本徵圖像

基本概念

本徵圖像，是指將一幅圖像分解成兩個部分——反射圖和照射圖（或稱本色圖和高光圖），這兩幅由分解得到圖像就是原圖像的本徵圖像。

照射圖（Shading image），或稱高光圖，是反應原圖像光照情況的圖像。

反射圖（Reflectance image），或稱本色圖，是指在變化的光照條件下能夠維持不變的圖像部分。反射圖是原圖像去掉高光後的圖像。

原始圖像、反射圖、照射圖三者的關係可以由公式表示出來：

其中，I表示原圖像，R表示反射分量，S表示照射分量。推導過程省略。

獲取原始圖像的本徵圖像的方法有很多，對不同的圖像形式：單張圖像和圖像序列，提取方法是不同的。

Retinex理論

該理論假設圖像滿足局部一致性，理論的核心假設一個大的導數很可能意味著圖像塊邊界處反照率，另一方面，圖像上較小的導數很可能是由亮度變化引起的。

其中，圖像塊是由指反照率相同或相近的圖像區域組成的。

圖像序列法

Weiss在論文中研宄了本徵圖分解問題的一個簡化方面,如果已有同一場景在不同光照下的一個圖像序列,那么可以在獲得這一序列圖像的基礎上求解亮度本徵圖和反照率本徵圖。

該方法的原理是在普遍自然圖像中，梯度濾波的結果是稀疏的。在此基礎上，假設梯度濾波的先驗分布是拉普拉斯分布，那么使用極大似然估計可以完成本徵圖像分解。

其他分解方法

還有其他的分解方法，如基於紋理、基於深度信息、基於機器學習等。

本徵圖像概念的引入，有利於對圖像進行更好的分析和目標分割。

原始圖像的亮度往往是由環境光照所影響的，而物體本身的材質信息與光照情況無關。

在反射圖中，主要表現了原圖像的顏色信息和目標材質信息，其中高光區域和非高光區域之間的邊界得以消除，而物體之間的邊界依然存在，此時因為去除了光照的影響，可以更容易的對不同目標進行分割；而照射圖可以提供物體形狀的信息。