[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
地址：	430072 湖***	國省代碼：	湖北;42
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種自然圖像陰影消除方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬圖像處理技術領域，尤其涉及一種自然圖像陰影消除方法。

背景技術

公知，有光照和遮擋就會產生陰影。盡管圖像中的陰影可以為圖像中物體的形狀、光源位置、光照情況等提供信息，但是，陰影的存在對于圖像相關問題的研究會產生不利影響，例如，由于陰影掩蓋了圖像中目標物體的部分信息，使得該物體的識別準確率降低；陰影會提高圖像后期處理中的圖像匹配、目標分割和跟蹤的復雜度。另外，出于美學方面的考慮，在數字圖像的后期處理中可能希望消除掉圖像中的某些與圖像內容無關但是會影響到圖像內容本身的陰影，例如，攝影師在圖像場景中的投影。因此，陰影消除是一個重要的圖像處理工作。

陰影消除包括兩個內容，陰影檢測和陰影消除。準確地檢測陰影是有效消除圖像中陰影的重要基礎。目前，雖然計算機視覺領域已經有大量的陰影檢測工作，但是由于陰影引起了圖像在灰度值上的變化，同時還在一定程度上改變了陰影區域紋理、顏色等特征，特別是對于復雜的陰影，簡單的檢測方法已不能準確地識別出陰影區域。而陰影消除指在保證圖像陰影區域原有色調及紋理結構的基礎上，恢復其在正常光照下的場景。因此，陰影消除的最大挑戰是如何在恢復陰影區域光照信息的同時也得保證區域中的細節特征，比如，色調、幾何結構及紋理結構等，使得恢復后的陰影區域與周圍的非陰影區域是自然的融合在一起。目前，基于光照不變特征圖像和解泊松方程的陰影去除方法，以及基于統計模型的陰影消除方法雖然在處理簡單陰影圖像上取得較好的結果，但是針對復雜圖像陰影以及不一致陰影,其陰影消除結果仍然有待加強。為了解決多紋理復雜陰影以及不一致陰影消除帶來的問題，當前迫切需要一種簡單高效的陰影消除方法。

發明內容

本發明為了解決上述的技術問題，提出了一種基于亮度恢復優化的圖像陰影消除方法。

本發明的技術方案是：一種自然圖像陰影消除方法，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]]>