(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210991335.9 (22)申请日 2022.08.18 (71)申请人 河海大学 地址 210000 江苏省南京市 鼓楼区西康路1 号 (72)发明人 夏岭　刘小峰　张婷婷　李杰　 顾永辉　肖楠　 (74)专利代理 机构 江苏圣典律师事务所 32 237 专利代理师 胡建华 (51)Int.Cl. H04N 17/00(2006.01) H04N 5/355(2011.01) H04N 5/235(2006.01) H04N 5/232(2006.01) G06T 5/50(2006.01)G06T 5/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于全 景照度测量的HDR全 景图亮度新 型校准方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于全景照度测量的HDR 全景图亮度新型校准方法： 包括： 在待测位置采 用照度计进行测量并计算出全景照度数值； 在待 测位置使用图像采集设备拍摄并合成照明空间 的高动态范围HDR全景图像， 得到未经过亮度校 准的HDR全景图像； 对未经过亮度校准的HDR全景 图像利用球谐函数分解法计算出全 景照度值； 计 算HDR全景图像的亮度校准系数； 将亮度校准系 数应用到 未经过亮度校准的HDR全景图像上得到 像素的真实亮度值。 本发明所提出的亮度测量方 法操作简单， 无需昂贵的专业设备。 正四面体照 度计与HDR全景拍摄系统的共同搭建与算法合成 还可以达到对所拍摄HDR全景图像亮度的实时校 准的功能， 对照明空间中的光质量评估有着较大 的意义。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115379203 A 2022.11.22 CN 115379203 A 1.一种基于全景照度测量的HDR全景图亮度新型校准方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 步骤1， 在待测位置采用照度计进行测量并计算出全景照度数值E； 步骤2， 在待测位置使用图像采集设备拍摄并合成照明空间的高动态范围HDR全景图 像， 得到未 经过亮度校准的HDR全景图像； 步骤3， 对未经过亮度校准的HDR全景图像利用球谐函数分解法计算出全景照度值 Ewithout‑calibra； 步骤4， 对比步骤1中得到的全景照度数值E和步骤3中得到的全景照度值Ewithout‑calib， 计 算HDR全景图像的亮度校准系数k； 步骤5， 将步骤4中计算得到的亮度 校准系数k应用到未经过亮度 校准的HDR全景图像上 得到像素的真实亮度值； 其中， 步骤1至步骤3为对全景照度测量的步骤， 步骤4至步骤5为对全景HDR像素亮度 校 准的步骤。 2.根据权利要求1所述的一种基于全景照度测量的HDR全景图亮度新型校准方法， 其特 征在于， 步骤1中所述的采用照度计进 行测量的方式为正四面体法， 测量得到待测位置四个 方向的照度值， 具体方法包括： 在所述待测位置， 采用四个照度计按正四面体方式排布， 并测量 四个面方向上的照度； 或在在所述待测位置， 采用照度计， 按正四面体的四个方向分别测量照度。 3.根据权利要求2所述的一种基于全景照度测量的HDR全景图亮度新型校准方法， 其特 征在于， 步骤1中所述的全景照度E的计算方法包括： E＝(E1+E2+E 3+E4)/4 其中， E1， E2， E 3,E4分别为 步骤1中所述的测量得到的待测位置四个方向的照度值。 4.根据权利要求3所述的一种基于全景照度测量的HDR全景图亮度新型校准方法， 其特 征在于， 步骤2中所述在待测位置使用图像采集设备拍摄的方法， 包括以下步骤： 步骤2‑1， 所述图像采集设备为全景相机时， 通过确定低动态范围LDR图片的不同的曝 光度， 光圈以及焦距参数， 拍摄一组不同曝光的LDR全景图片序列； 所述图像采集设备为普 通相机时， 通过确定光圈和焦距参数， 并使用相机云台拍摄涵盖整个场景不同角度下不同 曝光度下的照片； 步骤2‑2， 所述图像采集设备为全景相机时， 直接合成HDR全景图像； 所述图像采集设备 为普通相机时， 先将照片合成为HDR图片， 再合成HDR全景图像。 5.根据权利要求4所述的一种基于全景照度测量的HDR全景图亮度新型校准方法， 其特 征在于， 步骤3中所述的利用球谐函数分解法计算出全景照度值的方法， 包括如下步骤： 步骤3‑1， 计算HDR全景图像的像素亮度； 步骤3‑2， 计算HDR全景图像的全景照度。 6.根据权利要求5所述的一种基于全景照度测量的HDR全景图亮度新型校准方法， 其特 征在于， 步骤3 ‑1中所述计算HDR全景图像的像素亮度， 方法包括： 使用Y通道分量计算HDR全景图像 每个像素的亮度值： L＝179*(0.2127R+0.7151G+0.072 2B) 式中， L表示HDR全景 图像每个像素的亮度值， R为HDR全景图像中红色分量的数值； G表权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115379203 A 2示HDR全景图像中绿色 分量的数值； B为HDR全景图像中蓝色 分量的数值。 7.根据权利要求6所述的一种基于全景照度测量的HDR全景图亮度新型校准方法， 其特 征在于， 步骤3 ‑2中所述计算HDR全景图像的全景照度， 方法包括： 对所述未经过亮度校准的HDR全景图像中的像素值在空间中的分布情况采用球谐函数 表达式 进行分解， 即： 式中， 是系数， 是球谐基函数， l代表球谐函数的阶数， 每一阶包含2l +1个基 函数， m表示每一个阶下的基函数 下标； 零阶分量共 包含一个基函数； 每幅HDR全景图在拍摄点的全景照度值与其三维亮度分布的球谐函数分解式中的零阶 分量有如下关系， 即： 其中， d(L0)为HDR全景图亮度分布用球谐函数表达式分解后的零阶分量系数绝对值。 8.根据权利要求7所述的一种基于全景照度测量的HDR全景图亮度新型校准方法， 其特 征在于， 步骤4中所述计算HDR全景图像的亮度校准系数k的方法为： k＝E/Ewithout‑calibrati 其中， E为步骤1中得到的全景照 度数值， Ewithout‑calibration为步骤3中得到的HDR全景照 度 值， k为HDR全景图像的亮度校准系数。 9.根据权利要求8所述的一种基于全景照度测量的HDR全景图亮度新型校准方法， 其特 征在于， 步骤5中所述的将步骤4中计算得到的亮度校准系数k应用到未经过亮度校准的HDR 全景图像上 得到像素的真实亮度值的方法为： LT＝k*179*(0.2127R+0.7151G+0.072 2B) 其中， LT为像素的真实亮度值。 10.根据权利要求9所述的一种基于全景照度测量的HDR全景图亮度新型校准方法， 其 特征在于， 步骤3 ‑1中所述HDR全景图像每个像素的亮度值L的单位为cd/m2； 步骤5中所述的 像素的真实亮度值单位 为cd/m2。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115379203 A 3