对比度失真

由于镜头缺陷以及衍射和色差等光学现象,会产生一种称为对比度失真的伪像。即使在处于 “完美” 对焦距离时,光学缺陷也会导致相邻像素之间出现轻微的模糊。像素模糊程度取决于相机光圈的大小以及相应的景深和到正确对焦距离的距离。

备注

对比度失真是由相机镜头中的模糊引起的。

当我们从高吸收性表面突然转换到反射性表面时,就会出现对比度失真。这可能是棋盘格上的黑白过渡区域,或具有镜面反射的区域,例如光泽的金属圆柱体。这些错误在3D点云中表现为表面失真/变形的伪像。该伪像也称为拉普拉斯效应,因为点云中的失真曲线看起来像拉普拉斯曲线。

拉普拉斯效应的示例

下图2D图像中的下半部分应用了Laplacian滤波器来展示强度转换。 请注意过滤器如何突出边缘,即彩色图像中的过渡(无论强度如何变化)。

带有拉普拉斯滤波器的边缘高光示例

对比度失真沿图像x轴(相机的基线)发生,但不沿y轴发生。 对比度失真的强度取决于小区域内像素的强度变化的梯度。 尖锐或明显的渐变会在点云中产生更明显的失真,如下图所示。

警告

对比度失真只发生在相机的基线上。

与显示亮度和失真关系的图对齐的图

让我们看一下两个相似的圆柱A和B。与圆柱A相比,圆柱B沿其主体在黑暗和明亮区域之间的亮度差异更大。此外,圆柱B的强度转换区域更窄,因此亮度梯度更陡峭。 这两个特性导致对比度失真在圆柱B的点云中有更大的影响,失真变得更高更陡峭。

不同的反射方向产生了一个强烈的对比度失真效果,在第二张图像中显示为黑色的条纹。在生成的点云中(右侧),圆柱体表面的过度曝光会产生一个 “脊” ,使圆柱体从其实际的圆柱形状扭曲和变形。

在管道上以三种方式显示对比度失真。

如需修正和/或移除这类伪像,请查看 处理对比度失真