光滑物体表面反射光偏振特征分析及反射光分离技术*
2021-12-14张景华石志广索玉昌师晓冉
国防科技大学学报 2021年6期
关键词:方向
张 焱,张景华,石志广,张 宇,凌 峰,刘 荻,索玉昌,师晓冉
(国防科技大学 电子科学学院 ATR 国防科技重点实验室, 湖南 长沙 410073)
光滑物体表面反射光主要包括镜面反射光和漫反射光,两者之间相互存在、共同作用[1-2]。其中,漫反射光主要和物体表面自身材质属性有关,如折射率、粗糙度等[3-4],镜面反射光除和自身属性有关外,还和入射光源强度、入射方向等外部因素有关[5-6]。在光滑的物体表面,易产生镜面反射光[7]。由于镜面反射光会在物体表面呈现虚像,造成反射区域光照不均,且当反射光源较强时,还会在物体表面形成高亮区域,掩盖物体自身的颜色细节等属性,给图像分割、目标识别、立体匹配等图像处理和应用带来较大干扰[8-9]。随着现代化城市建设及室内装修过程中,玻璃、陶瓷、地板砖、金属、塑料等具有光滑表面结构的材质被大量采用,物体表面镜面反射光分离和抑制问题引起国内外学者的重点关注。
由于光滑物体表面镜面反射光和漫反射光均具有偏振效应,且两者之间偏振特征存在明显差异,因此利用偏振特征能够为镜面反射光分离和抑制提供有效先验信息。Ohnishi等[10]提出了一种基于旋转偏振片的反射光分离方法。该方法利用不同起偏角下光强大小不同的原理,通过旋转偏振片获取不同起偏角下的偏振图像,从而实现反射光的分离。Wolf等[11-14]通过假定物体表面漫反射光为自然光,镜面反射光为部分偏振光,且偏振度不随物体表面观测角的变化而变化,利用偏振探测器测量反射光中垂直方向光强分量和平行方向光强分量的比值,实现镜面反射光和漫反射光的分离。……
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