基于偏振光原理的图像高光消除方法

摘要

目前存在的高光区检测与消除方法都在条件比较苛刻的实验条件下才有效，例如需要固定光源方向，光源类型以及实验目标形状等。因此这些方法并不适用于复杂光照的自然环境，尤其是当高光区完全掩盖物体的纹理细节这种情况。针对以上问题，我们提出了一种新颖、简单、有效且实用的方法来实现自然光照环境下高光区的自动判定以及消除。
　　该方法基于消除偏振光的原理。为了实现并验证我们提出方法的可行性，我们首先设计并实现了相机上偏振镜的旋转控制系统，接着在偏振镜旋转控制系统的条件下，利用暗通道先验的方式获得高光图像的主要高光区。在主要高光区识别基础上，我们根据物理学中消除偏振光的原理来实现自然光照条件下的高光消除工作。该工作，利用偏振镜旋转控制系统自主获得三幅不同偏振角度下的图像，并根据STOKES参量之间的关系来处理三幅图像高光区的RAW数据信息，以此获得偏振镜准确消除高光的旋转角度。最后，根据偏振镜消除高光的旋转角度获得该角度的RAW图像，并对RAW数据信息进行色彩恢复，获得高光消除图像。
　　实验结果表明，该方法不仅实现了自然光照环境下图像高光区的自动判定，而且实现了高光区的消除，并且针对高光区完全掩盖图像纹理细节的这种情况也完全适用。

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第1章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状及存在的问题

1.3本文主要工作

1.4论文章节安排

第2章 偏振镜旋转控制系统

2.1 偏振镜控制系统基本原理概述

2.2 机械组件设计

2.3软件设计

2.4 本章小结

第3章 图像主要高光区自动判定

3.1 高光检测

3.2 图像主要高光区判定

3.3 本章小结

第4章 高光消除

4.1 偏振参数

4.2 偏振镜消除高光旋转角度获得

4.3 RAW数据色彩恢复

4.4实验结果及分析

4.5 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢