反射分量分離與像素填補(bǔ)結(jié)合的高光抑制方法

于曉洋+潘宗瑋+孫曉明+劉野

摘 要：針對陶瓷、金屬等光滑表面在結(jié)構(gòu)光三維測量時，由于表面局部的強(qiáng)反射特性使得物體失真產(chǎn)生較大測量誤差這一問題。依據(jù)反射分量分離理論，設(shè)計了一種反射分量分離結(jié)合像素填補(bǔ)的改進(jìn)算法。首先通過像素參數(shù)對比方法找到圖像中的高光像素點(diǎn)，然后對其進(jìn)行反射分量分離處理，為了避免一些高光強(qiáng)度過大的像素點(diǎn)在處理之后變?yōu)楹邳c(diǎn)，本文采用像素填補(bǔ)方法對其進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用此種算法對1920×1080分辨率的圖像進(jìn)行處理，其高光像素的數(shù)目降低了8～11倍，實(shí)現(xiàn)了三維測量領(lǐng)域中強(qiáng)反射表面高光的有效去除。

關(guān)鍵詞：三維測量；結(jié)構(gòu)光；反射分量分離；像素填補(bǔ)

DOI：10.15938/j.jhust.2017.03.013

中圖分類號： TP391.41

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號： 1007-2683（2017）03-0073-07

Abstract：In structured light 3D measurement field， when the object is smooth surface， it can form a highlight area due to the specular reflection of the surface， and the distortion of the object will make a large measurement error. In order to solve this problem， a new algorithm is designed which is based on the theory of reflection component separation and pixel filling. Firstly， the specular pixels in the image are found by comparing the pixel parameters， Then the reflection component is separated and processed. Finally， in order to avoid some of the highlight are processed into black pixels the pixel filling method is adopted to deal with them. Experimental results show that when we deal with the image of 1920*1080 by using this algorithm， the number of specular pixels is reduced by 8-11 times. This method can effectively remove the specular pixels in the field of 3D measurement.

Keywords：structured light； 3D measurement； reflection component separation； pixel filling

4 結(jié) 語

本文設(shè)計了一種反射分量分離結(jié)合像素填補(bǔ)的改進(jìn)算法，并進(jìn)行了試驗(yàn)系統(tǒng)的搭建，闡述了該方法去除圖像中高光信息的原理。 與傳統(tǒng)的方法相比，該方法完全基于顏色信息，對被測物要求較寬松，測量范圍較廣。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對1920×1080的圖像進(jìn)行處理，其高光像素的數(shù)目降低了8～11倍，能夠有效地去除圖像中的高光像素，驗(yàn)證了該算法的有效性。但本文所提算法對于高光區(qū)域較大的圖像處理效果不明顯，會出現(xiàn)失真現(xiàn)象。因此，如何處理高光區(qū)域較大的圖像是今后研究的重點(diǎn)。

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（編輯：溫澤宇）