面向各类反射表面的光度立体视觉方法研究
[Abstract]:Since Woodham first proposed photometric stereo vision, this technique has been widely used in surface 3D reconstruction. In photometric stereoscopic vision, the object surface is illuminated by multiple directional light in turn and captured by a camera with a fixed line of sight. In order to better deal with materials with various bidirectional reflectance distribution functions (BRDF), a photometric stereoscopic method based on Lambert diffuse reflection hypothesis and BRDF is proposed. In recent years, some methods have better performance, but the following problems need to be solved in some applications: (1) improving the accuracy of normal reconstruction; (2) reducing the number of light sources reasonably; (3) improving the efficiency of the algorithm. In this paper, the following innovative research work has been carried out in view of the above problems: 1. The improved method of collinear luminosity stereo is put forward. This method transforms the specular detection into multi-classifiers and multi-training sets, improves the accuracy of the specular detection, and uses the regular term of L _ 1-norm in the normal reconstruction, which makes the normal estimation more robust. 2. A photometric stereoscopic method based on the general characteristics of reflectance component is proposed. In this method, the smoothness of diffuse reflection, the concentrated distribution of specular light and the low intensity property of shadow are modeled uniformly, and the three terms are represented by a graph model as the sum of local variations of reflectivity, group sparsity and weighted L 1 norm term respectively. This optimization problem can be solved by means of quadratic cone optimization, and it has a good effect on both isotropic and anisotropic materials. A stereoscopic photometric method based on nuclear regression is proposed. The method uses variable parameter kernel regression to model reflection implicitly and transforms it into eigenvalue solving problem. The main computational overhead is the inverse of Gram matrix and the solution of eigenvector of 3 脳 3 matrix. The optimal parameters are determined by a method of cross-validation, and the process is accelerated by proper processing. The method achieves good performance in normal estimation accuracy and computational efficiency. It is worth pointing out that compared with the existing photometric stereoscopic methods based on BRDF, the latter two works simplify the reflectivity representation and treat it as a function containing only a single variable (the direction of the light source), thus effectively reducing the dimension of the reflectivity function. It is the innovation in this field that makes the two methods achieve good performance in all kinds of reflective materials.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP391.41
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,本文编号:2343712
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