[发明专利]一种数据驱动的水表面重建方法及系统

摘要

本发明提出一种数据驱动的水表面重建方法及系统，涉及图像处理和计算机视觉领域，该方法包括获取水面视频，根据所述水面视频的帧率，将所述水面视频解析成为单帧的图片；将所述图片进行分块，计算每个所述分块中水面的反射率，根据每个所述反射率，计算每个所述分块基于各自反射率的信息熵，并设置阈值，将所述信息熵小于所述阈值时，将小于所述阈值的信息熵对应的分块进行细分，生成新分块，计算所述新分块的信息熵，直到所述新分块的信息熵大于所述阈值，获取每个分块的高度场；将每个所述分块的高度场缝合为整体。

主权项

1.一种数据驱动的水表面重建方法，其特征在于，包括：步骤1，获取水面视频，根据所述水面视频的帧率，将所述水面视频解析成为单帧的图片；步骤2，将所述图片进行分块，计算每个所述分块中水面的反射率，根据每个所述反射率，计算每个所述分块基于各自反射率的信息熵，并设置阈值，将所述信息熵小于所述阈值时，将小于所述阈值的信息熵对应的分块进行细分，生成新分块，计算所述新分块的信息熵，直到所述新分块的信息熵大于所述阈值，获取每个分块的高度场；其中，且满足约束关系I＝R+S(Z,L)，R表示反射率，Z表示水面的高度场，L表示环境的光照方向，I表示所述图片上像素点的强度，P(R)函数、P(Z)函数、P(L)函数分别表示为参数R、Z、L的先验条件，S(Z,L)表示物体表面的反射光强度函数，对以上公式求负log函数并将约束条件带入可得：其中g(R),f(Z),h(L)分别为反射率R，高度场Z与环境光L的损失函数，Floss为最小损失函数；步骤3，在每个分块的边缘预留x个点的重合部分，对于两个分块的高度场B1和B2，设二者重合的部分为B^ov1和B^ov2，重合部分的点(i,j)为与定义每个重合点的误差为找到误差值最小的分割曲线，从第一行开始遍历，对于每一点(i,j)计算累计误差E_i,j：Ei,j＝ei,j+min(Ei‑1,j‑1,Ei‑1,j,Ei‑1,j+1)获取每个分块中最后一行的最小的Ei,j值所在的点，从最小的Ei,j值所在的点，通过回溯获取分块的分割曲线，完成对高度场的缝合。