由图像灰度恢复物体三维形状实验

由图像灰度恢复物体三维形状实验•1.光源方向求取：–铬球；–立体球；•2.物体三维形状恢复：•立体球；•实物；光源方向求取-铬球•根据高光点位置求取光源方向铬球图（光源方向未知）nsrij高光点处：已知：|n|=|s|=|r|=1推得：右图为例，可先求得：高光点处法向量n=(-0.5474,-0.1024,0.8306)；已知高光点处满足：r=(0,0,1)；求得光源方向：s=(-0.9093,-0.1702,0.3798)；ijYXZ世界坐标系原点：铬球球心rnrns2光源方向求取-铬球•4幅图片光源方向比较：•S1=(-0.9093-0.17020.3798);•S2=(-0.7564-0.36560.5424);•S3=(-0.5267-0.51790.6740);•S4=(0.0050-0.63400.7733);YXZ光源方向求取-铬球•4幅图片光源方向比较：Y方向:三维图:YXZ1-th2-th3-th4-th光源方向求取-立体球•已知三个点的灰度值及•三个点的法方向，求取•该图像的光源方向•3个点如图所示：•灰度值:•I1=151;I2=20;I3=108•单位法向量:•n1=(0,0,1);n2=(0,-0.7071,0.7071);•n3=(-0.7071,0,0.7071);•带入式:•求得光源方向:s=(-0.00890.63070.7760),如图红色箭头YXZsnnnTTTdkIII322211点1点2点3S光源方向求取-立体球•8幅图片光源方向比较(各幅图像独立求得):S1=(-0.0089,0.6307,0.7760);S5=(0.0199,-0.6297,0.7766);S2=(0.4423,0.5108,0.7372);S6=(-0.4471,-0.4334,0.7825);S3=(0.6286,0.0630,0.7752);S7=(-0.6679,0.0115,0.7442);S4=(0.4702,-0.4177,0.7775);S8=(-0.4534,0.4863,0.7469);YXZ光源方向求取-立体球•8幅图片光源方向比较(各幅图像独立求得):•Y方向:•3维图:YXZ物体三维形状恢复-立体球•已知3幅图像的光源方向S（可根据前面实验求得）;•已知3幅图像的灰度值I;•代入右式求得立体球上每一点的•单位法向量n;•实际实验时采用八幅图，利用最小二乘法求得立体球上每个点的单位法向量nnsssTTTdkIII322211YXZ物体三维形状恢复-立体球•立体球上每点单位法向量n图:物体三维形状恢复-立体球•根据立体球上每点单位法向量n恢复立体球形状:物体三维形状恢复-实物•实验现场:物体：魔方•目的:获得3幅不同光源方向下的图片物体三维形状恢复-实物•三个光源方向下的图片:•区域灰度图：物体三维形状恢复-实物•三维形状恢复效果:三棱锥状(魔方的一个角)物体三维形状恢复-实物•三维形状恢复效果:三棱锥状(魔方的一个角)•分析：1.由于魔方阴影及其背景反光影响，三棱锥周边形状误差较大物体三维形状恢复-实物•三维形状恢复效果:三棱锥状由图像灰度恢复物体三维形状实验•Thankyou!