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近点光源照射下球面坐标PSFS三维形貌重建方法*
王国珲,谢 倩
【摘 要】摘 要: 为了解决基于三维笛卡尔坐标系建立的透视投影SFS重建
方 法中图像辐照度方程复杂等问题,文中提出了基于球面坐标的近点光源PSFS
三维形貌重建方法.在透 视投影和球面坐标系下,构建了近点光源照射下物体三
维形貌与图像灰度相对应的偏微分辐照度方程.将 图像辐照度方程转换为
Eikonal类偏微分方程,利用改进的FMM方法对方程进行了求解.研究结 果表
明:与基于三维笛卡尔坐标的PSFS方法相比,基于球面坐标的PSFS方法建立
了求解 相对简便的图像辐照度方程,可获得较高的重建精度,其高度平均相对
误差降低了0.02%.
【期刊名称】西安工业大学学报
【年(卷),期】2018(038)001
【总页数】7
【关键词】 PSFS;球面坐标;近点光源;三维形貌重建;偏微分辐照度方程
明暗重建形貌(Shape from Shading,SFS)是计算机视觉中三维形貌重建问题< br>的关键技术之一[1].SFS方法基于辐射度学与光度学的基本理论,通过求解摄像
机获取到图 像灰度与三维表面形貌信息之间建立的图像辐照度方程,得到物体
表面各点的法向向量或高度值[2]. 由于SFS方法仅使用单个摄像机采集单个光
源照射下物体表面的图像,设备简单,适应性强,广泛应用 于月面与火星表面
形貌重建[2-3],文档图像校正及复原[4],医学图像三维重建[5-6],人 脸与指
纹等形貌重建[7-8]等领域.
SFS方法最早是由麻省理工学院学者Horn提出[2],在此研究基础上经过许多
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