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基于反射偏振分析滤除漫反射成分

贾春兰  
【摘要】:在计算机视觉领域,对物体表面反射光中镜面反射和漫反射成分分离的研究具有非常重要的意义。通过对反射光中两成分的分离得到镜面反射成分,可进一步判断光源的方向、颜色,并取得物体表面法线方向,为自动物体建模提供依据。 从物体表面反射的光具有一定的偏振特性,偏振特性的变化能够反映出物体的形状和反射特性的不同。本文首先对物体表面的反射情况进行分析,把反射分为两类,即面反射和体反射。并对物体的表面粗糙程度进行分析,给出表面粗糙度的界定范围和反射成分的构成。对物体表面的主要反射成分,即镜面反射和漫反射成分做偏振特性分析:依据基于物理光学和几何光学的反射模型(Beckman-Spizzichino和Torrance-Sparrow),推导出简化后的反射数学模型;利用最小二乘法估计反射模型参量,得到物体表面反射光强公式。双向反射分布函数(BRDF)是比较实用的反射数学模型表示法,本文利用该函数来建立物体的表面反射数学模型。最后根据入射光和反射光的偏振特性分析,分离反射成分,分别得到了表示物体表面镜面反射和漫反射的图像。 实验结果表明本文给出的反射光成分分离方法具有实用性和鲁棒性,能成功的进行物体表面反射光的分离得到镜面反射光,验证了简化的BRDF数学模型的可靠性。


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