[发明专利]一种基于漫反射表面的偏振非视域成像方法

说明书

本发明公开了一种基于漫反射表面的偏振非视域成像方法，本发明主要用于对目标物体进行重建。非视域场景的目标探测物在墙体等漫反射面上产生漫反射信息，利用普通相机加偏振片拍摄这些漫反射信息，从而推导出非视域场景物体的图像。本方法不仅能够增强传统方法的成像效果，并且无需借助其他昂贵设备仪器，相对于需要发射激光和复杂成像设备的非视域成像方法，本方法大幅降低设备成本。

技术领域

本发明属于光学成像领域，尤其涉及一种基于漫反射表面的偏振非视域成像方法。

背景技术

非视域成像(NLOS)是计算成像中的一个活跃的研究课题，目标是获得一个隐藏在摄像机视线之外的场景。由于被动式NLOS方法不使用激光等主动光源，成本较低，近几年来获得了极大的关注。现有的被动NLOS方法提供模糊重建，这种“模糊”在现有的被动NLOS方法可以在数学上联系到场景的光传输矩阵。为了获得更好的恢复，需要减少光传输矩阵的条件数。例如，这是通过在场景中放置一个部分封堵器来创建高频阴影。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于漫反射表面的偏振非视域成像方法,以解决成本高和重建图形效果低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一种基于漫反射表面的偏振非视域成像方法，包括以下步骤：

步骤1、相机前放置一偏振片，利用相机获取非视域成像场景在漫反射面上产生的漫反射图像；

步骤2、采用逆透视变换和重采样技术提取漫反射图像中对应实际空间中为矩形的区域内的图像，并将该部分图像变换成指定分辨率的矩形图像；

步骤3、确定步骤2得到的矩形图像的尺寸及空间位置，根据矩形图像内存在的像素点个数，得到每颗像素点中心的空间坐标；

步骤4、确定待成像的非视域成像场景所在区域的尺寸及空间位置；

步骤5：由步骤3得到的矩形图像的尺寸及空间位置和步骤4得到的待成像的非视域成像场景所在区域的尺寸及空间位置建立光传输矩阵；所述光传输矩阵的维度取决于矩形图像的总像素数和待成像的非视域成像场景的总像素数，行数为步骤1得到的漫反射图像的总像素数，列数为待成像的非视域成像场景的总像素数；该光传输矩阵中的每个元素代表待成像的非视域成像场景中的一颗像素信息到漫反射图像的一颗像素信息的转换关系，所述转换关系由光线跟踪算法中光辐射传播公式计算得到；

步骤6：根据步骤2得到的矩形图像和步骤5得到的光传输矩阵建立优化问题，求解该优化问题得到非视域成像场景图像。

进一步的，将相机放置在布儒斯特角的位置上，在这个角度上，反射光是线性偏振的，用偏振片进行过滤分析。

本发明的一种基于漫反射表面的偏振非视域成像方法具有以下优点：不需要激光的昂贵的主动光源以及特定的图像采集装置，通过获取偏振信息来进行图像重建，大大优化了图像重建后的清晰度。

附图说明

图1为本发明的基于漫反射表面的偏振非视域成像场景图；

图2为本发明的偏振片的有效角度示意图；

图3为本发明的偏振片的原始角度示意图；

图中标记说明：1、非视域成像场景；2、隔板；3、漫反射面；4、相机；5、偏振片；6、有效角度；7、原始角度。

具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种基于漫反射表面的偏振非视域成像方法做进一步详细的描述。