[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

本發明公開了一種基于光場迭代的精確的高反光去除方法：(1)結合光場數據提取中心視角圖像，運用自適應閾值和光場迭代算法，充分檢測到每一個鏡面像素點；重聚焦到鏡面候選的每個角度，計算角度像素方差，并設定閾值得到飽和像素點和非飽和像素點；對非飽和像素點轉換到HSI空間中進行聚類，運用雙色反射模型結合本征圖像處理非飽和像素點。(2)提出自適應方向的飽和像素點處理方法，利用邊緣檢測算子去除對重建飽和像素點有干擾的邊緣方向；然后，基于光場的多個角度特征，提出高斯概率分布模型運用到光場圖像角度域中進行加權求和以替代飽和高光像素點。(3)提出鏡面殘余占比和圖像信息熵結合的方法定量評估高光去除效果。

技術領域

本發明涉及一種高光去除的方法，尤其涉及一種光場迭代的精確的高反光去除方法。

背景技術

當前基于高反光去除方法主要基于偏振鏡以及單幅和多幅圖像去除方法。偏振鏡可根據材料介質過濾高光，然而，由于色差效應和偏振圖像之間的重合失調，鏡面反射分量在邊界區域上具有很大的誤差。對于單幅圖像，主要運用雙色反射模型以消除局部高光，但該方法大多基于先驗知識，要求光源參數已知，適應性較差。基于多幅圖片高光去除通常假設光源固定不變或者通過改變拍攝視角，利用特征點匹配算法去除高光，但是此種方法需要控制移動視角，時間和空間復雜度較高。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，公開了一種基于光場迭代的精確的高反光去除方法，(1)結合光場數據提取中心視角圖像，運用自適應閾值和光場迭代算法，充分檢測到每一個鏡面像素點；重聚焦到鏡面候選的每個角度，計算角度像素方差，并設定閾值得到飽和像素點和非飽和像素點；對非飽和像素點轉換到HSI空間中進行聚類，運用雙色反射模型結合本征圖像處理非飽和像素點。(2)提出自適應方向的飽和像素點處理方法，利用邊緣檢測算子去除對重建飽和像素點有干擾的邊緣方向；然后，基于光場的多個角度特征，提出高斯概率分布模型運用到光場圖像角度域中進行加權求和以替代飽和高光像素點。(3)提出鏡面殘余占比(SR)和圖像信息熵(H)結合的方法定量評估高光去除效果。

為了達到上述目的，本發明提供的技術方案是：一種基于光場迭代的精確高反光去除方法，具體包括如下步驟(總體流程參見圖1，細節流程參見圖2)，

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)和本征圖像結合的方法初步恢復非飽和像素點信息，其中，I_b為p點顏色信息，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，使用本征圖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：