觀察前方場(chǎng)景的人或設(shè)備。例如在雨雪天氣中，觀察者可能是雨雪中的行進(jìn)者、正在駕駛車(chē)輛/船只的駕駛員或者監(jiān)控前方路況的監(jiān)控設(shè)備；在場(chǎng)地照明或投射圖像時(shí)，觀察者可能是演出觀眾或攝錄演出的設(shè)備；在照明搜尋過(guò)程中，觀察者可能是搜尋者或搜尋設(shè)備等。
[0066]在本發(fā)明中，障礙物是指影響觀察者觀察前方真實(shí)場(chǎng)景的人或物體。例如在雨雪天氣中，障礙物可能是雨點(diǎn)、雪花、小冰塊等移動(dòng)的小物體；在場(chǎng)地照明或投射圖像時(shí)，障礙物可能是在場(chǎng)地中走動(dòng)的人、移動(dòng)的車(chē)輛等；在照明搜尋過(guò)程中，障礙物可能是遮擋目標(biāo)物的小型固定物體等。[0067]在本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，提供了一種照明方法，如圖1所示，該方法包括如下步驟:場(chǎng)景拍攝步驟SI，拍攝η幀前方的場(chǎng)景圖像；場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟S2，根據(jù)上述η幀場(chǎng)景圖像，預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像；以及場(chǎng)景投射步驟S3，將包括上述局部場(chǎng)景圖像的圖像投射到前方。
[0068]根據(jù)上述照明方法，可對(duì)所拍攝的η幀場(chǎng)景圖像進(jìn)行處理，預(yù)測(cè)出η+1幀(下一時(shí)刻)被障礙物遮擋的場(chǎng)景部分，然后投射這部分場(chǎng)景到前方使得觀察者可見(jiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，由于在各種應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)施過(guò)程中，本發(fā)明的方法步驟有可能被不斷地循環(huán)執(zhí)行，因此觀察者可以不斷地基于之前拍攝的多幅圖像觀察到去除了障礙物之后的前方真實(shí)場(chǎng)景，避免了前方障礙物的遮擋對(duì)于觀察者視線的影響。
[0069]在后續(xù)其它【具體實(shí)施方式】中，還提供了可實(shí)施上述照明方法的對(duì)應(yīng)照明系統(tǒng)，因此在后文中，“照明系統(tǒng)”均特指本發(fā)明中與上述照明方法所對(duì)應(yīng)的特定照明系統(tǒng)。
[0070]下面，結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)介紹上述照明方法的各步驟。
[0071](I)場(chǎng)景拍攝步驟SI,拍攝η巾貞前方的場(chǎng)景圖像。
[0072]在上述場(chǎng)景拍攝步驟中，所述η幀場(chǎng)景圖像是指照明系統(tǒng)中的至少一個(gè)圖像采集設(shè)備按照一定時(shí)序采集的η幅前方場(chǎng)景的圖像，用以在后續(xù)步驟中預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的內(nèi)容。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，術(shù)語(yǔ)“幀”的運(yùn)用僅用于圖像計(jì)數(shù)，與拍攝圖像的時(shí)間間隔無(wú)關(guān)。其中，η幀圖像之間的拍攝間隔可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)障礙物特性、圖像采集設(shè)備性能、系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力等因素自由設(shè)定，既可以以固定時(shí)間間隔(固定幀率)來(lái)拍攝該η幀圖像，也可以以不固定的時(shí)間間隔來(lái)拍攝該η幀圖像。例如在數(shù)據(jù)處理延時(shí)大于圖像采集設(shè)備幀率時(shí)，就可通過(guò)增大拍攝的時(shí)間間隔來(lái)進(jìn)行調(diào)整，甚至可以丟棄部分已拍攝但來(lái)不及處理的場(chǎng)景圖像，只要能最終獲得η幀前方場(chǎng)景圖像供后續(xù)步驟使用即可。
[0073]在本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中η為大于I的整數(shù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，η取值越大，就可以基于更多的之前場(chǎng)景圖像來(lái)預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的內(nèi)容，從而提高預(yù)測(cè)精度，但是同時(shí)也可能消耗更大的數(shù)值計(jì)算量和運(yùn)算時(shí)間。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)設(shè)定η的具體取值。
[0074]由上述描述可知，第η+1幀圖像并非拍攝所得，而是基于所拍攝的η幀前方場(chǎng)景圖像所預(yù)測(cè)得到，該第η+1幀圖像所對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)在前η幀圖像拍攝時(shí)間之后且與場(chǎng)景投射時(shí)間對(duì)應(yīng)，該時(shí)間點(diǎn)亦與η幀圖像之間的拍攝間隔無(wú)關(guān)。
[0075]在該場(chǎng)景拍攝步驟中，可以利用本領(lǐng)域公知的各種圖像采集設(shè)備來(lái)實(shí)施拍攝操作，例如包括CCD傳感器或CMOS傳感器等。該圖像采集設(shè)備在順序拍攝η幀場(chǎng)景圖像過(guò)程中可以處于移動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。例如，在雨雪中行進(jìn)時(shí)，該圖像采集設(shè)備可安裝于行進(jìn)者身上的照明系統(tǒng)中或安裝于行駛的車(chē)輛、船只上的照明系統(tǒng)中，在行進(jìn)過(guò)程中進(jìn)行場(chǎng)景圖像的拍攝；在場(chǎng)地照明或圖像投射時(shí)，該圖像采集設(shè)備可安裝于固定的照明系統(tǒng)中，在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行場(chǎng)景圖像的拍攝；在照明搜尋過(guò)程中，該圖像采集設(shè)備可安裝于搜尋者攜帶的照明系統(tǒng)上，在搜尋過(guò)程中進(jìn)行場(chǎng)景圖像的拍攝。
[0076]由于近紅外光線具有區(qū)分近遠(yuǎn)景、提高場(chǎng)景辨識(shí)度的功能，在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，在該場(chǎng)景拍攝過(guò)程中，可以設(shè)置向前方照射近紅外光的一近紅外光源，使得該圖像采集設(shè)備可以在近紅外光照射前方的情況下拍攝η幀場(chǎng)景圖像，從而獲得更好的拍攝效果，提高障礙物在場(chǎng)景中的辨識(shí)度。[0077](2)場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟S2，根據(jù)上述η幀場(chǎng)景圖像，預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像。
[0078]在該場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟中，對(duì)在場(chǎng)景拍攝步驟中所拍攝的多幀圖像進(jìn)行處理以預(yù)測(cè)出被障礙物遮擋的場(chǎng)景部分，這為在后續(xù)步驟中將被障礙物遮擋的場(chǎng)景部分呈現(xiàn)給觀察者提供了基礎(chǔ)。
[0079]在雨雪天氣等應(yīng)用場(chǎng)景中，障礙物可能是移動(dòng)物體且照明系統(tǒng)可能也是處于移動(dòng)狀態(tài)；在場(chǎng)地照明或投射圖像的應(yīng)用場(chǎng)景中，障礙物可能是移動(dòng)物體而照明系統(tǒng)可能處于靜止?fàn)顟B(tài)；在照明搜尋的應(yīng)用場(chǎng)景中，障礙物可能處于靜止?fàn)顟B(tài)然而照明系統(tǒng)可能處于移動(dòng)狀態(tài)。由此可見(jiàn)，本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的障礙物、照明系統(tǒng)均可能處于各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中，因此對(duì)于下一幀圖像信息的預(yù)測(cè)，有必要從之前的多幀圖像中識(shí)別出與障礙物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、照明系統(tǒng)自身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)的信息，這些信息在本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中分別稱(chēng)為“障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)”和“自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)”。在場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟中，基于上述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像。
[0080]由于假定場(chǎng)景圖像中的主要場(chǎng)景均處于靜止?fàn)顟B(tài)，在本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，可通過(guò)比較η幀場(chǎng)景圖像并檢測(cè)其中的背景運(yùn)動(dòng)來(lái)識(shí)別照明系統(tǒng)的自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以使用現(xiàn)有技術(shù)中可實(shí)現(xiàn)背景分離和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的經(jīng)典算法來(lái)實(shí)現(xiàn)上述識(shí)別(例如論文 Zhang X, Li H, Qi Y, et al.Rain removal in video by combining temporaland chromatic properties[C]//Multimedia and Expo,2006IEEE InternationalConference on.1EEE, 2006:461-464.中所記載的算法等)。
[0081]根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景下照明系統(tǒng)處于的不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，例如移動(dòng)或靜止等，所識(shí)別出的上述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)可能包括照明系統(tǒng)的自身運(yùn)動(dòng)軌跡、各幀的自身運(yùn)動(dòng)方向、自身運(yùn)動(dòng)速度、自身運(yùn)動(dòng)姿態(tài)、照明系統(tǒng)的自身位置中的一種或多種。
[0082]在本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，可通過(guò)比較η幀場(chǎng)景圖像并檢測(cè)其中移動(dòng)的障礙物來(lái)識(shí)別障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以使用現(xiàn)有技術(shù)中可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)對(duì)象檢測(cè)來(lái)分離前景的經(jīng)典算法來(lái)實(shí)現(xiàn)上述識(shí)別(例如論文Zhang HongJiang, Atreyi Kankanhalli, andStephenff.Smoliar.“Automatic Partitioning of Full-motion Vide0.”MultimediaSystemsl, n0.1 (1993): 10 - 28.中所記載的算法等)。
[0083]根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景下障礙物處于的不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，例如移動(dòng)或靜止等，所識(shí)別出的障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)可能包括障礙物運(yùn)動(dòng)軌跡、各幀的障礙物運(yùn)動(dòng)方向、障礙物運(yùn)動(dòng)速度、障礙物運(yùn)動(dòng)姿態(tài)、障礙物位置中的一種或多種。
[0084]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】，如圖2所示，在所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟中，可以以如下步驟來(lái)進(jìn)行場(chǎng)景圖像內(nèi)容的預(yù)測(cè):
[0085]步驟21:根據(jù)所識(shí)別的障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)合并η幀場(chǎng)景圖像中未被障礙物遮擋的部分，形成第η幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像。
[0086]在該步驟中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)各幀場(chǎng)景圖像中障礙物的位置等障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)獲取各幀場(chǎng)景圖像中未被障礙物遮擋的部分，并利用本領(lǐng)域公知的最大似然算法(例如論文 Van Wie P, Stein M.A landsat digital image rectification system[J].Geoscience Electronics, IEEE Transactions on, 1977，15 (3): 130-137.中所記載的算法等)，來(lái)合成各幀場(chǎng)景圖像中未被障礙物遮擋的部分，以形成第η幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像。第η幀場(chǎng)景圖像的該場(chǎng)景基線圖像中不包含任何障礙物，還原了第η幀場(chǎng)景圖像中去除了障礙物影響后的真實(shí)場(chǎng)景。
[0087]步驟22:根據(jù)所識(shí)別的自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)第η幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像進(jìn)行變換，以預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像。
[0088]在該步驟中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)照明系統(tǒng)的自身運(yùn)動(dòng)軌跡、自身運(yùn)動(dòng)方向、自身運(yùn)動(dòng)速度、自身運(yùn)動(dòng)姿態(tài)等自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)在步驟21中形成的第η幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像進(jìn)行變換，以預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像。該變換可以采用本領(lǐng)域公知的MPEG2標(biāo)準(zhǔn)中所記載的視頻運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和預(yù)測(cè)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。第η+1幀場(chǎng)景圖像的該場(chǎng)景基線圖像中也不包含任何障礙物，預(yù)測(cè)出了第η+1幀場(chǎng)景圖像中去除了障礙物影響后的真實(shí)場(chǎng)景。
[0089]步驟23:根據(jù)所識(shí)別出的自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)第η幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像進(jìn)行變換，以預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像。
[0090]第η幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像是拍攝第η幀場(chǎng)景圖像后已知的。在該步驟中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)照明系統(tǒng)的自身運(yùn)動(dòng)軌跡、自身運(yùn)動(dòng)方向、自身運(yùn)動(dòng)速度、自身運(yùn)動(dòng)姿態(tài)等自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)以及障礙物運(yùn)動(dòng)軌跡、各幀的障礙物運(yùn)動(dòng)方向、障礙物運(yùn)動(dòng)速度、障礙物運(yùn)動(dòng)姿態(tài)等障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)第η幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像進(jìn)行變換，以預(yù)測(cè)η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像。該變換可以采用與步驟22中同樣的視頻運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和預(yù)測(cè)算法來(lái)實(shí)施，但是區(qū)別在于，預(yù)測(cè)第η+1幀的場(chǎng)景基線圖像時(shí)由于假定場(chǎng)景圖像中的主要場(chǎng)景處于靜止?fàn)顟B(tài)而不發(fā)生變化，因而僅考慮照明系統(tǒng)自身運(yùn)動(dòng)即可，而預(yù)測(cè)第η+1幀的障礙物圖像時(shí)由于照明系統(tǒng)和障礙物均可能處于移動(dòng)狀態(tài)，因此需要同時(shí)考慮自身運(yùn)動(dòng)和障礙物運(yùn)動(dòng)二者。
[0091]步驟24:根據(jù)第η+1幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像，計(jì)算第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像。
[0092]在該步驟中，根據(jù)在步驟22中預(yù)測(cè)得到的第η+1幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像和在步驟23中預(yù)測(cè)得到的第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像，本領(lǐng)域技術(shù)人員就可以計(jì)算得到第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，該局部場(chǎng)景圖像正是在第η+1幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像中與第η+1幀場(chǎng)景圖像的障礙物圖像位置對(duì)應(yīng)的部分，也就是在第η+1幀場(chǎng)景圖像中將被障礙物遮擋的區(qū)域。
[0093]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明中對(duì)于場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟S2中各步驟編以步驟21-步驟24，僅是以編號(hào)形式區(qū)分各步驟以方便對(duì)于各步驟的引用和說(shuō)明，并不代表步驟間的必然執(zhí)行順序。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在技術(shù)可行的條件下以靈活時(shí)序來(lái)執(zhí)行上述各步驟，例如可以將步驟23與步驟21、22同時(shí)執(zhí)行，甚至在步驟21、22之前執(zhí)行等。
[0094]在有些應(yīng)用場(chǎng)景下，雖然可以假定場(chǎng)景圖像中主要場(chǎng)景處于靜止?fàn)顟B(tài)而不發(fā)生變化，但是當(dāng)照明系統(tǒng)處于較高速度的移動(dòng)狀態(tài)時(shí)，所拍攝的多幀場(chǎng)景圖像中的主要場(chǎng)景之間還是會(huì)發(fā)生變化。為了解決該問(wèn)題以消除上述變化對(duì)于場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟中圖像處理的不良影響，在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，該場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟可以進(jìn)一步包括一對(duì)齊步驟，根據(jù)所識(shí)別的自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)除了第η幀場(chǎng)景圖像之外的η-1幀場(chǎng)景圖像進(jìn)行立體變換，使得之前的η-1幀場(chǎng)景圖像與當(dāng)前第η幀場(chǎng)景圖像實(shí)現(xiàn)內(nèi)容對(duì)齊，這樣便補(bǔ)償了由于照明系統(tǒng)的移動(dòng)所引起的主要場(chǎng)景之間變化。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的圖象對(duì)齊算法(例如論文 Van Wie P, Stein M.A landsat digital image rectification system [J].Geoscience Electronics, IEEE Transactions on, 1977, 15 (3): 130-137.所記載的算法等)，來(lái)實(shí)施上述立體變換。
[0095]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，照明方法在該場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟之后還可以包括一局部場(chǎng)景圖像處理步驟。在不同應(yīng)用場(chǎng)景中，障礙物的特性，例如形狀、表面光滑度、透明度等，均不同，因此在該局部場(chǎng)景圖像處理步驟中，根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景中障礙物的特性對(duì)上述步驟24中計(jì)算得到的局部場(chǎng)景圖像進(jìn)行包括邊緣羽化、亮度處理、對(duì)比度處理、表面變形等圖像處理操作，從而使得該局部場(chǎng)景圖像與障礙物特性更加貼合。由于上述圖像處理操作均為本領(lǐng)域公知技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景中的障礙物類(lèi)型靈活選用所需的具體算法，此處不再贅述。
[0096](3)場(chǎng)景投射步驟S3，將包括在場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟中得到的該局部場(chǎng)景圖像的圖像投射到前方。
[0097]如前所述，該局部場(chǎng)景圖像正是所預(yù)測(cè)的第η+1幀場(chǎng)景圖像中將被障礙物遮擋的區(qū)域。在場(chǎng)景投射步驟中，將包括該局部場(chǎng)景圖像的圖像投射到前方，使得觀察者可以觀察到原本應(yīng)被障礙物所遮擋的場(chǎng)景部分，從而避免了前方障礙物的遮擋對(duì)于觀察者視線的影響，為觀察者提供了去除障礙物之后的前方真實(shí)場(chǎng)景。
[0098]在該場(chǎng)景投射步驟中，可利用本領(lǐng)域公知的各種圖像投影設(shè)備來(lái)實(shí)施該投影操作。該圖像投影設(shè)備在投射圖像過(guò)程中可以處于移動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。例如，在雨雪中行進(jìn)時(shí)，該圖像投影設(shè)備可安裝于行進(jìn)者身上的照明系統(tǒng)中或安裝于行駛的車(chē)輛、船只的照明系統(tǒng)中，在行進(jìn)過(guò)程中進(jìn)行圖像投射；當(dāng)提供場(chǎng)地照明或圖像投射時(shí)，該圖像投影設(shè)備可安裝于固定的照明系統(tǒng)中，在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行圖像投射；在照明搜尋過(guò)程中，該圖像投影設(shè)備可安裝于搜尋者攜帶的照明系統(tǒng)上，在搜尋過(guò)程中進(jìn)行圖像投射。
[0099]在本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，可將在上述步驟24中得到的該局部場(chǎng)景圖像覆蓋到上述步驟23中預(yù)測(cè)得到的對(duì)應(yīng)障礙物圖像上，以形成包括該局部場(chǎng)景圖像的圖像。這樣，觀察者不再觀察到障礙物圖像，取而代之的是相同位置上的該局部場(chǎng)景圖像，從而為觀察者提供了去除障礙物之后的前方真實(shí)場(chǎng)景。
[0100]在本發(fā)明另一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，可將在上述步驟24中得到的該局部場(chǎng)景圖像覆蓋到上述步驟23中預(yù)測(cè)得到的對(duì)應(yīng)障礙物圖像上、并在其余部分填充照明光，以形成包括該局部場(chǎng)景圖像的圖像。這樣，觀察者不再觀察到障礙物圖像，取而代之的是相同位置上的該局部場(chǎng)景圖像，而且在場(chǎng)景圖像的其余部分具有充分的照明光，從而為觀察者提供了去除障礙物之后更完整的前方真實(shí)場(chǎng)景。具體地，在雨雪天氣或搜尋等需要提高照明亮度的應(yīng)用場(chǎng)景中，該照明光可以是單色光，例如一定色溫的白光等；在演出中投射圖像的應(yīng)用場(chǎng)景中，該照明光可以是特定的照明圖像等。
[0101]在各種應(yīng)用場(chǎng)景中，前方場(chǎng)景中有可能存在一些特殊標(biāo)識(shí)，例如重要路牌、指示牌等。在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，該照明方法還可以包括一特殊標(biāo)識(shí)識(shí)別步驟，通過(guò)本領(lǐng)域公知的模式識(shí)別算法來(lái)識(shí)別前方的特殊標(biāo)識(shí)，并將所識(shí)別出的該特殊標(biāo)識(shí)在場(chǎng)景投射步驟中添加到包括該局部場(chǎng)景圖像的圖像中，一同進(jìn)行投射。這樣，在為觀察者排除了障礙物影響之外還能向觀察者提示場(chǎng)景中的特殊標(biāo)識(shí)信息。[0102]在通常情況下，照明系統(tǒng)中的圖像采集設(shè)備和圖像投影設(shè)備的方向一致，由于它們均設(shè)置于該照明系統(tǒng)中，一般可將它們視為同一質(zhì)點(diǎn)，并將它們?cè)谟行臄z/投射范圍內(nèi)的視場(chǎng)認(rèn)為是相同的。但在部分應(yīng)用場(chǎng)景中，如果圖像采集設(shè)備和圖像投影設(shè)備的視場(chǎng)差距較大，或者在精度要求極高的特殊應(yīng)用場(chǎng)景中，可實(shí)施本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，即在場(chǎng)景拍攝步驟之前還包括一校準(zhǔn)步驟，在圖像采集設(shè)備和圖像投影設(shè)備之間進(jìn)行視場(chǎng)校準(zhǔn)，以保證圖像拍攝和圖像投射在有效范圍內(nèi)具有近似相同的視場(chǎng)。具體地，可使用分光鏡來(lái)執(zhí)行所述校準(zhǔn)步驟，該分光鏡可以同時(shí)反射和透射一定比例的光線，可以使處于不同位置的圖像采集設(shè)備和圖像投影設(shè)備共享同一光學(xué)視場(chǎng)。
[0103]在一些應(yīng)用場(chǎng)景中，圖像采集設(shè)備的拍攝操作和圖像投影設(shè)備的投影操作均有可能對(duì)前方場(chǎng)景的光線條件，例如亮度、色度等，造成一定影響，這會(huì)使圖像采集設(shè)備和圖像投影設(shè)備之間造成相互的干擾。為了避免這種有可能的干擾，在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，上述場(chǎng)景拍攝步驟中的拍攝操作和上述場(chǎng)景投射步驟中的投射操作不同時(shí)進(jìn)行。
[0104]正如上文介紹過(guò)的，在本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，還提供了一種照明系統(tǒng)100，如圖4所示，該照明系統(tǒng)100包括如下單元:場(chǎng)景拍攝單元10，用于拍攝η幀前方的場(chǎng)景圖像；場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元20，用于根據(jù)所述η幀場(chǎng)景圖像，預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像；以及場(chǎng)景投射單元30，將包括所述局部場(chǎng)景圖像的圖像投射到前方。
[0105]上述照明系統(tǒng)100可拍攝場(chǎng)景圖像并對(duì)所拍攝的η幀場(chǎng)景圖像進(jìn)行處理，預(yù)測(cè)出η+1幀(下一時(shí)刻)被障礙物遮擋的場(chǎng)景部分，然后投射這部分場(chǎng)景到前方使得觀察者可見(jiàn)。本系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，觀察者可以不斷地基于之前拍攝的多幅圖像觀察到去除了障礙物的前方真實(shí)場(chǎng)景，避免了前方障礙物的遮擋對(duì)于觀察者視線的影響。
[0106]下面，結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)介紹上述照明系統(tǒng)100的各單元功能和構(gòu)成。
[0107](I)場(chǎng)景拍攝單元10，用于拍攝η幀前方的場(chǎng)景圖像。
[0108]該場(chǎng)景拍攝單元10可以利用本領(lǐng)域公知的各種圖像采集設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如包括CCD傳感器或CMOD傳感器等。該場(chǎng)景拍攝單元10在順序拍攝η幀場(chǎng)景圖像過(guò)程中可以處于移動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。例如，在雨雪中行進(jìn)時(shí)，該場(chǎng)景拍攝單元10可安裝于行進(jìn)者身上的照明系統(tǒng)中或安裝于行駛的車(chē)輛、船只上的照明系統(tǒng)中，在行進(jìn)過(guò)程中進(jìn)行場(chǎng)景圖像的拍攝；在場(chǎng)地照明或圖像投射時(shí)，該場(chǎng)景拍攝單元10可安裝于固定的照明系統(tǒng)中，在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行場(chǎng)景圖像的拍攝；在照明搜尋過(guò)程中，該場(chǎng)景拍攝單元10可安裝于搜尋者攜帶的照明系統(tǒng)上，在搜尋過(guò)程中進(jìn)行場(chǎng)景圖像的拍攝。
[0109]由于近紅外光線具有區(qū)分近遠(yuǎn)景、提高場(chǎng)景辨識(shí)度的功能，在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，照明系統(tǒng)100還可包括近紅外單元，用于在該場(chǎng)景拍攝單元10拍攝場(chǎng)景圖像過(guò)程中向前方照射近紅外光，使得該場(chǎng)景拍攝單元10可以在近紅外光照射前方的情況下拍攝η幀場(chǎng)景圖像，從而獲得更好的拍攝效果，提高障礙物在場(chǎng)景中的辨識(shí)度。
[0110](2)場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元20，用于根據(jù)所述η幀場(chǎng)景圖像，預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像。
[0111]該場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元20對(duì)場(chǎng)景拍攝單元10所拍攝的多幀圖像進(jìn)行處理以預(yù)測(cè)出被障礙物遮擋的場(chǎng)景部分，這為將被障礙物遮擋的場(chǎng)景部分呈現(xiàn)給觀察者提供了基礎(chǔ)。在本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，該場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元20根據(jù)η幀場(chǎng)景圖像識(shí)別出自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，并基于自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像。
[0112]由于假定場(chǎng)景圖像中的主要場(chǎng)景均處于靜止?fàn)顟B(tài)，在本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，該場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元20可通過(guò)比較η幀場(chǎng)景圖像并檢測(cè)其中的背景運(yùn)動(dòng)來(lái)識(shí)別照明系統(tǒng)的自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。在本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，該場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元20可通過(guò)比較η幀場(chǎng)景圖像并檢測(cè)其中移動(dòng)的障礙物來(lái)識(shí)別障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0113]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】，如圖5所示，該場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元20可進(jìn)一步包括如下單元:
[0114]第一單元:用于根據(jù)所識(shí)別的障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)合并η幀場(chǎng)景圖像中未被障礙物遮擋的部分，形成第η幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像。
[0115]該第一單元可以根據(jù)各幀場(chǎng)景圖像中障礙物的位置等障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)獲取各幀場(chǎng)景圖像中未被障礙物遮擋的部分，并合成各幀場(chǎng)景圖像中未被障礙物遮擋的部分，以形成第η幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像。第η幀場(chǎng)景圖像的該場(chǎng)景基線圖像中不包含任何障礙物，還原了第η幀場(chǎng)景圖像中去除了障礙物影響后的真實(shí)場(chǎng)景。
[0116]第二單元:用于根據(jù)所識(shí)別的自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)第η幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像進(jìn)行變換，以預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像。
[0117]該第二單元可以根據(jù)照明系統(tǒng)的自身運(yùn)動(dòng)軌跡、自身運(yùn)動(dòng)方向、自身運(yùn)動(dòng)速度、自身運(yùn)動(dòng)姿態(tài)等自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)第η幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像進(jìn)行變換，以預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像。第η+1幀場(chǎng)景圖像的該場(chǎng)景基線圖像中也不包含任何障礙物，預(yù)測(cè)出了第η+1幀場(chǎng)景圖像中去除了障礙物影響后的真實(shí)場(chǎng)景。
[0118]第三單元:用于根據(jù)所識(shí)別出的自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)第η幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像進(jìn)行變換，以預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像。
[0119]該第三單元可以根據(jù)照明系統(tǒng)的自身運(yùn)動(dòng)軌跡、自身運(yùn)動(dòng)方向、自身運(yùn)動(dòng)速度、自身運(yùn)動(dòng)姿態(tài)等自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)以及障礙物運(yùn)動(dòng)軌跡、各幀的障礙物運(yùn)動(dòng)方向、障礙物運(yùn)動(dòng)速度、障礙物運(yùn)動(dòng)姿態(tài)等障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)第η幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像進(jìn)行變換，以預(yù)測(cè)η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像。
[0120]第四單元:用于根據(jù)第η+1幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像，計(jì)算第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像。
[0121]根據(jù)第η+1幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像，該第四單元就可以計(jì)算得到第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，該局部場(chǎng)景圖像正是在第η+1幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像中與第η+1幀場(chǎng)景圖像的障礙物圖像位置對(duì)應(yīng)的部分，也就是在第η+1幀場(chǎng)景圖像中將被障礙物遮擋的區(qū)域。
[0122]在有些應(yīng)用場(chǎng)景下，雖然可以假定場(chǎng)景圖像中主要場(chǎng)景處于靜止?fàn)顟B(tài)而不發(fā)生變化，但是當(dāng)照明系統(tǒng)100處于較高速度的移動(dòng)狀態(tài)時(shí)，所拍攝的多幀場(chǎng)景圖像中的主要場(chǎng)景之間還是會(huì)發(fā)生變化。為了解決該問(wèn)題以消除上述變化對(duì)于圖像處理的不良影響，在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，該場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元20可以進(jìn)一步包括一對(duì)齊單元，用于根據(jù)所識(shí)別的自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)除了第η幀場(chǎng)景圖像之外的η-1幀場(chǎng)景圖像進(jìn)行立體變換，使得之前的η-1幀場(chǎng)景圖像與當(dāng)前第η幀場(chǎng)景圖像實(shí)現(xiàn)內(nèi)容對(duì)齊，這樣便補(bǔ)償了由于照明系統(tǒng)100的移動(dòng)所引起的主要場(chǎng)景之間變化。
[0123]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，照明系統(tǒng)100還可以包括一局部場(chǎng)景圖像處理單元，用于對(duì)場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元20計(jì)算得到的局部場(chǎng)景圖像進(jìn)行包括邊緣羽化、亮度處理、對(duì)比度處理、表面變形等圖像處理操作。
[0124](3)場(chǎng)景投射單元30，將包括該局部場(chǎng)景圖像的圖像投射到前方。
[0125]如前所述，該局部場(chǎng)景圖像正是所預(yù)測(cè)的第η+1幀場(chǎng)景圖像中將被障礙物遮擋的區(qū)域。該場(chǎng)景投射單元30將包括該局部場(chǎng)景圖像的圖像投射到前方，使得觀察者可以觀察到原本應(yīng)被障礙物所遮擋的場(chǎng)景部分，從而避免了前方障礙物的遮擋對(duì)于觀察者視線的影響，為觀察者提供了去除障礙物之后的前方真實(shí)場(chǎng)景。
[0126]該場(chǎng)景投射單元30可利用本領(lǐng)域公知的各種圖像投影設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。該場(chǎng)景投影單元30在投射圖像過(guò)程中可以處于移動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。例如，在雨雪中行進(jìn)時(shí)，該場(chǎng)景投影單元30可安裝于行進(jìn)者身上的照明系統(tǒng)中或安裝于行駛的車(chē)輛、船只的照明系統(tǒng)中，在行進(jìn)過(guò)程中進(jìn)行圖像投射；當(dāng)提供場(chǎng)地照明或圖像投射時(shí)，該場(chǎng)景投影單元30可安裝于固定的照明系統(tǒng)中，在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行圖像投射；在照明搜尋過(guò)程中，該場(chǎng)景投影單元30可安裝于搜尋者攜帶的照明系統(tǒng)上，在搜尋過(guò)程中進(jìn)行圖像投射。
[0127]在本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，該場(chǎng)景投影單元30可將該局部場(chǎng)景圖像覆蓋到對(duì)應(yīng)障礙物圖像上，以形成包括該局部場(chǎng)景圖像的圖像。這樣，觀察者不再觀察到障礙物圖像，取而代之的是相同位置上的該局部場(chǎng)景圖像，從而為觀察者提供了去除障礙物之后的前方真實(shí)場(chǎng)景。
[0128]在本發(fā)明另一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，該場(chǎng)景投影單元30可將該局部場(chǎng)景圖像覆蓋到對(duì)應(yīng)障礙物圖像上、并在其余部分填充照明光，以形成包括該局部場(chǎng)景圖像的圖像。這樣，觀察者不再觀察到障礙物圖像，取而代之的是相同位置上的該局部場(chǎng)景圖像，而且在場(chǎng)景圖像的其余部分具有充分的照明光，從而為觀察者提供了去除障礙物之后更完整的前方真實(shí)場(chǎng)景。
[0129]在各種應(yīng)用場(chǎng)景中，前方場(chǎng)景中有可能存在一些特殊標(biāo)識(shí)，例如重要路牌、指示牌等。在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，該照明系統(tǒng)100還可以包括一特殊標(biāo)識(shí)識(shí)別單元，其識(shí)別前方的特殊標(biāo)識(shí)。場(chǎng)景投射單元30可將所識(shí)別出的該特殊標(biāo)識(shí)添加到包括該局部場(chǎng)景圖像的圖像中，一同進(jìn)行投射。這樣，在為觀察者排除了障礙物影響之外還能向觀察者提示場(chǎng)景中的特殊標(biāo)識(shí)信息。
[0130]在通常情況下，照明系統(tǒng)100的場(chǎng)景采集單元10和場(chǎng)景投影單元30的方向一致，由于它們均設(shè)置于該照明系統(tǒng)100中，一般可將它們視為同一質(zhì)點(diǎn)，并將它們?cè)谟行臄z/投射范圍內(nèi)的視場(chǎng)認(rèn)為是相同的。但在部分應(yīng)用場(chǎng)景中，如果場(chǎng)景采集單元10和場(chǎng)景投影單元30的視場(chǎng)差距較大，或者在精度要求極高的特殊應(yīng)用場(chǎng)景中，可實(shí)施本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，即在照明系統(tǒng)100中進(jìn)一步包括一校準(zhǔn)單元60，在場(chǎng)景采集單元10和場(chǎng)景投影單元30之間進(jìn)行視場(chǎng)校準(zhǔn)，以保證圖像拍攝和圖像投射在有效范圍內(nèi)具有近似相同的視場(chǎng)。具體地，可使用分光鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)該校準(zhǔn)單元，該分光鏡可以同時(shí)反射和透射一定比例的光線，通過(guò)例如圖3中所示的配置方式，可以使處于不同位置的場(chǎng)景采集單元10和場(chǎng)景投影單兀30共享同一光學(xué)視場(chǎng)。
[0131]在一些應(yīng)用場(chǎng)景中，場(chǎng)景采集單元10的拍攝操作和場(chǎng)景投影單元30圖像的投影操作均有可能對(duì)前方場(chǎng)景的光線條件，例如亮度、色度等，造成一定影響，這會(huì)使場(chǎng)景采集單元10和場(chǎng)景投影單元30之間造成相互的干擾。為了避免這種有可能的干擾，在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的該照明系統(tǒng)100中，該場(chǎng)景拍攝單元10所執(zhí)行的拍攝操作和該場(chǎng)景投射單元30所執(zhí)行的投射操作不同時(shí)進(jìn)行。
[0132]第一應(yīng)用實(shí)施例
[0133]下面結(jié)合圖6-10來(lái)介紹本發(fā)明第一應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)施例。
[0134]在本應(yīng)用實(shí)施例中，駕駛員在雨中駕駛汽車(chē)，該汽車(chē)的車(chē)燈位置安裝有本發(fā)明中的照明系統(tǒng)，可執(zhí)行本發(fā)明中的照明方法。其中，作為觀察者的駕駛員和該照明系統(tǒng)處于共同的移動(dòng)狀態(tài)中，而作為障礙物的雨點(diǎn)也處于移動(dòng)狀態(tài)中。由于前方眾多雨點(diǎn)遮擋視線且雨點(diǎn)造成的燈光反射會(huì)影響駕駛員視覺(jué)觀察，需要利用該照明系統(tǒng)執(zhí)行本發(fā)明中的照明方法來(lái)為駕駛員提供去除了雨點(diǎn)之后的前方場(chǎng)景，避免雨點(diǎn)對(duì)于駕駛員視線的影響。
[0135]駕駛員啟動(dòng)該照明系統(tǒng)后，校準(zhǔn)單元在場(chǎng)景拍攝單元和場(chǎng)景投射單元之間進(jìn)行視場(chǎng)校準(zhǔn)。場(chǎng)景拍攝單元在近紅外單元照射前方的條件下拍攝η幀前方的場(chǎng)景圖像，η的取值可以在照明系統(tǒng)中預(yù)置，例如為10。圖6示出了所拍攝的其中一幀場(chǎng)景圖像，其中包括前方場(chǎng)景和容易遮擋駕駛員視線的雨點(diǎn)。
[0136]照明系統(tǒng)中，場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元檢測(cè)出這10幀場(chǎng)景圖像中的背景運(yùn)動(dòng)，識(shí)別出汽車(chē)(照明系統(tǒng))的行進(jìn)軌跡、方向、速度等數(shù)據(jù)?；谶@些數(shù)據(jù)，場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元中的對(duì)齊單元對(duì)第1-9幀場(chǎng)景圖像進(jìn)行立體變換，使它們與第10幀場(chǎng)景圖像實(shí)現(xiàn)內(nèi)容對(duì)齊。同時(shí)，場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元檢測(cè)10幀場(chǎng)景圖像中的雨點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，識(shí)別出雨點(diǎn)飛行軌跡、飛行方向、飛行速度等數(shù)據(jù)。
[0137]場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元中的第一單元和第二單元基于這10幀場(chǎng)景圖像分別得到第10幀場(chǎng)景基線圖像和預(yù)測(cè)出第11幀場(chǎng)景基線圖像。圖7是一幅場(chǎng)景基線圖像的示意圖，其中僅包括前方的原有真實(shí)場(chǎng)景而去除了雨點(diǎn)的遮擋。場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元中的第三單元基于10幀場(chǎng)景圖像預(yù)測(cè)出第11幀場(chǎng)景圖像中的雨點(diǎn)圖像。圖8示出了所預(yù)測(cè)出的第11幀場(chǎng)景圖像中的雨點(diǎn)圖像，其中包含了第11幀場(chǎng)景圖像中的雨點(diǎn)。場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元中的第四單元計(jì)算出在第11幀場(chǎng)景圖像中將被雨點(diǎn)遮擋的局部場(chǎng)景圖像。圖％示出了第11幀的局部場(chǎng)景圖像的一部分，為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，圖9a輔助示出了相應(yīng)部分的場(chǎng)景圖像中前方真實(shí)場(chǎng)景與雨點(diǎn)圖像的合成效果，其中雨點(diǎn)遮擋住的真實(shí)場(chǎng)景部分即為圖9a中的局部場(chǎng)景圖像。然后，照明系統(tǒng)中的局部場(chǎng)景圖像處理單元對(duì)該局部場(chǎng)景圖形執(zhí)行一系列圖像處理。
[0138]照明系統(tǒng)中的場(chǎng)景投射單元將局部場(chǎng)景圖像投射到前方，將局部場(chǎng)景圖像在相應(yīng)位置上覆蓋到此時(shí)出現(xiàn)在前方的雨點(diǎn)上，并在其余部分填充白色照明光。如果前方場(chǎng)景中有重要的指示路牌，場(chǎng)景投射單元還會(huì)將特殊標(biāo)識(shí)識(shí)別單元之前識(shí)別出的該路牌添加到該局部場(chǎng)景圖像中一同進(jìn)行投射。圖10示出了投射局部場(chǎng)景圖像后的前方場(chǎng)景，對(duì)比圖6，投射局部場(chǎng)景圖像后的場(chǎng)景中的雨點(diǎn)均被局部場(chǎng)景圖像所覆蓋，為駕駛員提供了前方真實(shí)場(chǎng)景而不會(huì)受到雨點(diǎn)的遮擋。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，圖10中的雨點(diǎn)輪廓僅起到示意作用，用于標(biāo)識(shí)出雨點(diǎn)所在的真實(shí)位置，然而在本發(fā)明照明系統(tǒng)的理想運(yùn)行狀態(tài)下，圖10的真實(shí)效果并不包含這些雨點(diǎn)輪廓。
[0139]汽車(chē)上的照明系統(tǒng)不斷循環(huán)執(zhí)行本發(fā)明中的該照明方法，這樣場(chǎng)景投射單元不斷地向前方投射基于投射之前拍攝的10幀場(chǎng)景圖像所計(jì)算得到的局部場(chǎng)景圖像，從而避免了駕駛員在行駛過(guò)程中受到前方雨點(diǎn)遮擋的影響，為汽車(chē)駕駛員提供了去除了雨點(diǎn)之后的前方清晰場(chǎng)景。
[0140]與本應(yīng)用實(shí)施例類(lèi)似，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可廣泛利用于照明系統(tǒng)、障礙物均處于移動(dòng)狀態(tài)的其他類(lèi)似應(yīng)用場(chǎng)景中，其中障礙物可以是例如雪花、冰雹中的小冰塊、紛飛的碎紙片等，照明系統(tǒng)也可安裝于例如各種車(chē)輛、船只、飛機(jī)、工程機(jī)械或步行者的隨身裝配
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[0141]第二應(yīng)用實(shí)施例
[0142]下面結(jié)合圖11-15來(lái)介紹本發(fā)明第二應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)施例。
[0143]在本應(yīng)用實(shí)施例中，廣場(chǎng)上的燈柱投影儀向大型幕布上投射影像供觀眾觀看，但不時(shí)經(jīng)過(guò)的行人或車(chē)輛有可能遮擋觀眾的視線。該燈柱投影儀中安裝有本發(fā)明中的照明系統(tǒng)，可執(zhí)行本發(fā)明中的照明方法。其中，作為觀察者的觀眾和該照明系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，而作為障礙物的行人或車(chē)輛處于移動(dòng)狀態(tài)中。此時(shí)需要利用該照明系統(tǒng)執(zhí)行本發(fā)明中的照明方法來(lái)為觀眾提供去除了障礙物之后的前方場(chǎng)景，避免障礙物對(duì)于觀眾視線的影響。
[0144]啟動(dòng)該照明系統(tǒng)后，校準(zhǔn)單元在場(chǎng)景拍攝單元和場(chǎng)景投射單元之間進(jìn)行視場(chǎng)校準(zhǔn)。場(chǎng)景拍攝單元拍攝η幀前方的場(chǎng)景圖像，η的取值可以在照明系統(tǒng)中預(yù)置，例如為20。圖11示出了所拍攝的其中一幀場(chǎng)景圖像，其中包括幕布上的影像和遮擋觀眾視線的行人影像。
[0145]照明系統(tǒng)中，場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元檢測(cè)這20幀場(chǎng)景圖像中的行人移動(dòng)，識(shí)別出行人的行走軌跡、行走方向、行走速度等數(shù)據(jù)。
[0146]場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元中的第一單元和第二單元基于這20幀場(chǎng)景圖像分別得到第20幀場(chǎng)景基線圖像和預(yù)測(cè)出第21幀場(chǎng)景基線圖像。圖12是一幅場(chǎng)景基線圖像的示意圖，其中僅包括幕布上的原有真實(shí)影像而去除了行人的遮擋。場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元中的第三單元基于這20幀場(chǎng)景圖像預(yù)測(cè)出第21幀場(chǎng)景圖像中的行人圖像。圖13示出了所預(yù)測(cè)出的第21幀場(chǎng)景圖像中的行人影像圖像。場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元中的第四單元計(jì)算出在第21幀場(chǎng)景圖像中將被行人遮擋的局部場(chǎng)景圖像。圖14示出了第21幀的局部場(chǎng)景圖像的一部分。然后，照明系統(tǒng)中的局部場(chǎng)景圖像處理單元對(duì)該局部場(chǎng)景圖形執(zhí)行一系列圖像處理。
[0147]照明系統(tǒng)中的場(chǎng)景投射單元將局部場(chǎng)景圖像投射到幕布上，將局部場(chǎng)景圖像在相應(yīng)位置上覆蓋到此時(shí)出現(xiàn)在前方的行人位置上，并在其余部分填充照明光。圖15示出了投射局部場(chǎng)景圖像后的前方場(chǎng)景，對(duì)比圖11，投射局部場(chǎng)景圖像后的場(chǎng)景中的行人被局部場(chǎng)景圖像所覆蓋，為觀眾提供了前方真實(shí)場(chǎng)景而不會(huì)受到行人的遮擋。
[0148]燈柱上的照明系統(tǒng)不斷循環(huán)執(zhí)行本發(fā)明中的該照明方法，這樣場(chǎng)景投射單元不斷地向幕布投射基于投射之前拍攝的20幀場(chǎng)景圖像所計(jì)算得到的局部場(chǎng)景圖像，從而避免了觀眾在觀看過(guò)程中受到前方行人或車(chē)輛遮擋的影響，為觀眾提供了去除了障礙物之后的前方清晰圖景。
[0149]與本應(yīng)用實(shí)施例類(lèi)似，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可廣泛利用于照明系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)而障礙物處于移動(dòng)狀態(tài)的其他類(lèi)似應(yīng)用場(chǎng)景中，其中障礙物可以是例如行人、跑過(guò)的動(dòng)物、經(jīng)過(guò)的車(chē)輛等，照明系統(tǒng)也可安裝于例如影院的影片放映機(jī)、體育場(chǎng)的照明燈柱等。
[0150]第三應(yīng)用實(shí)施例
[0151]下面來(lái)介紹本發(fā)明第三應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)施例。
[0152]在本應(yīng)用實(shí)施例中，游客在昏暗的樹(shù)林中用手電設(shè)備搜尋遺失的物品，前方的灌木叢等會(huì)影響游客的觀察。該手電設(shè)備中安裝有本發(fā)明中的照明系統(tǒng)，可執(zhí)行本發(fā)明中的照明方法。其中，該照明系統(tǒng)處于可移動(dòng)狀態(tài)中，而作為障礙物的灌木叢則處于靜止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)需要利用該照明系統(tǒng)執(zhí)行本發(fā)明中的照明方法來(lái)為游客提供去除了前方灌木叢之后的場(chǎng)景，避免障礙物對(duì)于游客視線的影響。
[0153]啟動(dòng)該照明系統(tǒng)后，校準(zhǔn)單元在場(chǎng)景拍攝單元和場(chǎng)景投射單元之間進(jìn)行視場(chǎng)校準(zhǔn)。游客可在上下、左右等平面方向上大范圍移動(dòng)手電設(shè)備，以使場(chǎng)景拍攝單元從多角度拍攝η幀前方的場(chǎng)景圖像，η的取值可以在照明系統(tǒng)中預(yù)置，例如為10，每幀場(chǎng)景圖像中包括較遠(yuǎn)處場(chǎng)景和近處的灌木叢。
[0154]照明系統(tǒng)中，場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元檢測(cè)出這10幀場(chǎng)景圖像中的背景運(yùn)動(dòng)，識(shí)別出手電設(shè)備(照明系統(tǒng))的行進(jìn)軌跡、方向、速度等數(shù)據(jù)?；谶@些數(shù)據(jù)，場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元中的對(duì)齊單元對(duì)第1-9幀場(chǎng)景圖像進(jìn)行立體變換，使它們與第10幀場(chǎng)景圖像實(shí)現(xiàn)內(nèi)容對(duì)齊。
[0155]場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元中的第一單元和第二單元基于這10幀場(chǎng)景圖像分別得到第10幀場(chǎng)景基線圖像和預(yù)測(cè)出第11幀場(chǎng)景基線圖像。場(chǎng)景基線圖像僅包括前方的原有真實(shí)場(chǎng)景而去除了灌木叢的遮擋。場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元中的第三單元基于10幀場(chǎng)景圖像預(yù)測(cè)出第11幀場(chǎng)景圖像中的灌木叢圖像。場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元中的第四單元計(jì)算出在第11幀場(chǎng)景圖像中將被灌木叢遮擋的局部場(chǎng)景圖像。然后，照明系統(tǒng)中的局部場(chǎng)景圖像處理單元對(duì)該局部場(chǎng)景圖形執(zhí)行一系列圖像處理。
[0156]照明系統(tǒng)中的場(chǎng)景投射單元將局部場(chǎng)景圖像投射到前方，將局部場(chǎng)景圖像在相應(yīng)位置上覆蓋到前方的灌木叢上，并在其余部分填充白色照明光。如果前方場(chǎng)景中有重要的指示路牌，場(chǎng)景投射單元還會(huì)將特殊標(biāo)識(shí)識(shí)別單元之前識(shí)別出的該路牌添加到該局部場(chǎng)景圖像中一同進(jìn)行投射。投射局部場(chǎng)景圖像后的場(chǎng)景中的灌木叢被局部場(chǎng)景圖像所覆蓋，為游客提供了前方真實(shí)場(chǎng)景而不會(huì)受到灌木叢的遮擋。
[0157]游客利用手電設(shè)備上的照明系統(tǒng)不斷循環(huán)執(zhí)行本發(fā)明中的該照明方法，這樣場(chǎng)景投射單元不斷地向前方投射基于投射之前拍攝的10幀場(chǎng)景圖像所計(jì)算得到的局部場(chǎng)景圖像，從而避免了游客在搜尋過(guò)程中受到前方障礙物遮擋的影響，為游客提供了去除了障礙物之后的前方場(chǎng)景，有可能更順利地尋找到遺失的物品。
[0158]與本應(yīng)用實(shí)施例類(lèi)似，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可廣泛利用于照明系統(tǒng)處于移動(dòng)狀態(tài)而障礙物處于靜止?fàn)顟B(tài)的其他類(lèi)似應(yīng)用場(chǎng)景中。
[0159]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開(kāi)的實(shí)施例描述的各示例的單元及方法步驟，能夠以電子硬件、或者計(jì)算機(jī)軟件和電子硬件的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來(lái)執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來(lái)使用不同方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。
[0160]所述功能如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷(xiāo)售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)原有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM, Random Access Memory)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
[0161]以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種照明方法，其特征在于，所述方法包括:場(chǎng)景拍攝步驟，拍攝η幀前方的場(chǎng)景圖像，其中η為大于I的整數(shù)；場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟，根據(jù)所述η幀場(chǎng)景圖像，預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像；以及場(chǎng)景投射步驟，將包括所述局部場(chǎng)景圖像的圖像投射到前方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟中，根據(jù)所述η幀場(chǎng)景圖像識(shí)別出自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，并基于所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和所述障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，通過(guò)比較所述η幀場(chǎng)景圖像并檢測(cè)其中的背景運(yùn)動(dòng)來(lái)識(shí)別所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)包括自身運(yùn)動(dòng)軌跡、各幀的自身運(yùn)動(dòng)方向、自身運(yùn)動(dòng)速度、自身運(yùn)動(dòng)姿態(tài)、自身位置中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，通過(guò)比較所述η幀場(chǎng)景圖像并檢測(cè)其中移動(dòng)的障礙物來(lái)識(shí)別所述障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述·的方法，其特征在于，所述障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)包括障礙物運(yùn)動(dòng)軌跡、各幀的障礙物運(yùn)動(dòng)方向、障礙物運(yùn)動(dòng)速度、障礙物運(yùn)動(dòng)姿態(tài)、障礙物位置中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟中，進(jìn)一步包括如下步驟:根據(jù)所述障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)合并η幀場(chǎng)景圖像中未被障礙物遮擋的部分，形成第η幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像；根據(jù)所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)第η幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像進(jìn)行變換，以預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像；根據(jù)所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和所述障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)第η幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像進(jìn)行變換，以預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像；以及根據(jù)第η+1幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像，計(jì)算第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟還包括一對(duì)齊步驟，根據(jù)所識(shí)別的所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)除了第η幀場(chǎng)景圖像之外的η-1幀場(chǎng)景圖像進(jìn)行立體變換，使得之前的η-1幀場(chǎng)景圖像與第η幀場(chǎng)景圖像實(shí)現(xiàn)內(nèi)容對(duì)齊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)步驟之后還包括一局部場(chǎng)景圖像處理步驟，對(duì)所述局部場(chǎng)景圖像進(jìn)行包括邊緣羽化、亮度處理、對(duì)比度處理、表面變形中至少一種的圖像處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述場(chǎng)景拍攝步驟之前，還包括一校準(zhǔn)步驟，將拍攝場(chǎng)景圖像的設(shè)備和進(jìn)行場(chǎng)景投射的設(shè)備之間進(jìn)行校準(zhǔn)，以保證拍攝和投射在有效范圍內(nèi)具有近似相同的視場(chǎng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，使用分光鏡來(lái)執(zhí)行所述校準(zhǔn)步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述場(chǎng)景拍攝步驟中，在近紅外光照射前方的情況下拍攝η幀場(chǎng)景圖像。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括所述局部場(chǎng)景圖像的圖像是將所述局部場(chǎng)景圖像覆蓋到對(duì)應(yīng)的所述障礙物圖像上而形成的。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括所述局部場(chǎng)景圖像的圖像是將所述局部場(chǎng)景圖像覆蓋到對(duì)應(yīng)的所述障礙物圖像上、并在其余部分填充照明光而形成的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述照明光包括照明圖像。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括一特殊標(biāo)識(shí)識(shí)別步驟，識(shí)別前方的特殊標(biāo)識(shí)，在所述場(chǎng)景投射步驟中，進(jìn)一步將所述特殊標(biāo)識(shí)添加到包括所述局部場(chǎng)景圖像的圖像中，一同進(jìn)行投射。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述場(chǎng)景拍攝步驟中的拍攝操作和所述場(chǎng)景投射步驟中的投射操作不同時(shí)進(jìn)行。
18.一種照明系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:一場(chǎng)景拍攝單元，用于拍攝η幀前方的場(chǎng)景圖像，其中η為大于I的整數(shù)；一場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元，用于根據(jù)所述η幀場(chǎng)景圖像，預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像；以及一場(chǎng)景投射單元，將包括所述局部場(chǎng)景圖像的圖像投射到前方。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元根據(jù)所述η幀場(chǎng)景圖像識(shí)別出自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，并基于所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和所述障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中 的障礙物圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元通過(guò)比較所述η幀場(chǎng)景圖像并檢測(cè)其中的背景運(yùn)動(dòng)來(lái)識(shí)別所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元通過(guò)比較η幀場(chǎng)景圖像并檢測(cè)其中移動(dòng)的障礙物來(lái)識(shí)別所述障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元進(jìn)一步包括如下單元:一第一單元:用于根據(jù)所述障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)合并η幀場(chǎng)景圖像中未被障礙物遮擋的部分，形成第η幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像；一第二單元:用于根據(jù)所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)第η幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像進(jìn)行變換，以預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像；一第三單元:用于根據(jù)所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和所述障礙物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)第η幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像進(jìn)行變換，以預(yù)測(cè)第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像；以及一第四單元:用于根據(jù)第η+1幀場(chǎng)景圖像的場(chǎng)景基線圖像和第η+1幀場(chǎng)景圖像中的障礙物圖像，計(jì)算第η+1幀場(chǎng)景圖像中被障礙物遮擋的局部場(chǎng)景圖像。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述場(chǎng)景預(yù)測(cè)單元進(jìn)一步包括一對(duì)齊單元，用于根據(jù)所述自身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)除了第η幀場(chǎng)景圖像之外的η-1幀場(chǎng)景圖像進(jìn)行立體變換，使得之前的η-1幀場(chǎng)景圖像與第η幀場(chǎng)景圖像實(shí)現(xiàn)內(nèi)容對(duì)齊。
24.根據(jù)權(quán)利要求18-23中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述照明系統(tǒng)還包括一局部場(chǎng)景圖像處理單元，用于對(duì)所述局部場(chǎng)景圖像進(jìn)行包括邊緣羽化、亮度處理、對(duì)比度處理、表面變形中至少一種的圖像處理。
25.根據(jù)權(quán)利要求18-23中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述照明系統(tǒng)還包括一校準(zhǔn)單元，用于在所述場(chǎng)景拍攝單元和所述場(chǎng)景投射單元之間進(jìn)行視場(chǎng)校準(zhǔn)，以保證拍攝和投射在有效范圍內(nèi)具有近似相同的視場(chǎng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述校準(zhǔn)單元包括分光鏡。
27.根據(jù)權(quán)利要求18-23中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述照明系統(tǒng)還包括一近紅外單元，用于在所述場(chǎng)景拍攝單元拍攝η幀場(chǎng)景圖像時(shí)向前方照射近紅外光。
28.根據(jù)權(quán)利要求18-23中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像投影單元還用于將所述局部場(chǎng)景圖像覆蓋到對(duì)應(yīng)的所述障礙物圖像上來(lái)形成包括所述局部場(chǎng)景圖像的圖像。
29.根據(jù)權(quán)利要求18-23中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像投影單元還用于將所述局部場(chǎng)景圖像覆蓋到對(duì)應(yīng)的所述障礙物圖像上、并在其余部分填充照明光來(lái)形成包括所述局部場(chǎng)景圖像的圖像。
30.根據(jù)權(quán)利要求18-23中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述照明系統(tǒng)還包括一特殊標(biāo)識(shí)識(shí)別單元，用于識(shí)別前方的特殊標(biāo)識(shí)，所述場(chǎng)景投射單元還用于將所述特殊標(biāo)識(shí)添加到包括所述局部場(chǎng)景圖像的圖像中，一同進(jìn)行投射。
31.根據(jù)權(quán)利要求18-23中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述照明系統(tǒng)中，所述場(chǎng)景拍攝單元所執(zhí)行的拍攝.操作和所述場(chǎng)景投射單元所執(zhí)行的投射操作不同時(shí)進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】H04N5/262GK103442179SQ201310359180
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】施偉, 杜琳, 潘磊 申請(qǐng)人:北京智谷睿拓技術(shù)服務(wù)有限公司