[發明專利]小雨場景視頻數據中雨滴的檢測與去除方法和系統

有效

• 申請號: 201410527740.0
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104299214B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 朱青松;徐波;王磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T7/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 吳平

技術領域

本發明涉及圖像處理技術，特別是涉及一種小雨場景視頻數據中雨滴的檢測與去除方法和系統。

背景技術

由于計算機視覺技術的發展，人們對信息處理有著越來越高的要求，而且如今隨著信息高速公路的建設和互聯網的廣泛使用以及人們獲取信息的方式的智能化，圖像信息就顯得非常重要了。人類獲取信息的途徑主要是通過圖像和語音，其中視覺信息占據了大約70％以上，所以圖像的傳遞和處理技術的發展對智能交通、科學研究、軍事國防、安全監控等領域都起著越來越重要的作用。由于計算機視覺系統在戶外的日益普及，惡劣天氣下雨場對圖像成像有很大的影響，會造成圖像成像模糊和信息覆蓋，其直接結果是視頻圖像的清晰度下降，視頻圖像的數字化處理也會受此影響而性能下降，所以，惡劣天氣下圖像處理的研究就顯得越來越重要，成功地消除雨場等惡劣天氣對捕獲的圖像的影響將會帶來更大的實用價值。

針對惡劣天氣對視頻圖像造成影響的恢復中比較常見的就是，對受雨滴污染的視頻圖像進行修復處理的視頻圖像去雨技術，其有利于圖像的進一步處理，包括基于圖像的目標檢測、識別、追蹤、分割和監控等技術的性能提高。而且視頻圖像去雨技術在現代軍事、交通以及安全監控等領域都有廣泛的應用前景。

有關視頻圖像中雨滴特性的研究已受到國際學術界的廣泛關注，去雨算法的研究也從2003年Starik等(Starik S,Werman M.Simulation of rain in videos[C]//Proceeding of Texture Workshop,ICCV.Nice,France:2003,2:406-409)提出的中值法開始得到了迅速的發展，處理的方法已經不再局限于最初簡單的中值計算，更多的方法已經應用到視頻去雨。

現有技術大部分只利用雨滴的亮度特性或者幾何特性檢測雨滴，在初檢時效果很好，但有些非雨成分去除的不夠徹底，會造成誤檢，如基于引導濾波的視頻去雨算法，就會導致圖像模糊。

基于上述現有技術中存在的問題，有必要提供一種新的視頻圖像雨滴檢測與去除方法。

發明內容

基于此，有必要針對現有技術中只利用雨滴的亮度特性或者幾何特性進行雨滴檢測和去除時出現誤檢等情況的問題，提供一種小雨場景視頻數據中雨滴的檢測與去除方法和系統。

本發明提供了一種小雨場景視頻數據中雨滴的檢測方法，其包括：

抽取初始彩色視頻圖像中待處理的像素；

判斷所述像素對應在相鄰兩幀圖像中的亮度差是否落入預設范圍，將落入所述預設范圍的像素納入初檢結果；

通過比較所述像素分別對應在相鄰兩幀圖像中表征顏色屬性的單通道的變化量和/或兩通道變化量之間的差值與設定閾值的大小，對所述初檢結果進行篩選，獲得標記有雨滴像素的篩選結果。

在其中一個實施例中，所述判斷所述像素對應在相鄰兩幀圖像中的亮度差是否落入預設范圍、將落入所述預設范圍的像素納入初檢結果的過程包括：

提取所述初始彩色視頻圖像中連續的三幀圖像；

判斷所述像素對應在當前幀圖像中的亮度值與該像素對應在前一幀圖像中的亮度值之間的差值是否落入所述預設范圍；

判斷所述像素對應在當前幀圖像中的亮度值與該像素對應在后一幀圖像中的亮度值之間的差值是否落入所述預設范圍；

將同時滿足上述兩個判斷條件的像素納入所述初檢結果。

在其中一個實施例中，所述通過比較所述像素分別對應在相鄰兩幀圖像中表征顏色屬性的單通道的變化量和/或兩通道變化量之間的差值與設定閾值的大小、對所述初檢結果進行篩選獲得標記有雨滴像素的篩選結果的過程包括：

執行以下兩個判斷步驟中的任意一個或者兩個的組合，對所述初檢結果進行篩選：

判斷所述初檢結果中像素分別對應在相鄰兩幀圖像中表征顏色屬性的單通道的變化量是否大于第一閾值，

判斷所述初檢結果中像素分別對應在相鄰兩幀圖像中表征不同顏色屬性的兩通道變化量之間的差值是否小于第二閾值；

若選擇執行上述兩個判斷步驟中的任意一個，則將所述初檢結果中滿足上述涉及所述第一閾值或第二閾值判斷條件的像素列為雨滴像素；若選擇執行上述兩個判斷步驟的組合，則將所述初檢結果中同時滿足上述涉及所述第一閾值和第二閾值判斷條件的像素列為雨滴像素。

在其中一個實施例中，所述兩通道變化量之間的差值為像素分別對應在所述相鄰兩幀圖像中表征一類顏色屬性的單通道的變化量、與該像素分別對應在所述相鄰兩幀圖像中表征另一類顏色屬性的單通道的變化量之間差的絕對值。