图像亮度线索下的单目深度信息提取-中国图象图形学报.PDF

中图法分类号：TP301.6 文献标识码：A 文章编号： 论文引用格式： 图像亮度线索下的单目深度信息提取 冯帆 ，马杰 ，岳子涵 ，沈亮 华中科技大学自动化学院多谱信息处理技术国家级重点实验室, 武汉 430074 摘 要：目的：深度信息的获取是三维重建、虚拟现实等应用的关键技术，基于单目视觉的深度信息获取是非接 触式三维测量技术中成本最低、也是技术难度最大的手段。传统的单目方法多基于线性透视、纹理梯度、运动视 差、聚焦散焦等深度线索来对深度信息进行求取，计算量大，对相机精度要求高，应用场景受限，本文基于固定 光强的点光源在场景中的移动所带来的物体表面亮度的变化，提出了一种简单快捷的单目深度提取新方法。方法： 首先根据体表面反射模型，得到光源照射下的物体表面的辐亮度，然后结合光度立体学推导物体表面辐亮度与摄 像机图像亮度之间的关系，在得到此关系式后，设计实验，依据点光源移动所带来的图像亮度的变化对深度信息 进行求解。结果：实验结果表明，该算法在简单场景和一些日常场景下均取得了较好的恢复效果，深度估计值与 实际深度值之间的误差小于10%。结论：本文方法通过光源移动带来的图像亮度变化估计深度信息，避免了复杂 的相机标定过程，计算复杂度小，是一种全新的场景深度信息获取方法。 关键词 ： 单目视觉；光度立体学；表面辐亮度；图像亮度变化；深度恢复 Extraction of monocular depth information based on image intensity clue Feng Fan , Ma Jie , Yue Zi Han , Shen Liang Nation Key Laboratory of Science and Technology on Multi-Spectral Information Processing, School of Automation, Huazhong University of Science and Technology,, Wuhan, 430074 Abstract: Background: With the development of machine vision field, the use of visual methods to solve the problem of deep extraction has gradually become a hot topic in the field of computer vision research. The scene image acquired by the monocular vision system is the projection of the 3D space in the 2D plane. In this transformation, the depth information is lost. In turn, the process of extracting depth from 2D images is the acquisition of monocular depth information. In general, the acquisition of depth information based on monocular vision is the least cost and the most difficult means of non-contact 3D measurement technology. For a long time, the basic method is to analyze the surface b