54、实时图像处理中彩色图像亮度消除与表面重建技术

实时图像处理中彩色图像亮度消除与表面重建技术

1. 彩色图像亮度消除方法

在实时图像处理领域，彩色图像中的亮度（高光或镜面反射）问题一直是一个挑战。亮度的存在会对计算机视觉的低级和高级操作产生负面影响，因此有效检测和消除亮度至关重要。

1.1 传统方法的局限性

以往用于检测镜面反射的方法，如Safer提出的二色反射模型、Bajcsy等人基于极坐标的色度空间以及Klinker等人的像素聚类算法，虽然取得了一定成果，但存在诸多限制，如需要立体或多视图系统、处理时间长、需要先验场景知识或假设均匀照明，而未考虑大多数典型真实场景中的相互反射。

1.2 新方法概述

本文提出了一种实时系统，通过两个主要步骤检测和消除彩色图像中的亮度：
- 检测 ：使用基于3D极坐标颜色表示的消色差和饱和度信号的2D直方图，得到图像的镜面反射图。
- 消除 ：开发实时矢量测地重建算法，成本低且避免图像过度简化。

1.3 处理的颜色空间和MS图

近年来，基于极坐标的颜色空间（如HLS、HSV、HSI等）在图像处理中广泛应用，具有与人类颜色直觉兼容性好以及可分离色度和消色差值的优点。定义颜色空间（MSH），其中强度函数m是RGB颜色空间中r、g、b值的平均值：
[ m = \frac{1}{3}(r + g + b) ]
饱和度值s由Serra的L1 - 范数给出：
[ s =
\begin{cases}
\frac{1}{2} \left( \frac{2}{3} | 2m - r - g - b