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龙图腾网获悉安徽大学申请的专利一种基于3D感知的单幅合成图像阴影生成方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121353508B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-08发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511540934.9，技术领域涉及：G06T15/60；该发明授权一种基于3D感知的单幅合成图像阴影生成方法是由付燕平;陶佳正;赵海峰;张少杰设计研发完成，并于2025-10-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于3D感知的单幅合成图像阴影生成方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种基于3D感知的单幅合成图像阴影生成方法，包括三平面表示构建和像素对齐体绘制，使用两个特征提取器处理不同的输入组合，使用局部通道‑空间交叉注意模块进行融合所得两个特征，以产生统一的三平面特征表示，为每个图像像素定义一个3D坐标空间，并投射正交射线沿深度轴采样3D点，采样点被投影到三平面表示上，通过双线性插值法来检索得到采样特征；将采样特征送入两阶段MLP：第一阶段预测与阴影相关的输出和中间特征，而第二阶段预测与颜色相关的输出和体密度，基于体密度和Alpha合成规则生成前景阴影和最终阴影图像。

本发明授权一种基于3D感知的单幅合成图像阴影生成方法在权利要求书中公布了：1.一种基于3D感知的单幅合成图像阴影生成方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、构建双分支特征提取模块，将同一幅图像的前景对象掩码、预测的前景阴影掩码、没有前景阴影的合成图像和背景对象-阴影掩码对一起输入双分支特征提取模块，背景对象-阴影掩码对简写为；所述双分支特征提取模块包括结构感知分支和外观感知分支，结构感知分支对前景对象掩码、预测的前景阴影掩码以及背景对象-阴影掩码对进行处理，得到结构特征图；外观感知分支对合成图像和背景对象-阴影掩码对进行处理，得到外观特征图； 步骤2、构建局部通道-空间交叉注意模块LCSAM，将步骤1所得结构特征图和外观特征图一起输入局部通道-空间交叉注意模块LCSAM，局部通道-空间交叉注意模块LCSAM包括局部通道交叉注意机制和局部空间交叉注意机制；具体方法为： 步骤2.1、局部通道交叉注意力机制中，对于外观特征图和结构特征图，分别将各自通道分为G组，每一组均包括个通道，每一组均应用卷积运算从生成查询向量Qc，并从生成键Kc和值Vc；再将Qc与Kc依次进行点积运算以及Softmax归一化，得到注意力权重；然后，使用注意力权重对值Vc进行加权聚合，得到注意力加权的响应，并将该响应重塑为原始特征维度，得到注意力增强特征yc；最后将注意力增强特征yc与原始外观特征图相加得到局部通道增强特征Xm2； 步骤2.2、局部空间交叉注意力机制中，对于原始外观特征图Xr和局部通道增强特征Xm2，先以窗口大小w进行展开操作，将对应特征图划分为不重叠的局部窗口，针对每个局部窗口w通过卷积运算生成查询Qs、键Ks和值Vs，并计算局部注意力权重；然后，将所得局部注意力权重作用于值Vs，汇总所有局部窗口的输出后通过折叠操作重建为全分辨率特征图，即得到局部空间增强特征ys； 步骤2.3、将步骤2.1所得局部通道增强特征Xm2与步骤2.2所得局部空间增强特征ys相加，得到整个局部通道-空间交叉注意模块LCSAM的最终输出特征XLCSAM； 步骤3、基于合成图像中每个像素点生成一条正交平行的采样光线，且每条光线上采样若干个采样点进而构建虚拟3D空间，获得一组采样点的空间坐标，然后基于空间坐标将特征XLCSAM重塑为三个正交二维平面Fxy、Fxz和Fyz，然后将三个正交二维平面输入像素对齐体绘制模块，利用三平面的特征空间编码能力，将几何感知注入二维阴影实现虚拟3D空间采样，得到三平面采样点特征Ft； 步骤4、基于渐进式两阶段体渲染策略通过双MLP网络对三平面采样点特征Ft进行渐进式体渲染，具体方法为： 先将三平面采样点特征Ft输入第一个MLP，预测得到阴影掩码概率g∈[0,1]和中间特征Fs；然后将中间特征Fs与原始的三平面采样点特征Ft拼接，并将拼接后特征输入第二个MLP，以预测RGB颜色c和体密度σ；接着使用共享的体密度σ分别对RGB颜色值c和阴影掩码概率g进行体绘制，绘制过程遵循标准的α合成规则；最终，通过加权求和逐点预测结果，生成优化的前景阴影掩码和带阴影的背景图像； 步骤5、训练过程中利用复合损失函数对上述双分支特征提取模块、局部通道-空间交叉注意模块LCSAM、像素对齐体绘制模块以及双MLP网络进行网络优化，复合损失函数包括阴影掩码预测损失、图像重建损失和感知损失。

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