图像生成方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本公开实施例涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像生成方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.广角相机，指的是视角大于180
°
的相机，主要分为面镜相机与透镜相机。由于要将超过180
°
的内容放入尺寸有限的图像中，靠近边缘的图像会产生不同程度的形状扭曲，成为畸变。
3.在三维电影制作与深度学习数据生成等行业中，视需求的不同(如希望制作一段广角相机的视频，深度学习需要广角相机图像作为训练数据)，可能需要大量的带有畸变效果的图像。因此，能够快速的获取到畸变效果的图像显得尤为重要。


技术实现要素：

4.本公开实施例提供一种图像生成方法、装置、设备及存储介质，可以快速的生成具有畸变效果的图像，且可以提高图像畸变效果的真实性。
5.第一方面，本公开实施例提供了一种图像生成方法，包括：
6.获取三维虚拟场景的初始3d点及光照信息；
7.将所述初始3d点沿设定方向平移，获得目标3d点；
8.基于所述目标3d点和所述光照信息生成目标畸变图像。
9.第二方面，本公开实施例还提供了一种图像生成装置，包括：
10.初始3d点获取模块，用于获取三维虚拟场景的初始3d点及光照信息；
11.目标3d点获取模块，用于将所述初始3d点沿设定方向平移，获得目标3d点；
12.目标畸变图像生成模块，用于基于所述目标3d点和所述光照信息生成目标畸变图像。
13.第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
14.一个或多个处理装置；
15.存储装置，用于存储一个或多个程序；
16.当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理装置执行，使得所述一个或多个处理装置实现如本公开实施例所述的图像生成方法。
17.第四方面，本公开实施例还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理装置执行时实现如本公开实施例所述的图像生成方法。
18.本公开实施例公开了一种图像生成方法、装置、设备及存储介质。获取三维虚拟场景的初始3d点及光照信息；将初始3d点沿设定方向平移，获得目标3d点；基于目标3d点和光照信息生成目标畸变图像。本公开实施例提供的图像生成方法，将三维虚拟场景中的3d点沿设定方向进行平移，基于平移后的3d点和光照信息生成目标畸变图像，可以快速的生成具有畸变效果的图像，且可以提高图像畸变效果的真实性。
附图说明
19.图1是本公开实施例中的一种图像生成方法的流程图；
20.图2是本公开实施例中的一种图像生成装置的结构示意图；
21.图3是本公开实施例中的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
22.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
23.应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。
24.本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
25.需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
26.需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
27.本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
28.在三维电影制作与深度学习数据生成等行业，是需求的不同需要生成带有畸变效果的图像或者视频。
29.现有技术中，模拟相机畸变的方法有如下两种：一、对图像的像素进行处理，使图像的内容按照畸变的形式进行相应变化，得到有畸变效果的图像。二、对场景中需要渲染的物品，使物品的形状按照畸变的形式进行相应变化，再经过渲染得到拥有畸变效果的图像。
30.方法一仅对普通相机拍摄所得的图像进行后处理，速度较快，也可用于真实场景的畸变模拟。但是广角相机对入射光线进行了扭曲，往往能拍摄到普通相机无法拍摄到的内容，这部分内容无法通过后处理的手段进行还原，因此方法一存在信息的丢失，无法完美模拟相机的畸变。
31.方法二则可以将原本相机无法拍摄到的物品表面，通过形变“移动”到相机可以拍摄到的位置，可以真实还原广角相机拍摄的内容。但是方法二由于修改了物品的形状，导致物品在渲染时无法维持原有的光照信息。
32.图1为本公开实施例一提供的一种图像生成方法的流程图，本实施例可适用于生成具有畸变效果的图像的情况，该方法可以由图像生成装置来执行，该装置可由硬件和/或软件组成，并一般可集成在具有图像生成功能的设备中，该设备可以是服务器、移动终端或服务器集群等电子设备。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：
33.s110，获取三维虚拟场景的初始3d点及光照信息。
34.其中，初始3d点可以是构成三维虚拟场景中各物体的网格点。光照信息可以理解为光照纹理信息，可以包括光源的位置信息及三维虚拟场景中各物体的表面纹理信息。具体的，可以通过三维建模引擎，获得初始3d点在相机坐标系下的位置信息及光照信息。其中，初始3d点在相机坐标系下的位置信息由三维坐标(x，y，z)表示，光源的位置信息同样可以由三维坐标(x，y，z)表示。
35.s120，将初始3d点沿设定方向平移，获得目标3d点。
36.其中，设定方向可以是与相机投影平面垂直且远离所述相机光心的方向，即可以是z轴的正方向。具体的，首先需要确定各个初始3d点的偏移量，然后将各初始3d点沿z轴正方向偏移该偏移量。
37.本实施例中，将初始3d点沿设定方向平移，获得目标3d点的方式可以是：获取初始3d点在相机坐标系中的位置信息；基于位置信息确定第一偏移量；将初始3d点沿设定方向偏移第一偏移量。
38.其中，将初始3d点沿设定方向偏移第一偏移量可以理解为：初始3d点的x坐标和y坐标保持不变，z坐标值累加第一偏移量。假设第一偏移量为
△
z，则目标3d点的坐标为(x，y，z+
△
z)。本实施例中，基于初始3d点的位置信息确定第一偏移量，使得各初始3d点对应的偏移量不同，从而使得各初始3d点投影至二维平面而不重叠，从而避免渲染二维图像时的深度冲突。
39.具体的，基于位置信息确定第一偏移量的方式可以是：根据位置信息确定初始3d点距离相机光心的距离；基于相机参数确定偏移系数；根据偏移系数和初始3d点距离相机光心的距离确定第一偏移量。
40.其中，根据位置信息确定初始3d点距离相机光心的距离可以由如下公式表示：相机参数ξ可以是相机面镜参数，可以从相机的配置信息中获取到。具体的，根据偏移系数和初始3d点距离相机光心的距离确定第一偏移量可以是：将偏移系数和初始3d点距离相机光心的距离相乘，获得第一偏移量，可以表示为如下公式：δz＝ξ|χ1|。本实施例中，基于初始3d点的位置信息和相机参数确定第一偏移量，可以提高确定第一偏移量的速度。
41.s130，基于目标3d点和光照信息生成目标畸变图像。
42.具体的，基于目标3d点和光照信息生成目标畸变图像的方式可以是：基于光照信息将目标3d点渲染为二维图像，获得目标畸变图像。
43.本实施例中，可以通过设定三维引擎基于光照信息将目标3d点渲染为二维图像，即将目标3d点和光照信息输入设定三维引擎中，输出目标畸变图像。其中，设定三维引擎可以是现有任意的三维引擎，此处不做限定。本实施例中，基于光照信息将目标3d点渲染为二维图像，可以提高生成的目标畸变图像的显示效果。
44.可选的，基于目标3d点和光照信息生成目标畸变图像的方式可以是：将光源沿设定方向平移，获得平移后的光照信息；基于目标3d点和平移后的光照信息生成目标畸变图像。
45.其中，设定方向可以是与相机投影平面垂直且远离所述相机光心的方向，即可以
是z轴的正方向。具体的，首先需要确定光源的偏移量，然后将光源沿z轴正方向偏移该偏移量。本实施例中，将基于目标3d点和平移后的光照信息生成目标畸变图像，可以在一定程度上降低阴影失真，使得渲染出的目标畸变图像与原场景中的光照信息接近。
46.具体的，将光源沿设定方向平移的方式可以是：获取光源在相机坐标系中的位置信息；基于位置信息确定第二偏移量；将光源沿设定方向偏移第二偏移量。
47.其中，将光源沿设定方向偏移第二偏移量可以理解为：光源的x坐标和y坐标保持不变，z坐标值累加第二偏移量。假设第一偏移量为
△
z，则平移后的光源的坐标为(x，y，z+
△
z)。本实施例中，基于光源的位置信息确定第二偏移量，可以在一定程度上降低阴影失真，使得渲染出的目标畸变图像与原场景中的光照信息接近。
48.具体的，基于位置信息确定第二偏移量的方式可以是：根据位置信息确定光源距离相机光心的距离；基于相机参数确定偏移系数；根据偏移系数和光源距离相机光心的距离确定第二偏移量。
49.其中，根据位置信息确定光源距离相机光心的距离可以由如下公式表示：相机参数ξ可以是相机面镜参数，可以从相机的配置信息中获取到。具体的，根据偏移系数和光源距离相机光心的距离确定第二偏移量可以是：将偏移系数和光源距离相机光心的距离相乘，获得第二偏移量，可以表示为如下公式：δz＝ξ|χ2|。本实施例中，基于光源的位置信息和相机参数确定第二偏移量，可以提高确定第二偏移量的速度。
50.本实施例中，生成的目标畸变图像可以应用于三维电影制作及深度学习的训练等应用场景中。具体的，在获得目标畸变图像之后，可以将多张目标畸变图像进行拼接，获得具有广角相机拍摄效果的视频。或者，将目标畸变图像作为样本数据训练神经网络。示例性的，假设要训练一具有矫正畸变功能的神经网络，则可以将目标畸变图像和原始图像作为数据对，以对神经网络进行训练。
51.本公开实施例的技术方案，获取三维虚拟场景的初始3d点及光照信息；将初始3d点沿设定方向平移，获得目标3d点；基于目标3d点和光照信息生成目标畸变图像。本公开实施例提供的图像生成方法，将三维虚拟场景中的3d点沿设定方向进行平移，基于平移后的3d点和光照信息生成目标畸变图像，可以快速的生成具有畸变效果的图像，且可以提高图像畸变效果的真实性。
52.图2是本公开实施例提供的一种图像生成装置的结构示意图，如图2所示，该装置包括：
53.初始3d点获取模块210，用于获取三维虚拟场景的初始3d点及光照信息；
54.目标3d点获取模块220，用于将初始3d点沿设定方向平移，获得目标3d点；
55.目标畸变图像生成模块230，用于基于目标3d点和光照信息生成目标畸变图像。
56.可选的，目标3d点获取模块220，还用于：
57.获取初始3d点在相机坐标系中的位置信息；
58.基于位置信息确定第一偏移量；
59.将初始3d点沿设定方向偏移第一偏移量。
60.可选的，目标3d点获取模块220，还用于：
61.根据位置信息确定初始3d点距离相机光心的距离；
62.基于相机参数确定偏移系数；
63.根据偏移系数和初始3d点距离相机光心的距离确定第一偏移量。
64.可选的，光照信息包括光源的位置信息；目标畸变图像生成模块230，还用于：
65.将光源沿设定方向平移，获得平移后的光照信息；
66.基于目标3d点和平移后的光照信息生成目标畸变图像。
67.可选的，目标畸变图像生成模块230，还用于：
68.获取光源在相机坐标系中的位置信息；
69.基于位置信息确定第二偏移量；
70.将光源沿设定方向偏移第二偏移量。
71.可选的，目标畸变图像生成模块230，还用于：
72.根据位置信息确定光源距离相机光心的距离；
73.基于相机参数确定偏移系数；
74.根据偏移系数和光源距离相机光心的距离确定第二偏移量。
75.可选的，设定方向为与相机投影平面垂直且远离相机光心的方向。
76.可选的，目标畸变图像生成模块230，还用于：
77.基于光照信息将目标3d点渲染为二维图像，获得目标畸变图像。
78.上述装置可执行本公开前述所有实施例所提供的方法，具备执行上述方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本公开前述所有实施例所提供的方法。
79.下面参考图3，其示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备300的结构示意图。本公开实施例中的电子设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、pda(个人数字助理)、pad(平板电脑)、pmp(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字tv、台式计算机等等的固定终端，或者各种形式的服务器，如独立服务器或者服务器集群。图3示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
80.如图3所示，电子设备300可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)301，其可以根据存储在只读存储装置(rom)302中的程序或者从存储装置305加载到随机访问存储装置(ram)303中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram 303中，还存储有电子设备300操作所需的各种程序和数据。处理装置301、rom 302以及ram 303通过总线304彼此相连。输入/输出(i/o)接口305也连接至总线304。
81.通常，以下装置可以连接至i/o接口305：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置306；包括例如液晶显示器(lcd)、扬声器、振动器等的输出装置307；包括例如磁带、硬盘等的存储装置308；以及通信装置309。通信装置309可以允许电子设备300与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图3示出了具有各种装置的电子设备300，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
82.特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质
上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行词语的推荐方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置309从网络上被下载和安装，或者从存储装置305被安装，或者从rom 302被安装。在该计算机程序被处理装置301执行时，执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。
83.需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、rf(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
84.在一些实施方式中，客户端、服务器可以利用诸如http(hypertext transfer protocol，超文本传输协议)之类的任何当前已知或未来研发的网络协议进行通信，并且可以与任意形式或介质的数字数据通信(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“lan”)，广域网(“wan”)，网际网(例如，互联网)以及端对端网络(例如，ad hoc端对端网络)，以及任何当前已知或未来研发的网络。
85.上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
86.上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：获取三维虚拟场景的初始3d点及光照信息；将所述初始3d点沿设定方向平移，获得目标3d点；基于所述目标3d点和所述光照信息生成目标畸变图像。
87.可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
88.附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代
表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
89.描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
90.本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、片上系统(soc)、复杂可编程逻辑设备(cpld)等等。
91.在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
92.根据本公开实施例的一个或多个实施例，本公开实施例公开了一种图像生成方法，包括：
93.获取三维虚拟场景的初始3d点及光照信息；
94.将所述初始3d点沿设定方向平移，获得目标3d点；
95.基于所述目标3d点和所述光照信息生成目标畸变图像。
96.进一步地，将所述初始3d点沿设定方向平移，获得目标3d点，包括：
97.获取所述初始3d点在相机坐标系中的位置信息；
98.基于所述位置信息确定第一偏移量；
99.将所述初始3d点沿所述设定方向偏移所述第一偏移量。
100.进一步地，基于所述位置信息确定第一偏移量，包括：
101.根据所述位置信息确定所述初始3d点距离相机光心的距离；
102.基于相机参数确定偏移系数；
103.根据所述偏移系数和所述初始3d点距离相机光心的距离确定第一偏移量。
104.进一步地，所述光照信息包括光源的位置信息；基于所述目标3d点和所述光照信息生成目标畸变图像，包括：
105.将所述光源沿所述设定方向平移，获得平移后的光照信息；
106.基于所述目标3d点和平移后的光照信息生成目标畸变图像。
107.进一步地，将所述光源沿所述设定方向平移，包括：
108.获取所述光源在相机坐标系中的位置信息；
109.基于所述位置信息确定第二偏移量；
110.将所述光源沿所述设定方向偏移所述第二偏移量。
111.进一步地，基于所述位置信息确定第二偏移量，包括：
112.根据所述位置信息确定所述光源距离相机光心的距离；
113.基于相机参数确定偏移系数；
114.根据所述偏移系数和所述光源距离相机光心的距离确定第二偏移量。
115.进一步地，所述设定方向为与相机投影平面垂直且远离所述相机光心的方向。
116.进一步地，基于所述目标3d点和所述光照信息生成目标畸变图像，包括：
117.基于所述光照信息将所述目标3d点渲染为二维图像，获得目标畸变图像。
118.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
119.上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。