基于明暗恢复形状(shape from shading,简称SFS)方法进行海底侧扫声呐图像三维重建时,会因为方法中反射模型与海底表面不相符而降低重建精度。为此文章在分析大陆架海底表面特点及侧扫声呐工作机理的基础上,提出了基于SFS混合反射模型...基于明暗恢复形状(shape from shading,简称SFS)方法进行海底侧扫声呐图像三维重建时,会因为方法中反射模型与海底表面不相符而降低重建精度。为此文章在分析大陆架海底表面特点及侧扫声呐工作机理的基础上,提出了基于SFS混合反射模型的侧扫声呐图像海底地形重建方法。首先在保留Lambert漫反射模型的基础上引入Blinn-Phong镜面反射模型,并基于侧扫声呐图像粗糙度进行漫反射系数、镜面反射系数和镜面反射指数的自适应设计,从而形成适合复杂海底表面的混合反射模型;然后线性化处理辐射照度方程,并采用牛顿-拉夫逊方法来获得海底表面高程;最后根据海底点设计反演高程约束系数来约束表面高程,进而完成侧扫声呐图像的三维重建。试验测试结果表明,相较于其他三维重建方法,文中方法的平均绝对误差值VMAE平均降低了32.18%、相关系数值VCC平均提高了29.62%、信噪比值VSNR平均提升了27.23%,有效实现了侧扫声呐图像三维重建。展开更多
基于Microfacet理论,当光线照射到粗糙表面时会发生显著的多次镜面反射现象,而传统偏振双向反射分布函数(Polarized Bidirectional Reflectance Distribution Function,pBRDF)未能很好地描述这种现象,为了得到更精确的pBRDF模型,更好地...基于Microfacet理论,当光线照射到粗糙表面时会发生显著的多次镜面反射现象,而传统偏振双向反射分布函数(Polarized Bidirectional Reflectance Distribution Function,pBRDF)未能很好地描述这种现象,为了得到更精确的pBRDF模型,更好地分析材料的偏振特性,本文在包含镜面反射、漫反射和定向漫反射的三分量pBRDF模型基础上,进一步定义了高阶微相位角与一阶相位角的关系。改进后的pBRDF模型不仅考虑了多次镜面反射的几何衰减因子,还引入了微相位角的定义,从而建立了一个更全面的高阶镜面反射pBRDF模型。通过比较不同的pBRDF模型,并结合偏振特性采集装置进行验证,实验结果表明,本文提出的模型优于其他模型,三阶模型效果普遍优于二阶。在偏振图像渲染中,峰值信噪比和结构相似性平均分别提升10.09%和2.97%,呈现更加真实的渲染效果。验证本文提出的高阶镜面反射pBRDF模型能够更准确地描述目标表面的偏振特性。展开更多
文摘基于明暗恢复形状(shape from shading,简称SFS)方法进行海底侧扫声呐图像三维重建时,会因为方法中反射模型与海底表面不相符而降低重建精度。为此文章在分析大陆架海底表面特点及侧扫声呐工作机理的基础上,提出了基于SFS混合反射模型的侧扫声呐图像海底地形重建方法。首先在保留Lambert漫反射模型的基础上引入Blinn-Phong镜面反射模型,并基于侧扫声呐图像粗糙度进行漫反射系数、镜面反射系数和镜面反射指数的自适应设计,从而形成适合复杂海底表面的混合反射模型;然后线性化处理辐射照度方程,并采用牛顿-拉夫逊方法来获得海底表面高程;最后根据海底点设计反演高程约束系数来约束表面高程,进而完成侧扫声呐图像的三维重建。试验测试结果表明,相较于其他三维重建方法,文中方法的平均绝对误差值VMAE平均降低了32.18%、相关系数值VCC平均提高了29.62%、信噪比值VSNR平均提升了27.23%,有效实现了侧扫声呐图像三维重建。
文摘基于Microfacet理论,当光线照射到粗糙表面时会发生显著的多次镜面反射现象,而传统偏振双向反射分布函数(Polarized Bidirectional Reflectance Distribution Function,pBRDF)未能很好地描述这种现象,为了得到更精确的pBRDF模型,更好地分析材料的偏振特性,本文在包含镜面反射、漫反射和定向漫反射的三分量pBRDF模型基础上,进一步定义了高阶微相位角与一阶相位角的关系。改进后的pBRDF模型不仅考虑了多次镜面反射的几何衰减因子,还引入了微相位角的定义,从而建立了一个更全面的高阶镜面反射pBRDF模型。通过比较不同的pBRDF模型,并结合偏振特性采集装置进行验证,实验结果表明,本文提出的模型优于其他模型,三阶模型效果普遍优于二阶。在偏振图像渲染中,峰值信噪比和结构相似性平均分别提升10.09%和2.97%,呈现更加真实的渲染效果。验证本文提出的高阶镜面反射pBRDF模型能够更准确地描述目标表面的偏振特性。
