一种基于偏振解析的三维表面重建方法

提出用解析反射光偏振图像来重建透明物体表面形状的原理及实现方法。从物体表面反射的光具有一定的偏振特性，偏振特性的不同反映了物体的形状和反射特性的不同，这两者之间存在一种必然的联系。通过分析物体表面反射光的偏振分布，可以得到物体的表面形状。依据菲涅耳反射公式，推导出偏振度与物体表面法线间的函数关系，据此构建相应算法，对由CCD照相机拍得的被测物体的偏振灰度图像进行处理，重建出被测物体的表面形状。实验结果证明提出的方法是实用且有效的。     

反射光偏振特性分析与物体形状的测量

基于反射光偏振特性,提出了利用图像处理技术测量透明物体三维形状的理论和方法.分析了物体表面反射光的偏振特性,表明自然光在经透明物体表面反射后,反射率随光的振动方向不同而不同,即反射光表现出部分偏振光的特性.研究了强度反射率与入射角以及光强与偏振片方向之间的函数关系,得到了光强大小与入射面方向的关系;根据偏振度概念并结合菲涅耳公式和折射定律,建立了偏振度和入射角之间的表达式,可求得物体表面法线方向,进而得到透明物体的形状.研制了光学实验平台,获得了物体反射光的偏振图像,经过图像处理,获得了被测物体的三维形状.实验结果表明,这种方法对透明物体形状测量是有效和实用的.