[發明專利]基于光場迭代的精確高反光去除方法

有效

• 申請號: 202011308683.9
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112419185B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 馮維;李秀花;高俊輝;徐仕楠;曲通;孫星宇;周世奇;王恒輝;程雄昊;趙大興
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/13
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 王琪

1.基于光場迭代的精確高反光去除方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，利用原始光場圖像得到5D光場圖像，從5D光場圖像中提取中心視角圖像I_o，并獲得精確的光場深度估計為I_dep，以及I_o的本征反射圖像R_e；

步驟2，將I_o轉化到HSI顏色空間，對圖像亮度值進行聚類分為若干類，取最大的一類質心像素點的亮度值作為閾值th1，對于圖像I_o，大于th1的視為鏡面候選像素點I_cd；

步驟3，運用步驟1中的深度圖I_dep進行重聚焦到鏡面候選像素的每個角度域，同時轉化到HSI的亮度空間，計算角度域的方差，方差大于閾值th2，為非飽和像素點L_us，否則為飽和像素點L_s；

步驟4，對于步驟3得到的非飽和像素點L_us，運用雙色反射模型(1)和本征反射圖像結合的方法初步恢復非飽和像素點信息，其中，I_b為恢復的非飽和信息的圖像，α(p)和β(p)分別為在點p處的漫反射和鏡面反射系數，R_b和R_s分別為p處漫反射和鏡面反射顏色；

I_b＝α(p)R_b+β(p)R_s (1)

步驟5，使用本征反射圖像Re置信度測量方法弱化遮擋問題，定義置信度：

若R較大，說明I_b對于恢復非飽和像素點可靠性越低，此時得到最終的非飽和像素點：

I_b'＝I_b*w+(1-w)*R_e (5)

步驟6，使用自適應方向高光去除方法恢復飽和像素點L_s的本征顏色信息；具體實現方式如下：

使用一個以高光像素點p為中心的9×9的窗口，距離p越遠的像素點權重越大，得到在視點(u₀,v₀)恢復得到的飽和像素點：

其中，Ω為有效方向信息，|Ω|指有效方向的個數和，m為以p為中心的總的窗口層數，I_b'(x_k',y_k',u₀,v₀)為在(u₀,v₀)視角恢復的非飽和像素點在(x_k',y_k')像素點的光輻射，q＝2，(x_k',y_k')為9×9窗口中第k個窗口像素點；

有效方向信息的定義如下：針對一個飽和像素點p，周圍的1～8方向的像素點作為恢復p點的候選像素點，如果某方向上的像素點顏色和p點顏色接近，即同樣是高光點，則該方向上的像素點不能作為恢復高光點的候選信息；同時為了排除邊緣信息對于高光去除的干擾，使用Canny邊緣檢測算子，去除邊緣無效方向，此時最終得到有效方向為Ω；

步驟7，為了充分運用依據步驟1得到的光場多視角數據信息，定義光場多視角高斯概率分布模型

這里λ,ρ控制概率分布幅度，(u_c,v_c)為中心視角坐標位置，得到每個視角對于中心視角高光點恢復的貢獻度：

pro_ij為光場微圖像中第(i,j)個視角的點對于中心視角高光點恢復的貢獻度，光場微圖像為光場原始圖像中每個微透鏡下的圖像，(x_i,y_j)為光場微圖像第(i,j)視角坐標索引；

最后對光場多個視角進行加權得到最終的去除高光的飽和像素點圖像；

步驟8，轉到步驟2計算鏡面候選像素點L_cd，若L_cdL_th，輸出高光去除之后的無高光圖像，否則執行步驟2到步驟7。