主動(dòng)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(hào)源質(zhì)量一直是計(jì)算機(jī)視覺的瓶頸問題,理想的計(jì)算機(jī)視覺信號(hào)源的獲取裝置是能實(shí)現(xiàn)景物深度和顏色一一對(duì)應(yīng)的全景視覺傳感器。主動(dòng)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(guó)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(gè)有重要意義且富有挑戰(zhàn)性的研究課題。
　　 實(shí)現(xiàn)主動(dòng)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(shí)別,從而獲得顏色和的景物深度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。本文在總

2、結(jié)前人研究基礎(chǔ)上,主要對(duì)主動(dòng)式視覺系統(tǒng)中投射光顏色識(shí)別技術(shù)做了深入的探索研究。本文工作主要有以下三個(gè)方面:
　　 1.主動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(gè)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(dòng)式視覺系統(tǒng)的構(gòu)成并歸納為三個(gè)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(dòng)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(duì)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(shí)別技術(shù)的研究。分析了適用于主動(dòng)式視覺系統(tǒng)的顏色表征方式。從色度學(xué)的角度,實(shí)現(xiàn)了一種基于CIE色度圖的光源色度估計(jì)算法,利用同一場(chǎng)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(zhǎng)線上尋找光源的色度坐標(biāo),實(shí)驗(yàn)證明該算法適用于場(chǎng)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(duì)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(jì)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(duì)投射光源顏色的影響。實(shí)驗(yàn)證明,該算法無(wú)需對(duì)光源種類和物體材質(zhì)進(jìn)行約束,顯著