基于計(jì)算機(jī)視覺的顏色恒常性算法研究.pdf

1、物體表面的反射光譜能量分布由照明光譜能量分布和表面光譜反射率組成。因此，我們觀察一幅彩色圖像中的物體顏色并非物體真實(shí)的表面顏色，而是光源顏色和物體本征顏色的混合色。欲恢復(fù)物體真實(shí)表面顏色則要求去除光源顏色，這種恢復(fù)物體真實(shí)顏色的方法稱為顏色恒常性算法?？紤]到顏色處理在計(jì)算機(jī)視覺及計(jì)算機(jī)圖形圖像中的重要性，估計(jì)和再現(xiàn)圖像場(chǎng)景中的照明光譜反射率對(duì)于提高一大類應(yīng)用能力具有重要作用，如場(chǎng)景重建、表面分割、目標(biāo)識(shí)別及反射率估算。
　　對(duì)于大

2、多數(shù)非均質(zhì)材料而言，其表面反射量是漫反射和鏡面反射分量的線性組合，即著名的雙色反射模型理論(簡(jiǎn)稱DRM)。在計(jì)算機(jī)視覺及物體識(shí)別中，現(xiàn)有的許多算法都假定場(chǎng)景中只包含漫反射像素，而假定不存在鏡面反射成分，這對(duì)于真實(shí)情況而言是不準(zhǔn)確的，圖像中鏡面反射成分的存在會(huì)導(dǎo)致許多傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)視覺算法產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)果。因此，這篇論文對(duì)單色場(chǎng)景圖像中的反射成分分離和場(chǎng)景再現(xiàn)提出了有效方法。而一種稱為均值偏移分割技術(shù)（簡(jiǎn)稱MSD）的新穎技術(shù)，被引用到將鏡面反射

3、成分的提取和分離中來(lái)。該技術(shù)提供了一個(gè)通過(guò)漫反射著色像素隔離來(lái)訪問(wèn)表面形狀信息的直接訪問(wèn)方法，更重要的是，這項(xiàng)方法不需要進(jìn)行任何顏色分割處理，不同于將每個(gè)圖像的顏色信息聚集操作的傳統(tǒng)方法。為發(fā)掘該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，還設(shè)計(jì)了場(chǎng)景視覺成像系統(tǒng)用以估計(jì)圖像中的鏡面反射屬性。這種圖像增強(qiáng)技術(shù)有效再現(xiàn)了照明場(chǎng)景的反射率，在不轉(zhuǎn)變場(chǎng)景表面漫反射屬性的情況下再現(xiàn)場(chǎng)景自身特性。
　　本文提出了一個(gè)有效分離彩色圖像中反射分量的DRM-MSD算法，該理論是

4、基于物理學(xué)中色度分析及統(tǒng)計(jì)學(xué)中的對(duì)像素體顏色的適當(dāng)選擇而提出的，主要針對(duì)單光源下彩色圖像的真實(shí)顏色還原進(jìn)行研究。通過(guò)解決雙色反射模型中的最小二乘問(wèn)題，反射分量的分離方法被用于單像素級(jí)，不需要圖像分割處理及相鄰像素的局部交互作用。而均值偏移分割技術(shù)提供了一個(gè)直接獲取表面光照信息的方法，并且再現(xiàn)了每個(gè)顏色通道中鏡面反射的動(dòng)態(tài)分布情況。本課題將這兩種理論進(jìn)行了有效融合，并將該技術(shù)同Tan等人的迭代提取高光的理論算法相結(jié)合，提出了一種高效分離像