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专利号: 2020103376233
申请人: 广西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种可优化视觉遮挡场景的光场绘制的方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)定义遮挡概率模型:采用7维的全光函数F(x,y,z,θ,φ,λ,t)描述在时间t,相机捕获场景的位置(x,y,z)和方向(θ,φ),在一个静止的场景中,假定光线传输为均匀分布,那么可把7维的全光函数简化成5维全光函数,即F(x,y,z,θ,φ),则相机捕获场景信息时遮挡覆盖的区域定义为函数A(x,y,z,θ,φ)表示,遮挡物体所占视觉的覆盖区域,用函数B(x,y,z,θ,φ)表示,其中,(x,y,z)表示相机的空间位置,(θ,φ)表示相机的方向,那么遮挡程度s(x,y,z,θ,φ)可表示为公式(1):

2)用遮挡数学模型描述遮挡大小随着相机位置和方向变化:选择5维全光函数中2维位置(x,z)和1维方向θ,即得到3维光场F(x,z,θ),给定一个相机,当相机的方向没有旋转和固定不变的时候,改变相机的位置(x),遮挡程度近似是一个高斯函数为公式(2):其中,o(x)是遮挡因子,当的x≥0时候,有o(x)=1表示没有遮挡,当x<0的时候,有o(x)=0表示完全遮挡,x0表示遮挡物体的中心;

当相机移动的距离为相机与物体之间的距离z的时候,遮挡程度近似是一个指数函数,可写为公式(3):z

p(z)=o(κ-z)a (3),

这里0<a<1且a由遮挡物体的大小决定;

当旋转相机方向的时候,遮挡程度函数可写为公式(4):

这里θ0是相机方向没有旋转的角度;

3)计算概率密度函数:当相机的位置和方向同时变化的时候,遮挡概率密度函数可写为公式(5):p(x,z,θ)=∠(x,z,θ,∑) (5),

这里∠(·)是逻辑函数,它可以表示为公式(6):

定义一个可见重化函数如公式(7):

u=[u(x,z,θ)],(x,z,θ)∈R (7),

其中,u(x,z,θ)=1表示可见,u(x,z,θ)=0表示不可见,那么给定一个相机参数c=[(x,z,θ)],(x,z,θ)∈R,相机位置和方向的可见度概率密度函数可以写为p(u|c),在这种情况下,相机可见度的概率密度函数p(u|c)可以写为公式(8):p(u|c)=∠(x,z,θ,∑) (8),

此外,根据条件概率密度函数性质,给定一个相机参数的情况下的遮挡概率函数可为公式(9):

4)描述视觉遮挡随着相机的位置变量中的左右移动变量(x)的变化规律:视觉遮挡随着相机的位置变量中的左右移动变量(x)的变化规律呈现近似高斯函数,即:给定一个存在遮挡的场景,被遮挡的物体长度是L2,遮挡物体的长度是L1,观察位置到车的距离是d1、到墙的距离是d2,那么遮挡的评分大小可写为公式(10):这里,G1是被遮挡物体表面几何形状,G2是遮挡物体表面几何形状,O(x,z,θ)是遮挡计算函数,表达式为公式(11):这里Δd=d2-d1,当相机移到物体中心x=x0,以及相机方向没有旋转θ=0的时候,遮挡评分是最大的,即如公式(12)所示:这个情况下,遮挡是最大的 ,那么遮挡概率函数如公式(13)所示:最后,给定一个相机的位置和方向都发生变化的时候,遮挡评分和隐含层之间的联合概率如公式(14)所示:两层之间的权重参数更新,即lth隐含层和(l+1)th隐含层之间的计算如下如公式(15)、(16)和(17)所示:p(uL_1,uL,s(x,zopt,θ)L)=exp(uL-1TWL-1uL+(sL-1(x,zopt,θ))TuL-1) (17),采用公式(15)、(16)和(17)的迭代运算,可以更新两层之间权重和遮挡评分参数。