[發明專利]一種夜景圖像窗戶鏡面反射效應去除方法

有效

• 申請號: 201410242762.2
• 申請日: 2014-06-03
• 公開（公告）號: CN104091317B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 王建;劉長波
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 程毓英

1.一種夜景圖像窗戶鏡面反射效應去除方法，包括下面的步驟：

步驟1：按照下列的條件獲取同一背景下的兩幅含有反射效應的夜景圖像：

(1)需要拍攝兩幅圖像，并保證在拍攝時鏡頭的焦距、光圈、曝光度參數保持不變；

(2)在拍攝兩幅圖像時，要保證兩圖像在同一個平面內；

(3)在改變相機位置時，相機在同一個平面內的水平方向或垂直方向移動，但要求位移的大小應保證反射場景在兩圖像的位置有差別；

用I₁和I₂分別表示同一背景下兩幅含有反射場景的夜景圖像，用B表示整個背景分量，Ω₁和Ω₂表示I₁和I₂中反射分量所在區域，B₁和B₂分別表示Ω₁和Ω₂對應區域的背景分量，反射分量用R表示，使用加性模型來描述成像過程，即Ω₁在I₁中對應的子圖像是B₁+R，Ω₂在I₂中對應的子圖像是B₂+R；

步驟2：定位反射區域

確認兩幅圖像中反射區域對應的最上方、最下方、最左方和最右方位置的坐標值，進而分別得到兩圖像中反射區域Ω₁和Ω₂的外接矩形位置信息；

步驟3：判斷反射區域是否存在重疊；

步驟4：按照不同的情況分別進行處理：

第一種，對于反射區域不重疊的情況：用R表示Ω₁和Ω₂中的反射分量，用B₁表示Ω₁中的背景分量，用B₂表示Ω₂中的背景成分；由于Ω₁和Ω₂區域不重疊，因此I₁中Ω₁對應的子圖像是(R+B₁)，I₁中Ω₂對應的子圖像是B₂；I₂中Ω₁對應的子圖像是B₁，I₂中Ω₂對應的子圖像是(R+B₂)，針對反射區域不重疊情況的反射效應去除方法如下：

1)從I₁提取Ω₁和Ω₂對應的子圖像，分別用(R+B₁)和B₂表示；

2)從I₂中提取Ω₁和Ω₂對應的子圖像，分別用B₁和(R+B₂)表示；

3)使用I₂中Ω₁對應的子圖像B₁代替I₁中的Ω₁對應的子圖像(R+B₁)，處理后的圖像用C₁表示；

4)使用I₁中Ω₂對應的子圖像B₂代替I₂中的Ω₂對應的子圖像(R+B₂)，處理后的圖像用C₂表示；

5)將C₁和C₂求平均，得到最后的恢復圖像，用C表示；

第二種，對于反射區域存在重疊的情況：

用Ω_O表示Ω₁和Ω₂的重疊區域，即有Ω_O＝Ω₁∩Ω₂，由于Ω₁和Ω₂是用其外接矩形表示其位置，因此Ω_O也是一個矩形區域，對于Ω₁和Ω₂中非重疊的區域，按照前述的反射區域不重疊情況進行處理；

用R_O1表示I₁中Ω_O區域對應的反射分量，用R_O2表示I₂中Ω_O區域對應的反射分量，用B_O表示Ω_O區域對應的背景分量，在I₁中的反射分量R_O1在I₂中的對應區域是Ω_O+Δ，其中，Δ表示從Ω₁到Ω₂的位移，同理可得，在I₂中的反射分量R_O2在I₁中的對應區域是Ω_O–Δ，其中–Δ表示從R₂到R₁的位移；在I₁中Ω_O+Δ子圖像是B_O+Δ，I₁中Ω_O–Δ的子圖像是R_O2+B_O–Δ；I₂中Ω_O–Δ子圖像是B_O–Δ，I₂中Ω_O+Δ的子圖像是R_O1+B_O+Δ，采用下面方法去除Ω₁和Ω₂重疊區域Ω_O的反射分量：

1)從I₁中提取3個子圖像，分別用(R_O1+B_O)、(R_O2+B_O–Δ)和B_O+Δ表示；

2)從I₂中提取3個子圖像，分別用(R_O2+B_O)、(R_O1+B_O+Δ)和B_O–Δ表示；

3)計算(R_O2+B_O–Δ)和B_O–Δ的差值，得到R′_O1；計算(R_O1+B_O)和R′_O1的差值，結果用B′_O表示；

4)計算(R_O1+B_O+Δ)和B_O+Δ的差值，得到R′_O2；然后計算(R_O2+B_O)和R′_O2的差值，用B″_O表示；

5)計算B′_O和B″_O的均值，得到Ω_O的背景子圖像，用B_O表示，即有：B_O＝(B′_O+B″_O)/2；

6)恢復非重疊部分的背景圖像，最終得到總的背景圖像。