1. Trang chủ >
  2. Công Nghệ Thông Tin >
  3. Kỹ thuật lập trình >

Giới thiệu Các loại nguồn sáng Nguồn sáng ở vô tận 3-D Nguồn sáng ở vô tận 2-D

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (531.47 KB, 28 trang )


Phần 3: PHÁT HIỆN ẢNH GIẢ MẠO DỰA TRÊN SỰ KHÁC BIỆT HƯỚNG NGUỒN SÁNG


3.1 Giới thiệu


Vấn đề ước lượng hướng nguồn sáng là một lĩnh vực nghiên cứu lớn của thị giác máy tính. Trong phần này sẽ mơ tả bài tốn, đề xuất giải pháp và sau đó sẽ trình
bày cách thức để loại bỏ các yếu tố ngoại cảnh, làm đơn giản hóa các điều kiện để hạn chế những phức tạp trong quá trình xử lý
.

3.2 Các loại nguồn sáng


Ý tưởng phát hiện ảnh giả mạo ở trên là dựa vào nguồn sáng, tuy nhiên thuật tốn này khơng áp dụng giống nhau cho tất cả các loại nguồn sáng được.
Trong nguồn sáng đơn chúng ta lại chia thành hai loại: nguồn sáng ở rất xa xa vô hạn và nguồn sáng ở gần.

3.3 Ước lượng hướng chiếu nguồn sáng


3.3.1 Ước lượng hướng chiếu của nguồn sáng


Phần này trình bày thuật tốn ước lượng tự động hướng chiếu của nguồn sáng đối với một ảnh đơn. Thuật toán gồm ba bước. Đầu tiên tìm ra những đường có khả
năng là biên khuất với xác suất cao nhất. Sau đó với mỗi đường biên khuất chúng ta sẽ ước lượng véc-tơ chỉ hướng chiếu của nguồn sáng theo mơ hình bóng đổ. Cuối
cùng các ước lượng đó được đưa vào mơ hình mạng Bayet để tìm một ước lượng thích hợp nhất cho hướng chiếu của nguồn sáng. Điều kiện là đối tượng phải có bề
mặt Lambertian, đồng thời toàn bộ bề mặt có hệ số phản chiếu là hằng số.
- - 16

3.3.2 Tìm những đường có khả năng là biên khuất


Nhiệm vụ của bước này là tìm ra những đường có khả năng là biên khuất. Có thể khơng tìm ra chính xác biên khuất nhưng cũng phải đưa ra những đường đủ tốt
cho bước tiếp theo. Thuật toán phát hiện cạnh Canny gồm 6 bước như sau:
Bước 1: Bước đầu tiên trong thuật toán phát hiện cạnh Canny là khử nhiễu và
làm phẳng ảnh ban đầu trước khi cố gắng xác định và định vị bất kỳ một cạnh nào đó.
Bước 2: Sau khi làm phẳng và khử nhiễu ảnh, bước tiếp theo là phải tìm ra độ
dài của cạnh bằng việc lấy hướng của ảnh.
Bước 3: Tìm hướng của cạnh. Một khi chúng ta đã biết hướng của cạnh theo
trục x và trục y thì hướng của cạnh sẽ dễ dàng tính được
Bước 4: Khi hướng của cạnh được tìm ra, bước tiếp theo là liên kết hướng đó
với một mà có thể lần ra ảnh.
Bước 5: Sau khi đã biết hướng cạnh thuật toán tiếp tục như sau: đi dọc cạnh
theo hướng cạnh, nếu gặp bất kỳ điểm ảnh nào mà khơng liên quan đến cạnh thì khử điểm ảnh đó đi tức là cho giá trị điểm ảnh bằng 0. Việc này sẽ cho chúng ta một
đường mảnh ở ảnh kết quả.
Bước 6: Cuối cùng là khử sự tạo thành vạch. Sự tạo thành vạch sẽ phá vỡ cạnh,
gây ra do sự dao động giữa ngưỡng trên và ngưỡng dưới. Đó là thuật tốn phát hiện cạnh Canny. Sau khi đã trích ra được các cạnh,
chúng ta sẽ nhóm các cạnh đó thành chuỗi theo luật sau: Vùng tiếp theo cạnh sẽ đồng màu.
Màu sẽ giống với màu của cạnh kế trước trong chuỗi. Vùng tiếp theo cạnh không chứa cạnh khác.
Trong chuỗi không tạo nên những chỗ gấp khúc. Việc này được thực hiện trên cả các mặt phẳng của các cạnh.
- - 17
3
.3.3 Ước lượng hướng chiếu sáng cho từng đường biên tìm được
Sau khi tìm ra các đường biên khuất có khả năng là biên khuất chúng sử dụng mơ hình bóng đổ cho các đường biên này để tìm ra hướng chiếu sáng cho từng đường
biên.
Đo cường độ sáng trên biên khuất
Theo cách trên muốn ước lượng được hướng chiếu của nguồn sáng chúng ta cần phải có cường độ sáng trên biên khuất. Tất nhiên điều này là không thể, chúng ta
không thể đo trực tiếp cường độ sáng trên biên khuất, mà phải ngoại suy từ các điểm ở xa biên.

3.3.4 Sử dụng mạng Bayes tìm ước lượng tốt nhất


Sau bước 2 chúng ta có một tập hợp các ước lượng và hiệp phương sai của n chuỗi cạnh mà có thể hoặc khơng là biên khuất. Để có thể tìm ra biên khuất chính xác
từ tập hợp n chuỗi đó ta cần chú ý một điều là đối với đường biên khuất chính xác, nói chung sẽ có hiệp phương sai nhỏ hơn và phù hợp với mơ hình hơn là những
đường khơng chính xác.

3.4 Nguồn sáng ở vơ tận 3-D


Hướng chuẩn hóa cho việc ước lượng hướng nguồn sáng bắt đầu từ việc xây dựng một số giả thuyết đơn giản:
+ Bề mặt của đối tượng phản xạ ánh sáng đẳng hướng bề mặt Lambertian + Bề mặt của đối tượng có một hằng số phản xạ
+ Bề mặt được chiếu bởi nguồn sáng điểm ở xa vơ hạn + Góc giữa bề mặt và hướng của nguồn sáng trong khoảng từ 0 đến 90 độ
Với những giả thuyết như vậy, mật độ ảnh có thể được mơ tả bởi:
- - 18
Với: + R là hằng số phản xạ
+ là véctơ 3 chiều chỉ hướng của nguồn sáng +
là véctơ pháp tuyến của bề mặt tại điểm +A là hằng số giới hạn ánh sáng xung quanh

3.5 Nguồn sáng ở vơ tận 2-D


Chúng ta có thể ước lượng được hai thành phần của hướng nguồn sáng
chỉ cần dựa trên một bức ảnh duy nhất. Thành phần z của bề mặt chuẩn được giả định bằng 0,
. Khi đó các thành phần x, y của bề mặt chuẩn có thể được
ước lượng một cách trực tiếp từ ảnh hình 12b.
- - 19
Hình 12: Mơ hình minh họa cho: Nguồn sáng vô tận 3-D, Nguồn sáng vô tận 2- D, và nguồn sáng cục bộ 2-D. Trong trường hợp 2-D, thành phần z của bề mặt
bằng 0. Không giống trường hợp nguồn sáng vô tận, hướng của nguồn sáng biến
đổi từ bên này qua bên kia của bề mặt hình cầu
Đơn giản hóa những giả định về hằng số độ tương phản
Thay vì coi tồn bộ bề mặt của đối tượng có cùng hằng số độ tương phản, mỗi phần của bề mặt có độ tương phản là hằng số. Ta sẽ ước lượng hướng của nguồn sáng bộ
phận từ việc xem xét từng phần của bề mặt đối tượng.
- - 20

3.6 Nguồn sáng ở gần bộ phận 2-D


Xem Thêm
Tải bản đầy đủ (.doc) (28 trang)

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay
×