55、基于偏振和光度立体视觉的表面重建及噪声曲线曲率估计

基于偏振和光度立体视觉的表面重建及噪声曲线曲率估计

在计算机视觉领域，表面重建和曲线曲率估计是两个重要的研究方向。下面将分别介绍基于偏振和光度立体视觉的表面重建方法，以及噪声曲线曲率估计的相关内容。

基于偏振和光度立体视觉的表面重建

在表面重建中，仅使用偏振信息来确定表面法线存在模糊性问题。为解决这一问题，研究人员提出了结合偏振和光度立体视觉的方法。

1. 偏振理论基础

   • 菲涅耳理论 ：该理论可计算给定入射角下入射光强度与反射光强度的比例。当入射光为非偏振光时，反射光会部分偏振，偏振程度取决于入射角。
   • 漫反射研究 ：本文主要研究漫反射，即光穿透表面并在内部散射后再发射出来的情况。对于漫反射，菲涅耳理论可用于描述光从介质发射到空气中时的情况，建立反射光偏振状态与反射角之间的关系。
   • 测量偏振状态 ：标准方法是在相机前放置偏振器，旋转偏振器拍摄一系列图像。每个像素的测量强度随偏振器角度呈正弦变化，通过最小二乘法拟合可确定正弦曲线上的最小和最大强度 (I_{min}) 和 (I_{max})，以及对应最大透射率的偏振器角度 (\varphi)。
   • 计算表面角度 ：表面的方位角 (\alpha) 可由 (\alpha = \varphi) 或 (\alpha = \varphi + 180^{\circ}) 确定；天顶角 (\theta) 可通过偏振度 (\rho =