專利名稱：基于Fisher判別準(zhǔn)則的光照無(wú)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(zhǔn)則的光照無(wú)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(gè)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(guò)對(duì)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(chǎng)合解決某些問(wèn)題。由于受技術(shù)條件的限制，在圖像成像過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)降質(zhì)現(xiàn)象，其中陰影的存在就是在圖像成像過(guò)程中由成像條件引起的一種降質(zhì)現(xiàn)象，它使目標(biāo)反映的信息量有所損失或受到干擾。陰影的存在會(huì)將不同物體連在一起，進(jìn)行圖像分割時(shí)會(huì)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(biāo)不容易被發(fā)現(xiàn)， 很容易導(dǎo)致計(jì)算機(jī)無(wú)法跟蹤到目標(biāo)，等等。因此，在很大程度上，陰影的存在會(huì)嚴(yán)重影響目標(biāo)的分割、跟蹤與識(shí)別。要對(duì)圖像進(jìn)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(zhǔn)則獲取光照無(wú)關(guān)圖，通過(guò)利用光照無(wú)關(guān)圖與原始灰度圖像之間的線性關(guān)系，重構(gòu)彩色無(wú)陰影圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)已有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種基于Fisher判別準(zhǔn)則的光照無(wú)關(guān)圖去陰影方法，能有效去圖像中的陰影，消除陰影對(duì)圖像的影響。為達(dá)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(zhǔn)則獲取光照無(wú)關(guān)圖，根據(jù)灰度圖像與光照無(wú)關(guān)圖之間、灰度圖像與原始彩色圖像的R、G、B
三個(gè)波段圖像之間的線性關(guān)系，重構(gòu)彩色無(wú)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(wú)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(zhǔn)則對(duì)兩類樣本進(jìn)行投影， 得到最佳投影方向，進(jìn)而生成光照無(wú)關(guān)圖；同時(shí)，對(duì)原始的似忍彩色圖像進(jìn)行灰度化處理， 并根據(jù)選取的兩類樣本，利用區(qū)域生長(zhǎng)法確定出陰影區(qū)域，將灰度圖像中的非陰影像素點(diǎn)與光照無(wú)關(guān)圖中的對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)進(jìn)行線性擬合，并將光照無(wú)關(guān)圖根據(jù)得到的線性關(guān)系進(jìn)行拉伸。最后，將灰度圖像分別與及、G、5三個(gè)波段圖像進(jìn)行線性擬合，得到三個(gè)線性關(guān)系，拉伸后的光照無(wú)關(guān)圖分別根據(jù)以上三個(gè)線性關(guān)系構(gòu)建出R、G、B波段，進(jìn)行有次序地整合后，可得到無(wú)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(gè)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(diǎn)歸為一個(gè)樣本；(2)計(jì)算兩個(gè)樣本中像素點(diǎn)的對(duì)數(shù)色度波段比向量P；
(3)利用Fisher判別準(zhǔn)則對(duì)得到的對(duì)數(shù)色度波段比向量“進(jìn)行投影，計(jì)算得到最佳投影向量< _,根據(jù)該向量方向即可得到光照無(wú)關(guān)圖/ ,
(4)對(duì)原始似忍彩色影像進(jìn)行灰度化處理，得到灰度圖像σ；
(5)利用選取的樣本點(diǎn)，結(jié)合區(qū)域生長(zhǎng)方法，將灰度圖像G中的陰影區(qū)域標(biāo)記出來(lái)，其像素值設(shè)為0 ；
(6)不考慮陰影區(qū)域的像素點(diǎn)，將灰度圖像G中與光照無(wú)關(guān)圖J中的非陰影像素點(diǎn)進(jìn)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(wú)關(guān)圖/進(jìn)行線性拉伸，得到與灰度圖像相匹配的光照無(wú)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(gè)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(wú)關(guān)圖//，分別得到三個(gè)波段；
(8)將上述得到的三個(gè)波段進(jìn)行有次序地整合后輸出，即可得到無(wú)陰影彩色圖像。
以上所述步驟(2 )中的計(jì)算兩個(gè)樣本像素點(diǎn)的對(duì)數(shù)色度波段比向量Zj的計(jì)算方法如下
色度波段比向量C計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1.一種基于Fisher判別準(zhǔn)則的光照無(wú)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(gè)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(diǎn)歸為一個(gè)樣本；計(jì)算兩個(gè)樣本中像素點(diǎn)的對(duì)數(shù)色度波段比向量利用Fisher判別準(zhǔn)則對(duì)得到的對(duì)數(shù)色度波段比向量P進(jìn)行投影，計(jì)算得到最佳投影向,根據(jù)該向量方向即可得到光照無(wú)關(guān)圖/ ；對(duì)原始RGB彩色影像進(jìn)行灰度化處理，得到灰度圖像G ；利用選取的樣本點(diǎn)，結(jié)合區(qū)域生長(zhǎng)方法，將灰度圖像G中的陰影區(qū)域標(biāo)記出來(lái)，其像素值設(shè)為0 ；不考慮陰影區(qū)域的像素點(diǎn)，將灰度圖像σ中與光照無(wú)關(guān)圖/中的非陰影像素點(diǎn)進(jìn)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(wú)關(guān)圖/進(jìn)行線性拉伸，得到與灰度圖像相匹配的光照無(wú)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(gè)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(wú)關(guān)四Γ，分別得到三個(gè)波段； 將上述得到的三個(gè)波段進(jìn)行有次序地整合后輸出，即可得到無(wú)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(zhǔn)則的光照無(wú)關(guān)圖去陰影方法，其特征在于所述步驟(2)中的計(jì)算兩個(gè)樣本像素點(diǎn)的對(duì)數(shù)色度波段比向量P的計(jì)算方法如下色度波段比向量計(jì)算公式為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Fisher判別準(zhǔn)則的光照無(wú)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(zhǔn)則對(duì)得到的二維對(duì)數(shù)色度值進(jìn)行投影，計(jì)算得到最佳投影向，得到光照無(wú)關(guān)圖/，其計(jì)算公式如下
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Fisher判別準(zhǔn)則的光照無(wú)關(guān)圖去陰影方法，其特征在于所述步驟(4)中的對(duì)原始RGB彩色影像進(jìn)行灰度化處理，得到灰度圖像G，其計(jì)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(gè)像素點(diǎn)的紅、綠、藍(lán)三個(gè)波段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Fisher判別準(zhǔn)則的光照無(wú)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(wú)關(guān)圖/中的非陰影像素點(diǎn)進(jìn)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(wú)關(guān)圖/進(jìn)行線性拉伸，得到與灰度圖像相匹配的光照無(wú)關(guān)圖//，其計(jì)算公式如下設(shè)灰度圖像σ與光照無(wú)關(guān)四ι ζ間，各像素點(diǎn)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(zhǔn)則的光照無(wú)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(zhǔn)則對(duì)兩類樣本進(jìn)行投影，得到最佳投影方向，進(jìn)而生成光照無(wú)關(guān)圖；同時(shí)，對(duì)原始的RGB彩色圖像進(jìn)行灰度化處理，并根據(jù)選取的兩類樣本，利用區(qū)域生長(zhǎng)法確定出陰影區(qū)域，將灰度圖像中的非陰影像素點(diǎn)與光照無(wú)關(guān)圖中的對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)進(jìn)行線性擬合，并把光照無(wú)關(guān)圖根據(jù)得到的線性關(guān)系進(jìn)行拉伸；最后，將灰度圖像分別與、、三個(gè)波段圖像進(jìn)行線性擬合，得到三個(gè)線性關(guān)系，將拉伸后的光照無(wú)關(guān)圖分別根據(jù)以上三個(gè)線性關(guān)系構(gòu)建出、、波段，進(jìn)行有次序地整合后，可得到無(wú)陰影的彩色圖像。該方法操作簡(jiǎn)單、精度較高，能有效地去除圖像中的陰影，對(duì)圖像陰影去除方法的研究具有重要意義。
文檔編號(hào)G06T5/50GK102509278SQ20111033594
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)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(qiáng), 肖宇, 黃微 申請(qǐng)人:上海大學(xué)