Klinker, Shafer và Kanade [9] đã đề xuất cách phân đoạn dựa theo tính chất vật lý. Họ thiết lập mơ hình gọi là mơ hình phản ảnh hai sắc thái DRM (Dichromatic Reflection Model).
Theo mơ hình, vật liệu cĩ thể chia làm hai loại theo những thuộc tính cơ bản về quang học. Đĩ là vật liệu đồng nhất về quang học và khơng đồng nhất về quang học. Những vật liệu đồng nhất về quang học cĩ độ khúc xạ khơng thay đổi. Kim loại, thủy tinh và những tinh thể là những ví dụ thơng dụng nhất của vật liệu đồng nhất. Những vật liệu khơng đồng nhất là sự kết hợp, trộn lẫn các hạt, phần tử cĩ tính chất quang học khác nhau. Ví dụ vật liệu khơng đồng nhất như : nhựa, giấy, thuốc nhuộm, vải.
Khi ánh sáng chiếu đến bề mặt của một đối tượng, một số trong đĩ được phản xạ. Phần phản xạ tại bề mặt của đối tượng sao cho gĩc phản xạ bằng gĩc tới được gọi là phản ánh bề mặt. Phần ánh sáng tới được thu lại sau khi đi qua đối tượng được gọi là phản ảnh bên trong.
DRM mơ tả tồn bộ phản ánh này. Aùnh sáng phản ánh L(λ,g) là một kết hợp tuyến tính của phản ánh bề mặt và phản ánh bên trong được tính theo biểu thức sau: ) ( ) ( ) ( ) ( ) , (λ g ms g Cs λ mb g Cb λ L = + (2.1)
trong đĩ λ là bước sĩng, g là hệ số hình học, ms và mb lần lượt là phân bố phổ cơng suất của phản ánh bề mặt và phản ánh bên trong. Cs và Cb là các hệ số phạm vi hình học. Từ ánh sáng phản ánh L(λ,g), Klinker, Shafer và Kanade [22] tiến hành phân đoạn ảnh.
Phương pháp này cĩ nhiều hạn chế. Mơ hình DRM chỉ cĩ thể sử dụng để phân tích ảnh được quan sát trong những điều kiện hết sức nghiêm ngặt.