專利名稱：一種基于光照分類的自適應(yīng)圖像分割方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理技術(shù)，具體涉及光照變化條件下的自適應(yīng)圖像分割技術(shù)。
背景技術(shù)：
圖像預(yù)處理是機(jī)器視覺(jué)技術(shù)中非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，后續(xù)處理算法的準(zhǔn)確性和實(shí)用性都是建立在對(duì)采集到的圖像進(jìn)行良好預(yù)處理基礎(chǔ)之上的。光照是影響圖像預(yù)處理分割效果的主要因素之一，光照環(huán)境的改變使得即使面對(duì)相同的場(chǎng)景在不同時(shí)刻生成的圖像也是不同的，甚至是大相徑庭的。而光照引起的變化在現(xiàn)實(shí)情況中總是存在的。同一副圖像在不同光照條件下，分割算法的效果往往會(huì)發(fā)生很大的偏差，這嚴(yán)重影響了后續(xù)的分析和研究。目前，解決光照問(wèn)題主要有如下方法(1)采用直方圖均衡、對(duì)數(shù)變換等方法校正光照，但這些方法涉及的運(yùn)算復(fù)雜，計(jì)算量較大，不適合實(shí)時(shí)系統(tǒng)；(2)選擇合適的顏色特征空間，減弱光照影響，該法只能針對(duì)特定場(chǎng)景，一旦光照條件發(fā)生改變，效果較差。本發(fā)明著眼于區(qū)分圖像分割問(wèn)題中的光照情況，將光照類型分為順光和背光兩種。順光即在室內(nèi)拍攝時(shí)光線沒(méi)有遮擋，背光即在拍攝時(shí)光線被遮擋。通過(guò)計(jì)算最小歐式距離先判斷光照條件， 再選擇合適的分割算法，增強(qiáng)分割算法的抗干擾性，提高算法的通用性和準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適應(yīng)光照變化的圖像分割方法，該方法計(jì)算簡(jiǎn)單，智能判斷光照條件的自適應(yīng)圖像分割算法。本發(fā)明算法采用的技術(shù)方案是一種基于光照分類的自適應(yīng)圖像分割方法，其特征在于包括以下步驟
1)建立不同光照類型顏色特征分量標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)；
采集背光和順光條件下的目標(biāo)圖像各一組，分別提取兩組圖像的顏色特征分量，計(jì)算每組所述顏色特征分量平均值標(biāo)準(zhǔn)值，建立背光和順光的顏色特征分量的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)；所述顏色特征分量為R、G、B、H、S和V，其中R、G和B分別代表顏色空間紅色、綠色和藍(lán)色分量，H、 S和V分別表示顏色的色度、飽和度和亮度特征；
2)計(jì)算待識(shí)別圖像的顏色特征分量，通過(guò)最小歐氏距離法與所述標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，判斷是順光或背光，如果順光，進(jìn)入步驟3-1)，否則進(jìn)入步驟3-2)；
3-1)選取(S+V)/2作為特征分量消除光斑和陰影的影響；
3-2)采用色差法2R-G-B消除陰影干擾；
4)采用基于二維直方圖的最大類間方差法實(shí)現(xiàn)圖像分割，其具體步驟為
4-1)取分割閾值(^)，二維直方圖將被分割成四塊，處于對(duì)角線上的區(qū)域即對(duì)應(yīng)于目標(biāo)和背景，遠(yuǎn)離對(duì)角線的區(qū)域?qū)?yīng)于邊緣和噪聲；4-2)目標(biāo)和背景出現(xiàn)的概率
權(quán)利要求
1.一種基于光照分類的自適應(yīng)圖像分割方法，其特征在于包括以下步驟1)建立不同光照類型顏色特征分量標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)；采集背光和順光條件下的目標(biāo)圖像各一組，分別提取兩組圖像的顏色特征分量，計(jì)算每組所述顏色特征分量平均值標(biāo)準(zhǔn)值，建立背光和順光的顏色特征分量的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)；所述顏色特征分量為R、G、B、H、S和V，其中R、G和B分別代表顏色空間紅色、綠色和藍(lán)色分量，H、 S和V分別表示顏色的色度、飽和度和亮度特征；2)計(jì)算待識(shí)別圖像的顏色特征分量，通過(guò)最小歐氏距離法與所述標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，判斷是順光或背光，如果順光，進(jìn)入步驟3-1)，否則進(jìn)入步驟3-2)；3-1)選取(S+V)/2作為特征分量消除光斑和陰影的影響；3-2)采用色差法2R-G-B消除陰影干擾；4)采用基于二維直方圖的最大類間方差法實(shí)現(xiàn)圖像分割。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光照分類的自適應(yīng)圖像分割方法，其特征在于所述步驟4)基于二維直方圖的最大類間方差法的實(shí)現(xiàn)步驟為4-1)取分割閾值，二維直方圖將被分割成四塊，處于對(duì)角線上的區(qū)域即對(duì)應(yīng)于目標(biāo)和背景，遠(yuǎn)離對(duì)角線的區(qū)域?qū)?yīng)于邊緣和噪聲；4-2)目標(biāo)和背景出現(xiàn)的概率、、Wi分別為
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于光照分類的自適應(yīng)圖像分割方法，用于準(zhǔn)確分割不同光照條件下的目標(biāo)物體。通過(guò)提取待處理圖像RGB和HSV兩種空間的顏色特征，采用最小歐氏距離分類器將其光照條件分為順光和背光兩種類型。對(duì)兩種光照類型的圖像提取合適的顏色特征量作為分割參數(shù)，并引入二維直方圖，增加各個(gè)像素點(diǎn)的鄰域信息，增強(qiáng)抗干擾能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集到的圖像進(jìn)行智能光照判斷和精確分割。本發(fā)明采取先判斷光照條件后選擇分割算法的方式，使算法更具針對(duì)性，提高了算法的有效性，同時(shí)不需要校正光照，大大減少了計(jì)算代價(jià)，為后繼的圖像處理分析創(chuàng)造了有利條件。
文檔編號(hào)G06T7/00GK102385753SQ20111036447
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者朱偉興, 李新城, 趙勵(lì)強(qiáng), 馬長(zhǎng)華 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)