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      基于Fisher判別準則的光照無關(guān)圖去陰影方法

      文檔序號:6344042閱讀:473來源:國知局
      專利名稱:基于Fisher判別準則的光照無關(guān)圖去陰影方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種數(shù)字圖像處理方法,特別是一種基于Fisher判別準則的光照無關(guān)圖去陰影方法。
      背景技術(shù)
      到目前為止,圖像陰影去除方法仍是一個人們較少關(guān)注的課題。眾所周知,一幅或者多幅圖像往往包含了豐富的信息,通過對圖像的分析,可以提取出某些重要信息甚至可以將這些信息應(yīng)用到一定的場合解決某些問題。由于受技術(shù)條件的限制,在圖像成像過程中,往往會出現(xiàn)降質(zhì)現(xiàn)象,其中陰影的存在就是在圖像成像過程中由成像條件引起的一種降質(zhì)現(xiàn)象,它使目標反映的信息量有所損失或受到干擾。陰影的存在會將不同物體連在一起,進行圖像分割時會產(chǎn)生誤分割,以及在暗色調(diào)的陰影區(qū)域內(nèi),一些目標不容易被發(fā)現(xiàn), 很容易導(dǎo)致計算機無法跟蹤到目標,等等。因此,在很大程度上,陰影的存在會嚴重影響目標的分割、跟蹤與識別。要對圖像進行處理,首先必須去除圖像中的陰影,為后續(xù)分析和處理操作提供方便。本發(fā)明基于Fisher判別準則獲取光照無關(guān)圖,通過利用光照無關(guān)圖與原始灰度圖像之間的線性關(guān)系,重構(gòu)彩色無陰影圖像。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的在于針對已有技術(shù)存在的問題,提供一種基于Fisher判別準則的光照無關(guān)圖去陰影方法,能有效去圖像中的陰影,消除陰影對圖像的影響。為達到上述發(fā)明目的,本發(fā)明的構(gòu)思是
      本發(fā)明基于Fisher判別準則獲取光照無關(guān)圖,根據(jù)灰度圖像與光照無關(guān)圖之間、灰度圖像與原始彩色圖像的R、G、B
      三個波段圖像之間的線性關(guān)系,重構(gòu)彩色無陰影圖像。根據(jù)上述的發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明采用下述技術(shù)方案 一種基于光照無關(guān)圖的圖像去陰影方法,其特征在于
      首先,在一幅彩色圖像上選取兩類樣本,利用Fisher判別準則對兩類樣本進行投影, 得到最佳投影方向,進而生成光照無關(guān)圖;同時,對原始的似忍彩色圖像進行灰度化處理, 并根據(jù)選取的兩類樣本,利用區(qū)域生長法確定出陰影區(qū)域,將灰度圖像中的非陰影像素點與光照無關(guān)圖中的對應(yīng)像素點進行線性擬合,并將光照無關(guān)圖根據(jù)得到的線性關(guān)系進行拉伸。最后,將灰度圖像分別與及、G、5三個波段圖像進行線性擬合,得到三個線性關(guān)系,拉伸后的光照無關(guān)圖分別根據(jù)以上三個線性關(guān)系構(gòu)建出R、G、B波段,進行有次序地整合后,可得到無陰影的彩色圖像。其具體操作步驟如下
      (1)在原始似忍彩色圖像中選取兩個樣本,其中,同一物體表面上分別選取的陰影與非陰影像素點歸為一個樣本;(2)計算兩個樣本中像素點的對數(shù)色度波段比向量P;
      (3)利用Fisher判別準則對得到的對數(shù)色度波段比向量“進行投影,計算得到最佳投影向量< _,根據(jù)該向量方向即可得到光照無關(guān)圖/ ,
      (4)對原始似忍彩色影像進行灰度化處理,得到灰度圖像σ;
      (5)利用選取的樣本點,結(jié)合區(qū)域生長方法,將灰度圖像G中的陰影區(qū)域標記出來,其像素值設(shè)為0 ;
      (6)不考慮陰影區(qū)域的像素點,將灰度圖像G中與光照無關(guān)圖J中的非陰影像素點進行最小二乘法線性擬合,得到最佳擬合線性關(guān)系,利用該線性關(guān)系,將光照無關(guān)圖/進行線性拉伸,得到與灰度圖像相匹配的光照無關(guān)圖// ;
      (7)根據(jù)步驟(6)中的線性擬合方法,分別提取出灰度四像一與原始圖像、G、B三個波段的線性關(guān)系,將它們應(yīng)用到步驟(6)中擬合得到的光照無關(guān)圖//,分別得到三個波段;
      (8)將上述得到的三個波段進行有次序地整合后輸出,即可得到無陰影彩色圖像。
      以上所述步驟(2 )中的計算兩個樣本像素點的對數(shù)色度波段比向量Zj的計算方法如下
      色度波段比向量C計算公式為
      權(quán)利要求
      1.一種基于Fisher判別準則的光照無關(guān)圖去陰影方法,其特征在于,具體步驟如下 在原始彩色圖像中選取兩個樣本,其中,同一物體表面上分別選取的陰影與非陰影像素點歸為一個樣本;計算兩個樣本中像素點的對數(shù)色度波段比向量利用Fisher判別準則對得到的對數(shù)色度波段比向量P進行投影,計算得到最佳投影向,根據(jù)該向量方向即可得到光照無關(guān)圖/ ;對原始RGB彩色影像進行灰度化處理,得到灰度圖像G ;利用選取的樣本點,結(jié)合區(qū)域生長方法,將灰度圖像G中的陰影區(qū)域標記出來,其像素值設(shè)為0 ;不考慮陰影區(qū)域的像素點,將灰度圖像σ中與光照無關(guān)圖/中的非陰影像素點進行最小二乘法線性擬合,得到最佳擬合線性關(guān)系,利用該線性關(guān)系,將光照無關(guān)圖/進行線性拉伸,得到與灰度圖像相匹配的光照無關(guān)圖// ;根據(jù)步驟(6)中的線性擬合方法,分別提取出灰度圖像σ與原始圖像J 、G、5三個波段的線性關(guān)系,將它們應(yīng)用到步驟(6)中擬合得到的光照無關(guān)四Γ,分別得到三個波段; 將上述得到的三個波段進行有次序地整合后輸出,即可得到無陰影彩色圖像。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Fisher判別準則的光照無關(guān)圖去陰影方法,其特征在于所述步驟(2)中的計算兩個樣本像素點的對數(shù)色度波段比向量P的計算方法如下色度波段比向量計算公式為
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Fisher判別準則的光照無關(guān)圖去陰影方法,其特征在于所述步驟(3)中的利用Fisher判別準則對得到的二維對數(shù)色度值進行投影,計算得到最佳投影向,得到光照無關(guān)圖/,其計算公式如下
      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Fisher判別準則的光照無關(guān)圖去陰影方法,其特征在于所述步驟(4)中的對原始RGB彩色影像進行灰度化處理,得到灰度圖像G,其計算公式如下G = 0.2989xR+ 0.5870xG十 0.1140x5( ο)其中,G為灰度圖像,R、G、B分別為每個像素點的紅、綠、藍三個波段。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Fisher判別準則的光照無關(guān)圖去陰影方法,其特征在于所述步驟(6)中的將灰度圖像σ中與光照無關(guān)圖/中的非陰影像素點進行線性擬合,得到最佳擬合線性關(guān)系,利用該線性關(guān)系,將光照無關(guān)圖/進行線性拉伸,得到與灰度圖像相匹配的光照無關(guān)圖//,其計算公式如下設(shè)灰度圖像σ與光照無關(guān)四ι ζ間,各像素點滿足以下線性關(guān)系
      全文摘要
      本發(fā)明涉及一種基于Fisher判別準則的光照無關(guān)圖去陰影方法。首先,在一幅彩色圖像上選取兩類樣本,利用Fisher判別準則對兩類樣本進行投影,得到最佳投影方向,進而生成光照無關(guān)圖;同時,對原始的RGB彩色圖像進行灰度化處理,并根據(jù)選取的兩類樣本,利用區(qū)域生長法確定出陰影區(qū)域,將灰度圖像中的非陰影像素點與光照無關(guān)圖中的對應(yīng)像素點進行線性擬合,并把光照無關(guān)圖根據(jù)得到的線性關(guān)系進行拉伸;最后,將灰度圖像分別與、、三個波段圖像進行線性擬合,得到三個線性關(guān)系,將拉伸后的光照無關(guān)圖分別根據(jù)以上三個線性關(guān)系構(gòu)建出、、波段,進行有次序地整合后,可得到無陰影的彩色圖像。該方法操作簡單、精度較高,能有效地去除圖像中的陰影,對圖像陰影去除方法的研究具有重要意義。
      文檔編號G06T5/50GK102509278SQ20111033594
      公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
      發(fā)明者何文勇, 傅利琴, 呂智強, 肖宇, 黃微 申請人:上海大學
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