信息处理装置、信息处理方法和存储介质制造方法及图纸

技术编号:19024481 阅读:34 留言:0更新日期:2018-09-26 19:20
本发明专利技术涉及信息处理装置、信息处理方法和存储介质。一种信息处理方法包括以下步骤:基于照明光的空间分布信息和物体的取向信息计算关于用于照明物体的物体照明光的信息;和基于关于物体照明光的信息和关于来自物体的反射光的信息校正关于反射光的信息以减少物体照明光的影响。

【技术实现步骤摘要】
信息处理装置、信息处理方法和存储介质
本专利技术涉及根据照明光校正关于来自物体的反射光的信息的信息处理装置。
技术介绍
来自物体的反射光源于在物体表面上反射和散射的照明光(illuminationlight)。因此,即使对于具有相同的反射/散射特性的两个物体,当照明光不同时,反射光也改变。由于反射光随着照明光改变而改变,因此,难以精确地获得物体的反射/散射特性。这对利用多带图像和超谱图像的远程感测造成严重问题。为了解决该问题,必须估计照明光并减少其影响。日本专利No.(JP)5950117公开了用于通过使用基于图像拾取时的天气信息确定的权重系数使自然光的直接光分量和散射光分量相互合成的方法作为照明光估计方法。在JP5950117中公开的方法可基于作为天气信息的多云程度和物体对直接光分量(directlightcomponent)的遮蔽/非遮蔽,在诸如晴天天气、多云天气和阴天的图像拾取环境下估计照明光。但是,云浓度依赖于多云程度,并且即使对于相同的云量,照明光也根据云是否遮蔽太阳而改变。因此,在JP5950117中公开的方法难以精确地估计照明光。在户外摄影时,物体由来自空中各方向的光照明,但是各照明根据物体的取向而不同。但是,在JP5950117中公开的方法难以根据物体的取向估计照明光。
技术实现思路
本专利技术提供可精确地获取物体的特性的信息处理方法和信息处理装置。根据本专利技术的一个方面的信息处理方法包括以下步骤:基于照明光的空间分布信息和物体的取向信息,计算关于用于照明物体的物体照明光的信息;和基于关于物体照明光的信息和关于来自物体的反射光的信息,校正关于反射光的信息以减少物体照明光的影响。存储能够实现上述信息处理方法的程序的计算机可读非暂时性存储介质也构成本专利技术的一个方面。根据本专利技术的另一方面的信息处理装置包括:照明信息输入器,被配置为输入照明光的空间分布信息;物体取向信息输入器,被配置为输入物体的取向信息;物体照明光计算器,被配置为基于照明光的空间分布信息和物体的取向信息计算关于用于照明物体的物体照明光的信息;反射光信息输入器,被配置为输入关于物体上的反射光的信息;和反射光校正器,被配置为基于关于物体照明光的信息和关于来自物体的反射光的信息校正关于反射光的信息以减少照明光的影响。从参照附图对示例性实施例的以下描述,本专利技术的其它特征将变得清晰。附图说明图1是根据第一实施例的信息处理方法的流程图。图2是根据第一实施例的照明光估计方法的说明图。图3A~3D是根据第一实施例的物体照明光的计算方法的说明图。图4A~4D是根据第二实施例的物体照明光的计算方法的说明图。图5是根据第三实施例的信息处理装置的框图。图6是根据第四实施例的信息处理装置的配置图。图7是根据各实施例的在物体上反射的照明光的模型。图8是根据各实施例的光线的单位矢量的计算方法的说明图。具体实施方式将参照附图给出本专利技术的实施例的详细描述。根据实施例的信息处理方法包括:基于照明光的空间分布信息和物体的取向信息计算或获取关于物体的信息的处理,基于关于物体照明光的信息和关于来自物体的反射光的信息校正关于反射光的信息的处理。以下将给出各处理的详细描述。(物体照明光的计算方法)现在参照图7,将描述用于照明物体的物体照明光的计算方法。图7示出物体上的照明光的反射模型。在照明光的空间分布信息和照明光下的物体的取向信息均已知的情况下,如下式(1)那样计算用于照明物体的物体照明光Ei(λ)。在式(1)中,Ωi是放置物体的半球空间,dΩi是半球空间Ωi内的极微小或微分立体角。Bi(λ,ωi)是入射到物体的照明光的沿角度ωi的方向从极微小立体角dΩi到达物体的光的辐射,θi是来自物体的反射光的中心轴与物体的表面法线之间的角度。照明线的空间分布信息已知意味着辐射Bi(λ,ωi)是已知的。物体的取向信息已知意味着角度θi是已知的。因此,可基于照明光的空间分布信息和物体的取向信息根据物体的取向计算物体照明光Ei(λ)(关于物体照明光的信息)。(物体照明光的影响的校正方法)如式(2)那样表达来自被物体照明光Ei(λ)照明的物体的反射光R(λ)。在式(2)中,BRDF(ωi→ωr)是作为从角度ωi的方向入射到物体的光的亮度与沿角度ωr的方向的物体上的反射/散射光的亮度的比的双向反射率分布函数。另外,dΩi是测量反射/散射光的极微小或微分立体角,θr是角度ωr(来自物体的反射光的角度信息)与物体的表面法线之间的角度。如式(2)所示,反射光R(λ)受到辐射Bi(λ,ωi)或物体照明光Ei(λ)的影响。因此,为了进行用于减少物体照明光Ei(λ)的影响的校正以及计算物体自身的反射率,必须将由式(2)表达的反射光R(λ)除以物体照明光Ei(λ)。在S(λ)是物体照明光Ei(λ)的影响得到校正的物体的真实反射率(或反射)特性的情况下,如下式(3)那样计算反射率特性(反射特性)S(λ)。在式(3)中,BRDFideal(ωi→ωr)是反射/散射特性的角度特性的形状等于BRDF(ωi→ωr)且反射率为1的理想物体的双向反射率分布函数。由于物体的BRDF(ωi→ωr)通常是未知的,因此难以计算BRDFideal(ωi→ωr)。但是,在物体具有完全漫射表面(perfectlydiffusingsurface)的情况下,BRDFideal(ωi→ωr)=1/π,并且,式(3)可因此被表达如下。该配置可通过使用物体照明光Ei(λ)和角度θr(反射光的取向信息)计算被校正以减少物体照明光Ei(λ)的影响的反射率特性S(λ)(关于来自物体的真实反射光的信息)。当多带照相机获得来自物体的反射光时,可以计算物体的反射率特性(反射特性),其中,物体照明光的影响被校正如下。最初,具有n个带的多带照相机的各带亮度值Ik可表达如下。在式(5)中,C是比例常数,R(λ)是由式(2)表达的反射光,L(λ)是用于图像拾取的光学系统中的光谱透射率。另外,是用于图像拾取的多带照相机内的第k带光谱灵敏度特性。λk1和λk2(k=1、2、…、n)是多带照相机中的第k带的光谱灵敏度特性的最小波长和最大波长。式(5)中的反射光R(λ)通过式(2)受到辐射Bi(λ,ωi)的影响。此时,作为照明光的影响得到校正的物体的反射率特性(反射特性)的Sk表达如下。与式(4)类似,式(6)假定物体具有完全漫射表面。通过使用式(6),计算物体照明光的影响得到校正的物体的反射率特性Sk。由于式(4)和(6),可基于在照明光(Ei(λ))下获得的来自物体的反射光获得物体的绝对反射率。另一方面,在照明光(Ei(λ))下获得的物体的反射光(R(λ),Ik)被如下转换成在其它照明光(E′i(λ))下获得的物体的反射光(R′(λ),I′k)。在这种情况下,可以不使用反射光的取向信息(角度θr)。(照明光的空间分布信息的获取方法)下面描述照明光的空间分布信息的获取方法。这里,将描述基于天空中的半天球图像(halfcelestialsphereimage)的照明光的空间分布信息的获取方法。顺便提及,作为先决条件,自然光B(λ)被近似如下。B(λ)=F(λ)T(λ)[a0+a1(λ/λ0)-1+a2(λ/λ0)-4](9)在式(9)中,F(λ)是地球外辐射光谱(e本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信息处理方法,其特征在于,包括以下步骤:基于照明光的空间分布信息和物体的取向信息,计算关于用于照明物体的物体照明光的信息;和基于关于物体照明光的信息和关于来自物体的反射光的信息,校正关于反射光的信息以减少物体照明光的影响。

【技术特征摘要】
2017.03.13 JP 2017-0473271.一种信息处理方法,其特征在于,包括以下步骤:基于照明光的空间分布信息和物体的取向信息,计算关于用于照明物体的物体照明光的信息;和基于关于物体照明光的信息和关于来自物体的反射光的信息,校正关于反射光的信息以减少物体照明光的影响。2.根据权利要求1所述的信息处理方法,其特征在于,校正关于反射光的信息的步骤包含基于关于物体照明光的信息、关于来自物体的反射光的信息和反射光的取向信息计算物体的反射特性的步骤。3.根据权利要求1所述的信息处理方法,其特征在于,校正关于反射光的信息的步骤包含将来自照明光下的物体的反射光转换成来自其它照明光下的物体的反射光的步骤。4.根据权利要求1所述的信息处理方法,其特征在于,物体的取向信息包含物体的表面法线矢量、物体面的方位角和仰角、以及物体面在各方向上的倾斜度中的一个。5.根据权利要求1所述的信息处理方法,其特征在于,物体的取向信息包含通过将多个局部物体视为一个物体获得的信息。6.根据权利要求1所述的信息处理方法,其特征在于,物体的取向信息是通过将局部取向的信息平均化而获得的。7.根据权利要求2所述的信息处理方法,其特征在于,反射光的取向信息是基于物体的取向信息的反射光的单位矢量。8.根据权利要求1所述的信息处理方法,还包括通过使用具有至少三个带的多带图像获得照明光的空间分布信息的步骤。9.根据权利要求8所述的信息处理方法,其特征在于,多带图像对于所有的方位具有180度或更高的视角。10.根据权利要求8所述的信息处理方法,其特征在于,多带图像的投影是等立体角投影。11.根据权利要求1~10中的任一项所述的信息处理方法,还包括基于物体的三维测量信息计算物体的取向的步骤。12.一种信息处理装置,其特征在于,包括:照明信息输入器,被配置为输入照明光的空间分布信息;物体取向信息输入器,被配置为输入物体的取向信息;物体照明光计算器,被配置为基于照明光的空间分布信息和物体的取向信息计算关于用于照明物体的物体照明光的信息;反射光信息输入器,被配置为输...

【专利技术属性】
技术研发人员:古贺悠修
申请(专利权)人:佳能株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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