图像的阴影检测与去除算法研究

阴影是自然界中普遍存在的一种物理现象,图像中阴影的存在会对物体识别、目标追踪等计算机视觉的相关问题造成不利的影响,因此研究图像中阴影的检测和去除算法是十分必要的。静态图像中的阴影处理一直是一个比较困难的问题,本文在分析了阴影的成因和光谱属性的基础上,对静态图像中的阴影检测和阴影去除算法进行了研究。 阴影检测是阴影处理算法的基础,阴影检测算法的准确性直接影响之后阴影去除算法的效果。本文首先总结概括了现有的几种阴影检测算法,并对它们进行了详细的优缺点分析。最近的研究表明,对立色彩空间中的红-绿通道与阴影具有最大的无关性。本文在这一结论的基础上,联合对立色彩空间中的两个色度通道,提出了一种新的阴影检测算法——基于对立色彩空间的阴影检测法,并通过实验验证了这一算法的可行性和有效性。 阴影去除是将阴影区域中像素点的亮度和颜色,恢复到非阴影区域光照的效果下,从而使整幅图像具有视觉上的光照一致性。通过对现有的几种阴影去除算法优缺点的分析,并结合颜色恒常理论,本文提出了一种新的阴影去除算法——基于颜色恒常的阴影去除法。通过颜色恒常算法分别估计出阴影区域和非阴影区域的光照颜色,并根据Von Kries色系数定律计算出阴影区像素点变换到非阴影区光照效果下的校正增益,从而达到阴影去除的目的。通过实验结果,我们可以看到,该算法对各种场景下的图像均具有较好的阴影去除效果。