単一画像からの光源位置・色と表面反射特性の推定

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  • タンイツ ガゾウ カラ ノ コウゲン イチ イロ ト ヒョウメン ハンシャ トクセイ ノ スイテイ
  • Estimating Illumination Position, Color and Surface Reflectance Properties from a Single Image

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本論文では，鏡面反射成分と拡散反射成分の明るさ分布と鏡面反射領域の色分布を利用して，1枚のカラー画像から光源の位置・色と物体表面の反射特性を推定する手法を提案する．まず，鏡面ピークとおおまかに推定した拡散反射領域の明るさ分布から光源位置と反射特性を初期推定する．次に，反射成分の分離と反射モデルのあてはめからなる反復過程に基づき，光源位置と反射特性を最終推定する．このとき得られた鏡面反射領域の色分布を用いて光源色を推定する．このようにして推定された光源の位置・色および表面反射特性を用いて，任意光源状況下における仮想物体画像の生成が可能になる．

In this paper we propose a new method for estimating a position and color of a light source, as well as re flectance properties of a real object ’s surface, from a single image. We use the intensity of the diffuse and specular component for estimating the light source position, while the color distribution of the specular region is for estimating the light source color. The flow of this method is basically as follows: first, an initial position of the light source is estimated from a peak location of the specular region and a rough intensity value of the diffuse region. This diffuse-to-specular intensity value is also used to determine the initial values of the object re flectance properties. After having the initial values, using iterative fitting method, the light position and re flectance properties are estimated simultaneously. Finally, the estimation process of the light source color is based on the color distribution of the specular region. By knowing the light source position, color and the object re flectance properties, we can freely generate synthetic images under arbitrary light source conditions.

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