[發(fā)明專利]一種基于偏振指導(dǎo)的圖像高光反射分離計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110076538.0
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112785491B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸峰;溫思嘉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06T3/00
• 分類號: G06T3/00
• 代理公司: 北京唯智勤實知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11557
• 代理人: 陳佳

本公開的實施例公開了圖像高光反射分離計算方法。該方法的一具體實施方式包括：控制偏振彩色傳感器拍攝偏振彩色圖像，計算出偏振色度圖像；將色度差值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的漫反射分量的像素進行聚類，得到像素序列集合；對各個像素使用魯棒性主成分分析算法，將每個像素的漫反射分量保留，去除像素序列中的每個像素的高光反射分量，將偏振色度圖像初步分離為漫反射分量以及高光反射分量，得到初始化分離結(jié)果；進一步對偏振彩色圖像進行高光反射分離處理，得到高光反射分離結(jié)果，根據(jù)高光反射分離結(jié)果，生成漫反射圖像。該實施方式可以實現(xiàn)在不受光照信息的影響下，對圖像進行高光反射分離，通過顏色和偏振信息得到準(zhǔn)確度較高的高光反射分離結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開的實施例涉及計算機視覺和圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及圖像高光反射分離計算方法。

背景技術(shù)

通常在不均勻的介電性物體表面，反射圖像是由漫反射分量和高光反射分量組成的。場景當(dāng)中的照明信息以及物體材質(zhì)屬性往往會顯著地影響高光反射分量，而漫反射分量包含表面的恒定固有特性。

對于廣泛的計算機視覺任務(wù)，例如物體分割、三維重建、多視覺立體以及運動檢測，高光反射分量通常被認(rèn)為是異常值。但是，在圖像中的每個像素里，高光反射分量通常是與漫反射分量相結(jié)合在一起的。因此，上述計算機視覺任務(wù)往往假設(shè)其應(yīng)用場景中不存在高光反射分量。但是，這種對場景物體表面屬性的單一假設(shè)，會降低此類應(yīng)用的性能。為了解決這個具有挑戰(zhàn)性的問題，現(xiàn)階段已經(jīng)提出了很多利用顏色信息或偏振信息的高光反射分離方法。

基于對顏色空間信息的分析，一些具有一定先驗知識的方法，通過理解顏色空間中漫反射分量和高光反射分量的分布來消除高光反射。Tan提出了一種典型的方法，他們首先生成一種無高光反射圖像。雖然這種圖像丟失了圖像的顏色特征，但是無高光反射圖像可以用于將顏色信息傳播到原始圖像中的高光反射區(qū)域。Yang等人根據(jù)雙色反射模型，估計場景的光照信息來對高光反射分量進行分離。然而，在現(xiàn)實世界中，光照信息是不穩(wěn)定的并且難以測量。此外，由于這些算法依賴于對圖像信息的統(tǒng)計或先驗假設(shè)，因此這類方法在真實場景中的效果并不魯棒。

基于偏振理論，高光反射分量往往具有較強的偏振性，而漫反射分量是完全非偏振的。通過將偏光濾鏡放置在圖像傳感器的前面，在減少分離結(jié)果圖像顏色失真的同時，很多方法可以得到較為理想的高光反射分離結(jié)果。但是，由于沒有充分利用顏色信息和偏振信息之間的相關(guān)性，這些方法無法獲得令人滿意的顏色結(jié)果。除此以外，在傳感器前面添加偏光片采集的圖像，往往會缺失一定程度的場景信息。考慮到上述存在的問題，高光反射分離方法仍然是一項非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

在此前提下，本發(fā)明提供了一種基于偏振指導(dǎo)的圖像高光反射分離計算方法，使用單芯片的偏振彩色傳感器，采集到帶有偏振信息和顏色信息的場景圖片。利用對偏振和顏色信息的計算，并通過優(yōu)化模型進行迭代調(diào)整，解決傳統(tǒng)方法穩(wěn)定性差且精度低的缺點，進而實現(xiàn)對高光反射分量的分離。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的內(nèi)容部分用于以簡要的形式介紹構(gòu)思，這些構(gòu)思將在后面的具體實施方式部分被詳細(xì)描述。本公開的內(nèi)容部分并不旨在標(biāo)識要求保護的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保護的技術(shù)方案的范圍。

本公開的一些實施例提出了圖像高光反射分離計算方法、裝置、電子設(shè)備和計算機可讀介質(zhì)，來解決以上背景技術(shù)部分提到的技術(shù)問題中的一項或多項。