[发明专利]基于偏振信息的三维重建方法

权利要求书

1.一种基于偏振信息的三维重建方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)获取暗箱装置中待重建物体的偏振图像和深度信息；

(1a)设置驱动器的驱动指令；

(1b)在暗箱装置中，积分球照射待重建物体，探测器采集待重建物体表面反射的光信号，得到含有待重建物体的第一幅场景偏振图像I′₁；

(1c)驱动器根据设置的驱动指令，驱动偏振片作二次旋转，每次旋转的角度间隔为45°，探测器采集偏振片作二次旋转时待重建物体表面反射的光信号，得到含有待重建物体的第二幅场景偏振图像I′₂和第三幅场景偏振图像I′₃；

(1d)对场景偏振图像I′₁、I′₂和I′₃分别进行分割，得到三幅待重建物体的偏振图像I₁、I₂和I₃；

(1e)深度传感器采集暗箱装置中含有待重建物体的场景深度信息Z′_depth；

(1f)对场景深度信息Z′_depth进行分割，得到待重建物体的深度信息Z_depth；

(2)获取配准的深度信息Z_depthcor：

采用深度信息Z_depth与三幅待重建物体的偏振图像I₁、I₂和I₃中的任意一幅进行图像配准，得到配准的深度信息Z_depthcor；

(3)计算待重建物体的偏振度P：

采用斯托克斯公式，通过三幅待重建物体的偏振图像I₁、I₂和I₃，计算待重建物体的斯托克斯矢量I、Q和U，并通过计算结果计算待重建物体的偏振度P；

(4)计算待重建物体表面入射光的入射方位角和入射角θ：

(4a)采用三幅待重建物体的偏振图像I₁、I₂和I₃，计算待重建物体表面入射光的入射方位角

(4b)采用待重建物体的偏振度P，计算待重建物体表面入射光的入射角θ；

(5)根据待重建物体表面入射光的入射角θ和入射方位角计算待重建物体的偏振表面法线在x轴方向上的分量和在y轴方向上的分量

(6)对待重建物体的偏振表面法线在x轴方向上的分量和在y轴方向上的分量分别进行方向校正，实现步骤为：

(6a)采用步骤(2)得到的配准的深度信息Z_depthcor，计算待重建物体的深度表面法线在x轴方向上的分量和在y轴方向上的分量

(6b)根据待重建物体的深度表面法线在x轴方向上的分量和待重建物体偏振表面法线在x轴方向上的分量计算在x轴方向上的校正系数同时根据待重建物体的深度表面法线在y轴方向上的分量和待重建物体的偏振表面法线在y轴方向上的分量计算在y轴方向上的校正系数

(6c)将在x轴方向上的校正系数和待重建物体的偏振表面法线在x轴方向上的分量相乘，得到校正后的待重建物体的偏振表面法线在x轴方向上的分量同时将在y轴方向上的校正系数与偏振表面法线在y轴方向上的分量相乘，得到校正后的待重建物体的偏振表面法线在y轴方向上的分量

(7)对校正后的待重建物体的偏振表面法线在x轴方向上的分量和在y轴方向上的分量进行表面积分，得到待重建物体的三维信息。

2.根据权利要求1所述的基于偏振信息的三维重建方法，其特征在于，步骤(3)中所述的待重建物体的偏振度P，其计算公式为：

其中，I、Q和U表示待重建物体的斯托克斯矢量，其计算公式为：

其中，E_x表示电场在x轴方向上的矢量，E_y表示电场在y轴方向上的矢量；I₁、I₂和I₃表示三幅待重建物体的偏振图像。