中文摘要：

本项目首次根据物体反射的偏振特性对一般不透明非镜面反射物体的形状和反射特性进行了建模研究。利用研制的光学测试系统，运用光电信息处理技术和计算机图象处理技术，提出一种新的基于反射光偏振特性分析获得物体形状和反射特性描述的实现方法。这种方法具有实现简单、计算量小、成本低的优点。基于观察获取物体的形状和反射特性(modeling from observation)是计算机视觉的一项重要研究内容，并应用到各个不同领域之中，如文化艺术作品的数字化保存、三维动画的模型建构、医学研究中的牙齿、骨头等的计算机辅助视觉分析。完整地描述一个物体对于基于机器视觉完成的工业检测、物体识别、机器人视觉以及计算机图形学中合成图像的真实描述都具有重要的作用。本项目的研究对开发新的非接触测量物体形状和反射特性的光电检测技术具有理论和实践双重意义。

结论摘要：

提出了一种通过研究物体表面反射光偏振图像实现物体形状测量的新的理论与方法。在分析物体表面反射光的偏振特性的基础上，结合偏振度概念和菲涅尔公式建立了偏振度和入射角、入射面方位角之间的关系，从而求得物体表面的法线，为本项目的研究奠定了理论基础。证明了通过分析反射光偏振特性可以用来测量透明物体以及非透明物体的形状，并且可以用来研究物体表面的反射模型。提出了反射光成分的分离方法，提出了非透明物体形状测量的理论和方法，研制了光学实验平台，获得了物体反射光的偏振图像，通过相应的图像处理算法，得到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以及非透明物体的形状测量是有效和实用的.这项研究发展了一种新的非接触测量物体形状的方法以及反射特性的光电检测技术。