主動式三維立體全景視覺傳感技術(shù)的研究.pdf

1、在視頻圖像信息獲取方面,視頻信號源質(zhì)量一直是計算機(jī)視覺的瓶頸問題,理想的計算機(jī)視覺信號源的獲取裝置是能實現(xiàn)景物深度和顏色一一對應(yīng)的全景視覺傳感器。主動式三維立體全景視覺傳感技術(shù)為解決該問題提供了一種新的途徑,然而國內(nèi)外相關(guān)研究還不成熟,許多關(guān)鍵技術(shù)有待研究。因此,本課題也是一個有重要意義且富有挑戰(zhàn)性的研究課題。
　　 實現(xiàn)主動式三維立體全景視覺傳感技術(shù)的關(guān)鍵在于投射光源顏色的準(zhǔn)確識別,從而獲得顏色和的景物深度的對應(yīng)關(guān)系。本文在總

2、結(jié)前人研究基礎(chǔ)上,主要對主動式視覺系統(tǒng)中投射光顏色識別技術(shù)做了深入的探索研究。本文工作主要有以下三個方面:
　　 1.主動式立體全景視覺獲取方法的研究。介紹了一種單視點(diǎn)的全方位視覺傳感器和一種單發(fā)射點(diǎn)的全景彩色結(jié)構(gòu)光發(fā)生器,通過兩者的軸心線垂直重疊組合的結(jié)構(gòu)方式,使得目前主動立體視覺從面結(jié)構(gòu)的視覺感知發(fā)展成為體結(jié)構(gòu)的視覺感知。
　　 2.主動式視覺系統(tǒng)建模的研究。分析了影響物體表面顏色的三個要素(即光源顏色、物體表面反射

3、特性、觀察者的光譜敏感度)及它們之間的相互關(guān)系;在此基礎(chǔ)上,研究了主動式視覺系統(tǒng)的構(gòu)成并歸納為三個模型:攝像機(jī)模型、投影儀模型、物體表面光照模型;進(jìn)而建立了主動式視覺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,給出描述投射光源顏色與對應(yīng)成像點(diǎn)顏色關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
　　 3.投射光源顏色識別技術(shù)的研究。分析了適用于主動式視覺系統(tǒng)的顏色表征方式。從色度學(xué)的角度,實現(xiàn)了一種基于CIE色度圖的光源色度估計算法,利用同一場景光照前后的圖像分別獲得物點(diǎn)在CIE色度圖

4、中固有色和混合色的色度坐標(biāo),并在兩者連線的延長線上尋找光源的色度坐標(biāo),實驗證明該算法適用于場景中只存在單一顏色的光源和多種物體色的情況;從光度學(xué)的角度,提出了一種基于二色反射模型的光源顏色修正算法,首先通過對數(shù)碼相機(jī)和投影設(shè)備進(jìn)行色度標(biāo)定,以消除兩者之間的耦合性差異;接著通過估計物體三顏色通道光譜反射率以及分離鏡面反射成分和漫反射成分,修正物體本身顏色和鏡面反射對投射光源顏色的影響。實驗證明,該算法無需對光源種類和物體材質(zhì)進(jìn)行約束,顯著