點(diǎn)的顏色信息,因此前景像素點(diǎn)的權(quán)重計(jì)算函數(shù) 和背景像素點(diǎn)有著本質(zhì)區(qū)別。目標(biāo)像素點(diǎn)P的前景像素點(diǎn)m相對(duì)于目標(biāo)像素點(diǎn)p的權(quán)重值 Bf(p,m)通過式⑷確定:
[0102] (4)式通過一個(gè)高斯函數(shù)來作為前景像素點(diǎn)m權(quán)重值Bf(p,m)的主要計(jì)算依據(jù),該 高斯函數(shù)使得前景像素點(diǎn)m相對(duì)于其彌散圈內(nèi)的其他像素點(diǎn)的權(quán)重值由彌散圈中心往彌 散圈邊緣呈遞減的趨勢(shì),遞減的速率受前景像素點(diǎn)的彌散圈直徑值的影響,前景像素點(diǎn)的 彌散圈直徑值越大,遞減速率越慢;其中,d(p,m)為像素點(diǎn)p和m之間的距離;σ (m)的取 值為像素點(diǎn)m的彌散圈直徑的三分之一,即,
:;當(dāng)前景像素點(diǎn)位于聚焦平 面時(shí),其彌散圈直徑為0,因此s (m)值也為0,權(quán)重值的遞減速率趨于無窮大,等價(jià)于它對(duì) 其他像素的權(quán)重值均遞減到〇,所以位于聚焦平面的前景像素不具備影響其他像素的能力, 保證了聚焦平面維持原始的清晰效果。對(duì)于遠(yuǎn)離聚焦平面的前景像素而言,其權(quán)重值分布 遞減緩慢,因此只要目標(biāo)像素位于其彌散圈內(nèi),即使目標(biāo)像素位于聚焦平面,也會(huì)受到該前 景像素的影響,從而保證了前景像素的顏色信息能夠擴(kuò)散到聚焦平面上;
[0103] (4)式中,cf為依據(jù)采樣域大小所確定的常量,可以根據(jù)所要獲得的圖像模糊程度 進(jìn)行調(diào)整;S (p,m)為采樣函數(shù),其取值如式(5)所示:
[0105] 采樣函數(shù)δ (p,m)的取值同樣對(duì)前景像素的權(quán)重值產(chǎn)生影響,當(dāng)目標(biāo)像素點(diǎn)和前 景像素點(diǎn)的距離小于前景像素的彌散圈直徑值時(shí),S (p,m)值為1,否則δ (p,m)值為〇。這 保證了前景像素只會(huì)影響到位于其彌散圈內(nèi)的其他像素。
[0106] 該步驟中,根據(jù)所述像素點(diǎn)的采樣域內(nèi)所述像素點(diǎn)的前景像素點(diǎn)和背景像素點(diǎn)的 顏色信息確定所述像素點(diǎn)的顏色信息,具體包括:
[0107] 將目標(biāo)像素點(diǎn)采樣域內(nèi)所述目標(biāo)像素點(diǎn)的所有前景像素點(diǎn)和所有背景像素點(diǎn)的 顏色信息乘以各自的權(quán)重值,將計(jì)算結(jié)果累加之后,再與目標(biāo)像素點(diǎn)的顏色信息相加,之 后,將最終計(jì)算結(jié)果除以所有權(quán)重值總和,將得到的結(jié)果作為目標(biāo)像素點(diǎn)的顏色信息;其 中,顏色信息是指像素點(diǎn)的RGB值;
[0108] 下面仍然以目標(biāo)像素點(diǎn)p為例,對(duì)目標(biāo)像素點(diǎn)p的顏色信息的確定方法進(jìn)行詳細(xì) 介紹;
[0109] 具體的,目標(biāo)像素點(diǎn)p的顏色信息Cf(p)通過下式確定:
[0111] 其中,η代表點(diǎn)p的采樣域Ω (P)內(nèi)任意一個(gè)像素點(diǎn)(包括點(diǎn)p的前景像素點(diǎn)、點(diǎn) Ρ的背景像素點(diǎn)及點(diǎn)Ρ本身);Β(ρ, η)表示點(diǎn)η相對(duì)于點(diǎn)ρ的權(quán)重值A(chǔ)Oi)代表點(diǎn)η的顏 色信息;其中,目標(biāo)像素點(diǎn)Ρ的權(quán)重值的確定方式與目標(biāo)像素點(diǎn)Ρ的前景像素點(diǎn)的權(quán)重值確 定方式相同,即,目標(biāo)像素點(diǎn)Ρ的權(quán)重值Β(ρ,ρ)通過以下方式確定:
[0113] 其中,d(p, ρ)為像素點(diǎn)ρ和ρ之間的距離,取值為0 ; σ (ρ)的取值為像素點(diǎn)ρ的 彌散圈直徑的三分之一,即,
;cf為常量;δ (ρ,ρ)為采樣函數(shù),其取值如 下式所示:
[0115] 其中,DCoC(p)為目標(biāo)像素點(diǎn)ρ的彌散圈直徑。
[0116] 當(dāng)確定目標(biāo)圖像中的每一個(gè)像素點(diǎn)的顏色信息之后,依據(jù)所述確定的顏色信息對(duì) 各個(gè)像素點(diǎn)的顏色進(jìn)行設(shè)置,這樣,就生成了景深渲染后的圖像;
[0117] 本發(fā)明實(shí)施例提供的方案,通過將目標(biāo)像素點(diǎn)采樣域內(nèi)的像素點(diǎn)區(qū)分為前景像素 點(diǎn)和背景像素點(diǎn),能夠還原自然界景深渲染圖像生成過程中背景區(qū)域被遮擋、前景區(qū)域能 擴(kuò)散的特性。利用不同像素點(diǎn)的彌散圈直徑值作為該像素點(diǎn)權(quán)重計(jì)算過程中的一個(gè)重要依 據(jù),根據(jù)聚焦平面彌散圈直徑為〇的特性截?cái)嗔吮尘跋袼攸c(diǎn)往聚焦平面的擴(kuò)散,也防止了 聚焦平面上的像素點(diǎn)被其他像素點(diǎn)所聚合;同時(shí),模糊后的前景和背景的交界處過分銳利 的人工痕跡也得到了解決,這主要利用了高斯函數(shù)作為權(quán)重值計(jì)算函數(shù)帶來的平滑衰減而 產(chǎn)生柔化邊緣的效果。
[0118] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種景深渲染裝置,如圖3所示,所述裝置包括:最大彌散圈 直徑確定模塊31、采樣域確定模塊32及顏色信息確定模塊33 ;其中,
[0119] 所述最大彌散圈直徑確定模塊31,用于確定目標(biāo)圖像的最大彌散圈直徑;
[0120] 所述采樣域確定模塊32,用于根據(jù)目標(biāo)圖像的最大彌散圈直徑確定各個(gè)像素點(diǎn)的 采樣域;
[0121] 所述顏色信息確定模塊33,用于對(duì)目標(biāo)圖像中的每一個(gè)像素點(diǎn)執(zhí)行以下處理:確 定所述像素點(diǎn)的采樣域內(nèi)所述像素點(diǎn)的前景像素點(diǎn)和背景像素點(diǎn)的的權(quán)重值,根據(jù)所述像 素點(diǎn)的前景像素點(diǎn)和背景像素點(diǎn)的權(quán)重值和顏色信息確定所述像素點(diǎn)的顏色信息。
[0122] 具體的,所述最大彌散圈直徑確定模塊31用于通過以下方式確定目標(biāo)圖像的最 大彌散圈直徑:
[0123] 確定目標(biāo)圖像中各個(gè)像素點(diǎn)的彌散圈直徑,將所確定的各個(gè)像素點(diǎn)的彌散圈直徑 的最大值確定為目標(biāo)圖像的最大彌散圈直徑。
[0124] 其中,所述最大彌散圈直徑確定模塊31還通過以下方式確定目標(biāo)圖像中像素點(diǎn)p 的彌散圈直徑:
[0126] 其中,DCoC(p)為像素點(diǎn)p的彌散圈直徑;depth(p)為像素點(diǎn)p和透鏡之間的距 離;f d為聚焦平面和透鏡之間的距離;f為透鏡焦點(diǎn)和透鏡之間的距離;D為透鏡的直徑大 小。
[0127] 具體的,所述最大彌散圈直徑確定模塊31還用于在[8,32]像素范圍內(nèi)選定所述 最大彌散圈直徑;其中,可以根據(jù)實(shí)際需要將最大彌散圈直徑設(shè)置為[8,32]像素范圍內(nèi)的 任意值;優(yōu)選的,可以將最大彌散圈直徑設(shè)置為16。
[0128] 具體的,所述采樣域確定模塊32用于根據(jù)以下方式確定各個(gè)像素點(diǎn)的采樣域:
[0129] 將各個(gè)像素點(diǎn)的采樣域設(shè)置為以各個(gè)像素點(diǎn)為圓心,并以目標(biāo)圖像的最大彌散圈 直徑作為直徑的圓形域。
[0130] 具體的,所述像素點(diǎn)的前景像素點(diǎn)為所述像素點(diǎn)的采樣域內(nèi)相對(duì)于目標(biāo)像素點(diǎn)靠 近視點(diǎn)的像素點(diǎn);所述像素點(diǎn)的背景像素為所述像素點(diǎn)的采樣域內(nèi)相對(duì)于目標(biāo)像素點(diǎn)遠(yuǎn)離 視點(diǎn)的像素點(diǎn)。
[0131] 進(jìn)一步的,所述顏色信息確定模塊33具體用于通過以下方式確定目標(biāo)像素點(diǎn)p的 背景像素點(diǎn)q的權(quán)重值B b (p,q):
[0133] 其中,cb為常量;maxDCoC為最大彌散圈直徑;DCoC(p)為目標(biāo)像素點(diǎn)p的彌散圈 直徑值;δ (p, q)為采樣函數(shù),其取值為:
[0135] 其中,d(p,q)為目標(biāo)像素點(diǎn)p和目標(biāo)像素點(diǎn)p的背景像素點(diǎn)q之間的距離, DCoC(q)為所述背景像素點(diǎn)q的彌散圈直徑;
[0136] 所述顏色信息確定模塊33還用于通過以下方式確定目標(biāo)像素點(diǎn)p的前景像素點(diǎn) m的權(quán)重值Bf (p, m):
[0138] 其中,d (p, m)為像素點(diǎn)p和m之間的距離;〇 (m)的取值為像素點(diǎn)m的彌散圈直徑 的三分之一,即,
cf為常量j (P,m)為采樣函數(shù),其取值下式所示:
[0140] 其中,DCoC(m)為目標(biāo)像素點(diǎn)p的前景像素點(diǎn)m的彌散圈直徑。
[0141] 具體的,所述顏色信息確定模塊33用于通過以下方式確定所述像素點(diǎn)的顏色信 息:
[0143] 其中,Cf(p)代表像素點(diǎn)p的顏色信息;η代表像素點(diǎn)p的采樣域Ω (p)內(nèi)任意一 個(gè)像素點(diǎn)(包括點(diǎn)Ρ的前景像素點(diǎn)、點(diǎn)Ρ的背景像素點(diǎn)及點(diǎn)Ρ本身);Β(ρ, η)表示點(diǎn)η相對(duì) 于點(diǎn)Ρ的權(quán)重值(η)代表點(diǎn)η的顏色信息;其中,目標(biāo)像素點(diǎn)ρ的權(quán)重值的確定方式與 目標(biāo)像素點(diǎn)Ρ的前景像素點(diǎn)的權(quán)重值確定方式相同,即,目標(biāo)像素點(diǎn)Ρ的權(quán)重值Β(ρ,ρ)通 過以下方式確定:
[0145] 其中,d(p, ρ)為像素點(diǎn)ρ和ρ之間的距離,取值為0 ; σ (ρ)的取值為像素點(diǎn)ρ的 彌散圈直徑的三分之一,即
;cf為常量;δ (ρ,ρ)為采樣函數(shù),其取值如 下式所示:
[0147] 其中,DCoC(p)為目標(biāo)像素點(diǎn)p的彌散圈直徑。
[0148] 即,將目標(biāo)像素點(diǎn)采樣域內(nèi)所述目標(biāo)像素點(diǎn)的所有前景像素點(diǎn)、所有背景像素點(diǎn) 及目標(biāo)像素點(diǎn)的顏色信息乘以各自的權(quán)重值,將計(jì)算結(jié)果累加之后,再與目標(biāo)像素點(diǎn)的顏 色信息相加,之后,將最終計(jì)算結(jié)果除以所有權(quán)重值總和,將得到的結(jié)果作為目標(biāo)像素點(diǎn)的 顏色信息。
[0149] 在具體實(shí)施過程中,上述最大彌散圈直徑確定模塊31、采樣域確定模塊32、顏 色信息確定模塊33可以由圖像處理裝置內(nèi)的中央處理器(CPU, Central Processing Unit)、微處理器(MPU,Micro Processing Unit)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP,Digital Signal Processor)或可編程邏輯陣列(FPGA,F(xiàn)ield - Programmable Gate Array)來實(shí)現(xiàn)。
[0150] 本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白,本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序 產(chǎn)品。因此,本發(fā)明可采用硬件實(shí)施例、軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形 式。而且,本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用