[發明專利]一種自然圖像陰影消除方法

在審

• 申請號: 201510053613.6
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104599253A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 肖春霞;張玲
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

1.一種自然圖像陰影消除方法，其特征在于，包括下述步驟：

步驟1，對輸入的陰影圖像I檢測其陰影區域S；

步驟2，對圖像I自適應地分解為小塊，其中陰影區域的塊集合為{S_i}，非陰影區域的塊集合為{L_j}；所述的步驟2中包括如下子步驟：

步驟2.1，將圖像分成大小為w×w的小塊且相鄰塊之間有部分重疊的區域；

步驟2.2，對于含有陰影邊界像素的塊，將其再分為四個小塊；利用步驟1中計算的陰影標識圖將圖像分解的塊劃分為兩個集合，即陰影區域的塊集合{S_i}和非陰影區域的塊集合{L_j}，其中包含陰影邊界像素的邊也劃分為陰影區域的塊；

步驟3，對每一個陰影塊S_i∈{S_i}，在{L_j}中找一個紋理最相似塊作為它的最佳匹配塊；步驟3中還包括如下步驟：

步驟3.1，計算陰影區域和非陰影區域中每個塊的協方差矩陣C_R，協方差矩陣C_R表示塊的紋理特征：

CR=1n-1Σk=1n(zk-z‾)(zk-z‾)T]]>

其中，n為塊中的像素個數，z_k為第k個像素點的特征向量，z為塊中所有像素的平均特征向量，為的轉置形式；

步驟3.2，以非陰影區域塊的協方差矩陣為結點值，構建一個非陰影塊的KD-tree；

步驟3.3，對每個陰影塊，在構建的KD-tree中尋找ζ個最相似的塊作為它的紋理相似候選塊；

步驟3.4，在5個候選非陰影塊中，選擇與陰影塊空間距離最小的非陰影塊作為該陰影塊的最佳匹配塊；同理，為每一個陰影塊，找到一個非陰影塊作為它的紋理最相似匹配塊；

步驟4，構建局部亮度恢復算子，根據步驟3.4中計算的匹配塊信息消除每個陰影塊中的陰影；

步驟5，對步驟2.1中陰影塊間的重疊區域進行加權平均，得到塊間過渡平滑且自然的陰影消除結果；

步驟6，對陰影區域的邊界進行紋理修復，得到最終陰影消除結果。