[发明专利]一种相邻三维实景模型间的自动调色方法

权利要求书

1.一种相邻三维实景模型间的自动调色方法，包括以下步骤：

步骤1.载入同一片区域的多个相邻的OSGB格式三维场景模型。

步骤2.获取模型正射图。正射图即正射投影生成的图像，正射投影又为正交投影，其视景体为长方体，投影物体的大小不会随视点与远平面之间的距离而变化，因此在俯视角度能较好地体现原物体的颜色属性。利用虚拟正交相机对场景快速扫描即可获取各模型的正射图。在正射生成过程中，需要有统一的比例尺及初始地理坐标，使得正射图的每一个像素点都有对应的地理坐标，因此可以通过重合的地理坐标提取出相邻模型之间的重叠区域。

步骤3.根据重叠区域的颜色分布差异计算出一个调色模板。每个模型本身都有着各自的色调，为了实现所有模型的色调一致，需要有一个调色模板来统一标准。本发明的调色模板用的是模型的重叠区域，因为重叠区域包含了相邻模型的颜色信息，所以将重叠区域的色调统一并作为调色模板是一个合适的选择。本发明在统一色调方面运用了颜色迁移理论，计算调色模板，并用其将一张图像的色调应用到另一张图像上。主要步骤为：1)将步骤2提取的两个模型正射图重叠区域作为输入，一张标记为原图像，另一张记为目标图像；2)将原图像和目标图像由rgb空间转为lαβ空间；3)计算原图像和目标图像均值和标准差；4)在lαβ空间，对各像素点计算各通道值，方法为：原值减去自身均值后乘以标准差比值(目标图像的标准差除以原图像的标准差)，再将相乘结果加上目标图像均值后赋值给输出图像；5)将输出图像由lαβ空间转为rgb空间，得到此重叠区域的调色模板。需要指出的是，一个模型在使用调色模板进行调色时，都是以该模型的正射图重叠区域作为原图像，以这个调色模板对应的另一个模型的正射图重叠区域作为目标图像的。

步骤4.根据调色模板对模型整体调色。由于一个模型可能会和多个模型有重叠区域，本发明针对不同的重叠情况制定了相应的调色算法。如图3所示的模型重叠示意图，若只有两个模型，如图3-Ⅲ(单重叠)，直接使用步骤3所述的方法对它们分别进行调色。如果有三个模型，如图3-I(三重叠)和图3-Ⅱ(双重叠)是最常见的重叠情况，本发明以图3-I为基本情况去实现调色算法，并将图3-Ⅱ作为图3-Ⅰ的一种附属情况进行处理。

2.如权利要求1所述的一种支持多个重叠情况的相邻三维实景模型间的自动调色方法，其特征在于：步骤4所述的使用调色模板进行模型调色的流程，如果是三重叠的情况，对每一个模型都采样如下步骤(不妨称其中一个模型为模型B，其余两个为模型A和模型C)：对于模型B而言，区域①是模型A和模型B相交但不包含模型C的区域，区域②是模型C和模型B相交但不包含模型A的区域，区域③是模型B中不被模型A和模型C覆盖的区域，区域④是模型A、模型B和模型C都相交的区域。区域①和区域②对应的纹理图像上的像素点分别根据调色模板T1和T2完成调色，区域③和区域④则需要根据区域上各点到①和②的距离对应用模板T1、T2后的值进行权重分配。以区域③为例进行说明(区域④方法同区域③)，具体步骤为：[1]根据步骤3，将T1色调应用到区域③，调色后的区域③记为T_1-3；将T2的色调应用到区域③，调色后的区域③记为T_2-3；[2]遍历区域③像素点，根据像素和坐标位置的映射关系计算区域③到区域①的最长距离d1_max，同样计算区域③到区域②的最长距离d2_max；[3]对区域③上任意一点p，计算p到区域①的距离d1，p到区域②的距离d2；则p点最终的像素值计算公式为：

其中P_p是p点的输出像素值，P_T1-3是p点在色调为T_1-3下的输出像素值，P_T2-3是p点在色调为T_2-3下的输出像素值。对于模型A，也像模型B一样，使用调色模板T1和T3进行分区域的调色。对于模型C，也像模型B一样，使用调色模板T2和T3进行分区域的调色。步骤4所述的使用调色模板进行模型调色的流程，如果重叠情况为双重叠时，则只计算调色模板T1和T2，步骤对模型B的调色方法保持不变，但步骤对模型A的调色改为将调色模板T1应用到模型A的所有纹理图像上，对模型C的调色改为将调色模板T2应用到模型C的所有纹理图像上。