چكيده

در پردازش تصاوير و تصاوير تركيبي، تركيب تصوير يك شيء با تصويري از شيء ديگر كاري متداول است. براي بدست آوردن يك تركيب بدون نقص، اغلب لازم است تا شرايط نوري تصوير را تشخيص داده و ميزان درخشش اشياء وارد شده را تنظيم نمود. در اين مقاله، ما يك الگوريتم جديد براي تشخيص چندين منبع نور را معرفي مي‌كنيم كه از محدوديت‌هاي سيستم بصري انسان (HVS) با توجه به تحقيقات ديگران و اندازه گيري‌هاي انجام شده توسط ما بهره‌گيري خواهد نمود. در نهايت، ما كاربردي از روش خود در مورد تركيب تصاوير و وارد كردن اشياء ساختگي را ارائه خواهيم كرد.

 

1. معرفي

اين مقاله به مشكل بدست آوردن موقعيت و شدت نسبي منابع نوري در يك صحنه فقط با در اختيار داشتن يك عكس مي‌پردازد. اين كار بطور كلي دشوار است، حتي اگر فقط يك منبع نوري صحنه را نورپردازي كرده باشد.

براي بدست آوردن داده‌هاي نوري، بطور معمول از گيرنده‌هاي نوري استفاده مي‌شود. يك گيرنده نوري عبارت است از يك شيء سه بعدي با شكل و BRDF مشخص (تابع توزيع انعكاسي دو سويه، كه يك توصيف از خصوصيات بازتابشي ماده است) كه در هنگام گرفته شدن عكس در صحنه قرار داده مي‌شود. متاسفانه در بسياري از موارد اين روش قابل اجرا نيست؛ مثلاً در نقاشي‌ها و عكس‌هاي گرفته شده در شرايط كنترل نشده. البته مي‌توان از هر شيء موجود در صحنه براي اين كار استفاده كرد، مشروط به اينكه اطلاعات هندسي آن در موجود باشد تا بتوان از اين طريق موقعيت يا جهت منابع نوري را تخمين زد. برعكس، اگر منبع نوري مشخص باشد مي‌توان هندسه سه بعدي را بطور تخميني تعيين نمود؛ يك مساله دشوار كه بنام تعيين شكل از طريق سايه معروف است.

ولي آنچه مطلوب ما است، بدست آوردن منبع نور بدون در دست داشتن هيچگونه مدل هندسي است. به همين منظور، ما ابتدا يك آزمايش رواني- فيزيكي انجام داديم تا ميزان دقت انسان در تشخيص منابع نوري را بدست آوريم. از نتايج اين آزمايش براي اعتبار سنجي عددي و اداركي نتايج الگوريتم تشخيص نور استفاده نموديم. سپس ما از يك شيء دلخواه در تصوير بعنوان گيرنده نوري استفاده كرديم. ما دريافتيم كه فرض داشتن يك شكل محدب بعنوان گيرنده نوري، براي بازسازي جهت‌هاي نوري كافي است. ما تنها به شبح شيء مورد نظر در تصوير نياز داريم، كه اين كار را در حد استفاده از نرم افزارهاي ويرايش تصوير ساده مي‌كند. در مرحله بعد ما اطلاعات موجود در محيط مرئي و گراديان‌هاي موجود در شكل را آناليز كرديم تا به جهت نورها و شدت نسبي آنها پي ببريم.

محيط‌هاي واقعي مي‌توانند شامل چندين منبع نوري باشند. در عمل ما دريافتيم كه در بيشتر موارد، شناسايي چهار منبع نوري كه در تركيب با يكديگر روشنايي مشابه روشنايي موجود در عكس ايجاد كنند، كافي است. اين كار ابعاد راه‌حل را مثل محيط‌هاي داراي نورپردازي حرفه‌اي كه معمولاً با سه منبع نور روشن مي‌شوند قابل مديريت مي‌سازد. همچنين، با اينكه ما در ابتدا فرض كرده بوديم كه گيرنده نوري انتخاب شده از نوع لامبرتي است، نشان خواهيم داد كه اين يك پيش نياز قدرتمند نيست.

ما معتقديم كه از طريق آناليز سازگاري بيت تصاوير، الگوريتم ما مي‌تواند به بهبود چندين نوع از نرم افزارها كمك كند؛ مثل Photo Clip Art، Interactive Digital Photomontage، يا PhotoTourism.

 

 

 

2. تحقيقات پيشين

محاسبه جهت منابع نوري از طريق تصاوير يك مساله دشوار است كه داراي راه حل‌هاي بسياري مي‌باشد كه به يك تصوير مشابه منجر مي‌شوند. در نتيجه يا بايد مفروضاتي را درباره محيط ايجاد كرد، يا يك شكل هندسي شناخته شده در صحنه موجود باشد، و يا اينكه بايد اطلاعات اضافه‌اي بدست آورده شوند تا اين مساله را به يك مساله قابل حل تبديل كنند.

براي شناسايي منابع نور انفرادي، يك آناليز محلي در مورد سطح و مشتقات تصوير مي‌تواند بمنظور تخمين جهت تابش منبع نور مورد استفاده قرار بگيرد. همچنين محدود كردن محيط مرئي به يك شيء منفرد، يا بافت بندي مي‌تواند سرنخ‌هايي در مورد منشاء نور به ما بدهد.

براي شناسايي چندين منبع نور، محيط بايد به همراه گيرنده نوري ذكر شده در بالا – يك شيء كاليبراسيون با اندازه و شكل مشخص – عكاسي شود. براي مثال، يك گوي لامبرتي مي‌تواند براي اين كار مورد استفاده قرار گرفته و سپس براي شناسايي جهت منابع نوري چندگانه آناليز شود. همچنين، سطح چندين گوي آينه‌اي را مي‌توان به همين منظور مثلث بندي نمود. تركيب گوي‌هاي لامبرتي و آينه‌اي را نيز مي‌توان مورد استفاده قرار داد. در نهايت، بازتاب‌هاي چشم يك انسان را مي‌توان براي رديابي منابع نوري مورد آناليز قرار داد.

یک روش دیگر برای غلبه بر ماهیت ناکامل این مساله، استفاده از یک دوربین Range برای ثبت هندسه تصویر است که این امکان را فراهم می‌کند که بتوان منابع نوری را از طریق ترکیب تصویر و داده‌های Range کشف کرد. هندسه بدست آمده از این طریق را نیز می‌توان برای همین منظور بکار برد. برعکس، روش ما دارای محدودیت‌های روش پیشین نیست؛ یعنی در روش ما به یک شیء کالیبراسیون یا هندسه مشخص نیازی نداریم. علاوه بر این، ما به سایه نور روی اشیاء مجاور و اطلاعات دوربین نیازی نخواهیم داشت.

 

دریافت مقاله

مطالب مشابه

استفاده از راهنمای متلب

در صورتي كه بخواهيد در مورد دستور و يا تابع خاصي ا

demo استفاده از

دستور demo پنجره جديدي باز مي كند كه شما در آن مي

استفاده از diary در MATLAB

يك روش ايجاد برنامه براي مبتديان بكار بردن دستور d

مجموعه‌اي از زيباترين نمودارها

نرم‌افزار متلب، بدون شك يكي از بهترين نرم‌افزارها

تحلیل مدار و الکترونیک با استف

کتابی که مشاهده می کنید، شامل 12 فصل زیر است:

مقدمه ای بر منطق فازی با استفا

کتابی که مشاهده می کنید، به مبحث منطق فازی در متلب

نوشتن دیدگاه


تصویر امنیتی
تصویر امنیتی جدید