基于單幅圖像陰影檢測(cè)與去除算法的研究.pdf

1、通常在獲取圖像時(shí)，由于陰影的作用及影響，會(huì)使圖像存在不同程度的降質(zhì)現(xiàn)象。陰影是一種由成像條件引起的降質(zhì)現(xiàn)象，它使目標(biāo)反映的信息量缺損或受到干擾，削弱圖像中的光學(xué)信息，降低圖像的解譯精度和速度，嚴(yán)重影響圖像的各種定量分析和應(yīng)用。陰影是由于光源被物體遮擋而產(chǎn)生的，意味著圖像信息的損失會(huì)對(duì)后續(xù)的圖像匹配、模式識(shí)別、地物提取等工作產(chǎn)生影響，因此對(duì)圖像中的陰影進(jìn)行研究與處理是十分有必要的。
　　本文主要研究基于單幅圖像陰影檢測(cè)與去除的算法，

2、重點(diǎn)介紹基于陰影特征的方法進(jìn)行陰影去除。首先論述陰影去除算法的背景及意義，國(guó)內(nèi)外各種陰影檢測(cè)與去除算法的研究現(xiàn)狀;然后介紹了圖像成像的理論知識(shí)及陰影的類型和性質(zhì)。陰影性質(zhì)是陰影檢測(cè)算法的理論依據(jù)，本文借鑒了比率圖方法中亮度信息在陰影檢測(cè)中尤為重要的思想，考慮到陰影區(qū)域的面積通常是比較大的連通區(qū)域，陰影區(qū)域與非陰影區(qū)域相比具有較低的亮度值的特點(diǎn)，提出了一種結(jié)合亮度平均值和區(qū)域生長(zhǎng)的陰影檢測(cè)算法。這種算法首先需要對(duì)RGB空間的陰影圖像做前期

3、預(yù)處理，進(jìn)一步得到對(duì)比度增強(qiáng)的灰度圖像;然后對(duì)灰度圖像進(jìn)行二值化后，基于二值圖像對(duì)陰影中心進(jìn)行粗糙定位，從而計(jì)算出陰影中心在HSI空間的亮度平均值;最后由得到的亮度平均值和陰影中心點(diǎn)，對(duì)陰影區(qū)域做區(qū)域生長(zhǎng)和邊緣膨脹后得到最終的陰影區(qū)域。該算法既利用了圖像陰影中心位置的亮度信息，又利用了圖像陰影中心位置的顏色信息，使陰影檢測(cè)的結(jié)果與真實(shí)陰影區(qū)域更加接近，提高了算法的自動(dòng)檢測(cè)的精度。最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)本文算法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　

4、陰影檢測(cè)是進(jìn)行陰影去除的必備前提條件，陰影去除算法的最終結(jié)果直接依賴于檢測(cè)到的陰影區(qū)域的好壞。在傳統(tǒng)陰影檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上提出了一種新穎的算法—基于子區(qū)域匹配的陰影去除算法。通過(guò)紋理分割和匹配，將陰影區(qū)域和非陰影區(qū)域分成不同的子區(qū)域，再通過(guò)匹配子區(qū)域?qū)?shí)現(xiàn)自適應(yīng)光照轉(zhuǎn)移。這一算法不僅能夠?qū)?fù)雜紋理以及亮度條件的陰影圖像進(jìn)行處理，還能夠使陰影區(qū)域中像素點(diǎn)的顏色、亮度、紋理恢復(fù)到非陰影區(qū)域正常光照的效果，周圍場(chǎng)景的表現(xiàn)更為連續(xù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本