在机器视觉的奇妙世界里2D-光度立体成像是一场关于影像与深度的神秘之旅它就像是解开了一道古老谜题让平
在机器视觉的奇妙世界里，光度立体成像是一场关于影像与深度的神秘之旅。它就像是解开了一道古老谜题，让平面的世界变得三维丰富。在这个技术的指引下，电脑不再仅仅是看图，而是能看到事物间微妙的距离差异，就如同我们用手触摸周围世界一样。
光度立体成像（Photometric Stereo）是一种利用不同光照条件下拍摄的多张图片来恢复物体表面形状和反射属性的技术。这项技术基于光学物理模型，假设物体表面是朗伯（Lambertian）反射，即反射光强与观察方向无关。朗伯表面假设：表面反射的光强度仅与表面的法线方向和光源方向有关。
通过改变光源的方向，获取物体在不同光照条件下的图像。分析这些图像，我们可以提取出物体表面的形状信息。这项技术尤其适用于那些对象具有3D立体表面，这使准确识别表面缺陷变得更加困难，例如浮雕、纹理化或高反射性表面，以及那些对象几乎没有特征对比度或纹理的对象。
在机器视觉中常规使用的是标准光源和工业相机配置，它们从单个照明/观测视角捕获图像。但有时，这种方法可能是不够用的，因为通常不能根据在单个图像点记录的强度值来确定局部表面形状（包括压纹或其他3D细节）。
为了克服这些挑战，可以将“ 光度立体”应用于在保持观察方向不变的情况下改变连续观察之间的入射照明方向。这一方法称为使用多个不同位置并且朝向不同的灯泡进行拍摄，从而能够重建出更详细的地理数据。
这种方法被称为“正交投影”，因为每次拍摄时相机都位于相同位置，但每次都是以不同的角度去探索这个空间中的景象。这种方式对于想要了解一个环境内部结构或者想要找到某些隐藏元素的人来说非常有用。而且，由于整个过程只需要移动着色灯，不需要任何设备移动，所以操作起来也非常简单。
通过处理来自正交投影法给出的反射率图、法向量图，我们即可实现对凹凸特征的一步增强，对不同反射率材料区分，以及重建深度图。例如，在塑料瓶盖上，可以发现字符以及塑料本身的一些缺陷；而且这还可以帮助我们区分哪些部分是塑料做成，那些则由其他材料制成。此外，这样的数据集对于研究人员来说也是宝贵资料，他们可以利用这些数据来开发新的算法，以进一步提高自动识别系统性能。
