[發明專利]紫色土土壤圖像陰影增強方法

有效

• 申請號: 201910705747.X
• 申請日: 2019-08-01
• 公開（公告）號: CN110428380B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 曾紹華;羅俁桐;郝森;詹林慶
• 申請（專利權）人: 重慶師范大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/40;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/90
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 呂小琴

1.一種紫色土土壤圖像陰影增強方法，其特征在于：包括步驟：

S1：將紫色土土壤的原始圖像劃分為非陰影區域、半影區域和全影區域；

S2：將紫色土土壤的原始圖像轉換為HSI顏色模型的H域值矩陣H₀；其中，矩陣H₀對應于原始圖像相同位置的像素的H域值；

將紫色土土壤的原始圖像轉換為HSI顏色模型的I域值矩陣I₀；其中，矩陣I₀對應于原始圖像相同位置的像素的I域值；

S3：按1^o整化統計得到非陰影區域、全影區域和半影區域中像素點H分量的直方圖Hist_l、Hist_f和Hist_p；其中，Hist_l為非陰影區域中像素點H分量的直方圖，Hist_f為全影區域中像素點H分量的直方圖，Hist_p為半影區域中像素點H分量的直方圖；其中，按1^o整化統計得到非陰影區域、全影區域和半影區域中像素點H分量的直方圖是指將紫色土土壤的原始圖像的H分量等角度劃分為360等分，每個等分對應一個灰度級；

S4：初始化的標記向量Hist；其中，標記向量Hist初始化為360維的0向量，標記向量Hist中的每一維分別對應為按1^o整化得到各等分對應的灰度級的標簽；

S5：依次遍歷向量Hist_l、Hist_f和Hist_p中的各個灰度級，若灰度級對應的向量Hist_l、Hist_f和Hist_p的值都大于零，則更新該灰度級對應的標記向量中的標簽值為1；

S6：重復步驟S5，直到所有的向量Hist_l、Hist_f和Hist_p中的各個灰度級都被遍歷，得到更新后的標記向量HistⅠ；

S7：計算非陰影區域中標記向量HistⅠ中標簽值為1的所有灰度級對應的所有像素點亮度的算術平均值μ_l；計算全影區域中標記向量HistⅠ中標簽值為1的所有灰度級對應的所有像素點亮度的算術平均值μ_f；計算半影區域中標記向量HistⅠ中標簽值為1的所有灰度級對應的所有像素點亮度的算術平均值μ_p；

S8：根據μ_l、μ_f和μ_p，計算直接光照和間接光照的比值r、半影區整體的直接光照的遮蔽系數α和全局直接光照強度I_d；

S9：根據r、α和I_d，計算半影區域和全影區域各像素點增強后的亮度值，并將矩陣I₀中各個像素點對應位置的元素更新為增強后的亮度，得到陰影區域亮度增強后的紫色土土壤的初始圖像；

S10：對陰影區域亮度增強后的紫色土土壤的初始圖像進行色溫校正，得到色溫校正后的紫色土土壤圖像；

S11：對色溫校正后的紫色土土壤圖像進行局部對比度校正，得到局部對比度校正后的紫色土土壤圖像，即得到最終的陰影區域亮度增強后的紫色土土壤圖像；

步驟S9中，所述半影區域和全影區域各像素點增強后的亮度值的計算公式為：

其中，I_p^non_shadow(x,y)為增強后的半影區像素點(x,y)的亮度值，I_p(x,y)為增強前半影區像素點(x,y)的亮度值，I_f^non_shadow(x,y)為增強后的全影區像素點(x,y)的亮度值，I_f(x,y)為增強前全影區像素點(x,y)的亮度值，α_i為像素點(x,y)的直接光照遮蔽系數，r為直接光照與間接光照的比值；

所述I_d的計算公式為：

所述α的計算公式為：

所述r的計算公式為：

2.根據權利要求1所述紫色土土壤圖像陰影增強方法，其特征在于：所述像素點(x,y)的直接光照遮蔽系數α_i的計算公式為：

其中，μ_M×M表示像素點(x,y)的M×M鄰域內像素點亮度算術平均值。