基于MapReduce的變光照采集與繪制方法研究.pdf

1、對(duì)客觀世界的真實(shí)場(chǎng)景采集與三維模型繪制一直是計(jì)算機(jī)視覺(jué)和計(jì)算機(jī)攝影學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。傳統(tǒng)成像方法受到自身積分成像機(jī)理的局限，對(duì)真實(shí)場(chǎng)景的視覺(jué)信息獲取采用降維進(jìn)行采集，但該過(guò)程丟失了諸如深度、時(shí)間等維度信息。為了更全面獲取真實(shí)場(chǎng)景的高維視覺(jué)信息，1991年Adelson等人提出了真實(shí)場(chǎng)景視覺(jué)信息的全光函數(shù)表示法，該方法描述了光場(chǎng)的入射點(diǎn)坐標(biāo)、入射角度、時(shí)間和波長(zhǎng)。隨后，基于全光函數(shù)的采集技術(shù)相繼被提出，該技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)視覺(jué)采集的不足與

2、局限性，可以更全面地獲取真實(shí)場(chǎng)景的視覺(jué)信息。
　　本文圍繞變光照采集與繪制中的關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)研究，設(shè)計(jì)了一套變光照采集和控制方案，提出了一種基于 MapReduce的分布式可視外殼繪制方法。同傳統(tǒng)多像機(jī)采集相比，變光照采集和控制方案可以模擬并獲取不同入射角光線的場(chǎng)景視覺(jué)信息，為后期高精度重光照繪制提供可能?；?MapReduce的分布式可視外殼繪制方法，采用分布式并行方案，實(shí)現(xiàn)了更快速的可視外殼繪制。論文主要內(nèi)容為：
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3、1）第二章設(shè)計(jì)了變光場(chǎng)采集系統(tǒng)硬件架構(gòu)和控制方案。系統(tǒng)架構(gòu)是一個(gè)高7米，直徑10米的穹窿體，穹窿體中主要包括照明單元、采集單元和控制單元。照明單元由2000盞LED燈組成，均勻劃分為200組分布在穹窿體中；采集單元為20臺(tái)像機(jī)組成的環(huán)形像機(jī)陣列；控制單元包含有200塊MCU控制板，實(shí)現(xiàn)了對(duì)采集單元和照明單元的精確同步控制。
　?。?）第三章提出了一種基于光照復(fù)用的光場(chǎng)采集方案。與單光源采集方案相比，基于光照復(fù)用采集技術(shù)利用多個(gè)光源

4、正交復(fù)用的原理，先獲取多個(gè)光照復(fù)用模式下的光場(chǎng)圖像，然后通過(guò)解復(fù)用得到單光源圖像。光照復(fù)用模式可以解決單光源采集時(shí)由于光源亮度過(guò)低而造成的采集圖像過(guò)暗、信噪比過(guò)低的問(wèn)題，從而獲得更高的采集質(zhì)量。
　?。?）第四章對(duì)基于分布式計(jì)算的可視外殼并行繪制進(jìn)行了研究。1）首先，基于MapReduce架構(gòu)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于圖像序列可視外殼并行繪制方法，該方法能夠顯著提高可視外殼繪制的效率。對(duì)小文件優(yōu)化和基于分布式內(nèi)存的優(yōu)化后，該方法獲得了