[發明專利]一種基于彩色影像的便攜式陰影提取方法

有效

• 申請號: 202010193838.2
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111415357B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 范澤琳;高放;張鵬
• 申請（專利權）人: 長光衛星技術股份有限公司
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/136
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 朱紅玲

1.一種基于彩色影像的便攜式陰影提取方法，其特征是：該方法由以下步驟實現：

步驟一、獲取原始彩色影像，將所述影像的RGB色彩空間向HSI色彩空間的轉換，獲得HSI色彩空間的影像；

步驟二、計算步驟一獲得的HSI色彩空間的影像指數；包括設置HSI空間中影像的強度I，陰影指數NDI，建筑指數BI以及綠波段占比指數RadioG；

所述陰影指數NDI的表示形式為：

式中，normlized為經過歸一化至[0,1]范圍的值；H_normlized和I_normlized分別表示HSI空間中經過歸一化至[0,1]范圍后的波長和強度；

建筑指數BI用公式表示為：

BI＝[B_normlized-I_normlized]_normlized

式中，B_normlized表示經過歸一化至[0,1]范圍后的藍光波段像元值；

綠波段占比指數RadioG用下式表示為：

式中，R、G、B分別表示紅、綠、藍光波段像元值；

步驟三、自動化提取陰影，具體為：

對步驟二所述的HSI空間中影像的強度I，陰影指數NDI，建筑指數BI以及綠波段占比指數RadioG分別設置閾值，將建筑指數BI的閾值設定在[0.28,0.36]范圍內，將綠波段占比指數RadioG的閾值設定在[0.28,0.36]范圍內，將強度I和陰影指數NDI歸一化至[0,255]，再通過最大類間方差法自適應地計算用于陰影提取的最佳分割閾值；

并根據所述最佳分割閾值，對相應影像指數進行邏輯判斷并結合掩膜，實現對陰影的提取；

步驟四、對步驟三提取的陰影進行修正；具體過程為：

構建人機交互界面，在步驟三獲取的強度I和陰影指數NDI閾值的基礎上，根據步驟一的原始彩色影像和陰影提取的結果，交互式的修正強度I和陰影指數NDI的閾值，直至陰影提取結果符合人眼觀察情況時，獲得修正后的陰影。

2.根據權利要求1所述的一種基于彩色影像的便攜式陰影提取方法，其特征在于：還包括步驟五、對步驟四獲得修正后的陰影結果進行優化，采用二值影像處理算法，對提取陰影結果進行椒鹽噪聲的去除、孔洞填充以及邊緣平滑處理，最終獲得優化后的陰影。

3.根據權利要求1所述的一種基于彩色影像的便攜式陰影提取方法，其特征在于：步驟一的具體過程為：

將RGB色彩空間的影像轉換到HSI色彩空間，由下式表示為：

上式中，θ為中間變量，H為顏色的波長；S為顏色的飽和度；I為強度。

4.根據權利要求1所述的一種基于彩色影像的便攜式陰影提取方法，其特征在于：步驟四中，所述人機交互界面包括兩個顯示窗口，上窗口用于展示原始影像，下窗口用于展示實時的陰影提取結果，兩個窗口支持用戶對影像進行拖拽以顯示不同區域，且兩窗口顯示區域位置聯動；界面最下端提供強度I和陰影指數NDI的閾值設置滑塊，初始值為基于最大類間方差法自動獲取的閾值。

5.根據權利要求1所述的一種基于彩色影像的便攜式陰影提取方法，其特征在于：所述建筑指數BI的閾值設定為0.32，綠波段占比指數RadioG的閾值設定為0.32。