CN103886577A - 一种阴影处理器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阴影处理器，目的在于通过对基于RGB空间的阴影处理方式的改进，提升阴影处理的效率。一种阴影处理器，包括获取背景图像和当前帧、条件判断和阴影输出三个步骤；上述步骤的实现方式是执行获取背景图像和当前帧步骤后，对当前帧执行条件判断步骤，满足判断条件的执行阴影输出步骤。

Description

一种阴影处理器

技术领域

本发明涉及阴影处理领域，更具体的讲是一种改进的基于RGB空间的阴影处理器。

背景技术

阴影的处理是图像处理中重要的一环。阴影不应该作为前景目标的一部分，然而阴影与背景有差别，背景差法会把阴影归到前景中去，这样就会导致阴影将不同的目标物体连接成一个物体，降低目标物体检测的精确度。因此需要对阴影做专门的处理。为了判断阴影，可以将提取出的前景像素点的某些属性和对应背景比较，满足某些条件的就是阴影。基于RGB空间的阴影处理方式就是基于这一思想产生的。

基于RGB空间的阴影处理方式

阴影与背景在色度上相似，在亮度上阴影比背景暗；而前景一般在色度和亮度上和背景都有差别，这就是阴影和前景不同的地方。两像素色度的差别在RGB空间中表现为像素矢量的夹角的差，夹角的差越大，这两像素色度差别就越大。设两像素矢量为a、b，则它们的夹角为：

$\mathrm{\θ}=\arccos \frac{a\·b}{\left|\right|a\left|\right|\×\left|\right|b\left|\right|}$

阴影和背景在色度上相似，就是说对应像素矢量的夹角差别不大。定义域值T_θ，当θ＜T_θ时，像素夹角差别不大，两像素色度相似，否则两像素色度不相似。对于亮度，像素矢量的长度就是其亮度。在亮度上阴影比背景暗，就是说阴影像素长度比背景短，但也不能差别太大，定义域值Tc，当图像像素的亮度与背景的差别大于Tc时，此像素不是阴影。

判断像素是否是阴影的实现方式如下：

1)B(x，y)是背景图像，F(x，y)是当前处理的帧；

2)对前一步提取出的前景像素点F(x，y)：

如果同时满足

$\arccos \frac{F(x,y)\&CenterDot;B(x,y)}{\left|\right|F(x,y)\left|\right|\&times;\left|\right|B(x,y)\left|\right|}<T_{\mathrm{\&theta;}}$

0＜||B(x，y)||-||F(x，y)||＜T_c

则此像素是阴影而不是前景。

由判断阴影的条件可以知道，当背景像素矢量长度越长，即背景像素越亮，而夹角阈值是固定的(T_θ)，则夹角阈值所围的RGB空间中的点就越多，即满足阴影条件的点就就多。这并不合理。而且在计算夹角的时候，需要计算图像像素的长度(||F(x，y)||)，因此对于每一帧的每一个像素都需要计算它的长度，计算量很大。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种阴影处理器，目的在于通过对基于RGB空间的阴影处理方式的改进，提升阴影处理的效率。

本发明是采取以下技术方案实现的：一种阴影处理器，包括获取背景图像和当前帧、条件判断和阴影输出三个步骤；上述步骤的实现方式是执行获取背景图像和当前帧步骤后，对当前帧执行条件判断步骤，满足判断条件的执行阴影输出步骤。

本发明的实现还包括以下的技术方案：

上述获取背景图像和当前帧步骤中的背景图像以外部参数方式的输入的，记为B(x，y)，当前帧是由摄像头采集获得的，记为F(x，y)。

上述条件判断步骤中的判断条件是同时满足：

$\arccos \frac{-(F(x,y)-B(x,y))\&CenterDot;B(x,y)}{\left|\right|F(x,y)-B(x,y)\left|\right|\&times;\left|\right|B(x,y)\left|\right|}<T_{\mathrm{\&beta;}}$

||F(x，y)-B(x，y)||＜T_d。

本发明优点和有益效果具体体现在以下几个方面：

1.本发明充分考虑了RGB空间中满足条件的点的个数不随背景亮度的不同而变化。

2.在判断满足条件的情况下本发明利用前一步输出的结果即可，不需要重复处理，提升了阴影处理的效率。

附图说明

图1是本发明的执行步骤示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图1对本发明的实施做进一步详述：

本发明是采取以下技术方案实现的：一种阴影处理器，包括获取背景图像和当前帧、条件判断和阴影输出三个步骤；上述步骤的实现方式是执行获取背景图像和当前帧步骤后，对当前帧执行条件判断步骤，满足判断条件的执行阴影输出步骤。

由上述判断阴影的条件可以知道，当背景像素矢量长度越长，即背景像素越亮，而夹角阈值是固定的(T_θ)，则夹角阈值所围的RGB空间中的点就越多，即满足阴影条件的点就就多。这并不合理。而且在计算夹角的时候，需要计算图像像素的长度(||F(x，y)||)，因此对于每一帧的每一个像素都需要计算它的长度，计算量很大。

本发明将上述实现方式进行改进，得到一个在RGB空间中满足条件的点的个数不随背景亮度不同而变化的阴影判断条件。

考虑矢量-(F(x，y)-B(x，y))，F(x，y)是当前帧在(x，y)处的像素矢量，B(x，y)是背景图像在(x，y)处的像素矢量。当这两个像素色度越接近，即F(x，y)与B(x，y)的夹角越接近，则-(F(x，y)-B(x，y))与B(x，y)的夹角也越接近。因此本发明用-(F(x，y)-B(x，y))与B(x，y)的夹角来表示这两个像素色度的接近程度

$\mathrm{\&beta;}=\arccos \frac{-(F(x,y)-B(x,y))\&CenterDot;B(x,y)}{\left|\right|F(x,y)-B(x,y)\left|\right|\&times;\left|\right|B(x,y)\left|\right|}$

定义阈值T_β，当β＜T_β时，两像素色度相似，否则两像素色度不相似。为了不让矢量F(x，y)太小，再加个条件||F(x，y)-B(x，y)||＜T_d就可以了，Td是阈值。

所述判断阴影的条件，在RGB空间中满足条件的点的个数不随背景亮度的不同而变化，并且不需要计算F(x，y)的长度，而需要计算的||F(x，y)-B(x，y)||是背景差提取运动点团所必须计算的，这里利用前一步输出的结果即可，不需要重复处理，提升了阴影处理的效率。

改进的基于RGB空间的阴影处理实现方式具体如下：

1)B(x，y)是背景图像，F(x，y)是当前处理的帧

2)对前一步提取出的前景像素点F(x，y)：

如果同时满足

$\arccos \frac{-(F(x,y)-B(x,y))\&CenterDot;B(x,y)}{\left|\right|F(x,y)-B(x,y)\left|\right|\&times;\left|\right|B(x,y)\left|\right|}<T_{\mathrm{\&beta;}}$

||F(x，y)-B(x，y)||＜T_d

则此像素是阴影。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种阴影处理器，包括获取背景图像和当前帧、条件判断和阴影输出三个步骤；上述步骤的实现方式是执行所述获取背景图像和当前帧步骤后，对当前帧执行所述条件判断步骤，满足判断条件的执行所述阴影输出步骤。

2.根据权利要求1所述的一种彩色图像背景提取处理器，其特征在于：所述获取背景图像和当前帧步骤中的背景图像以外部参数方式的输入的，记为B(x，y)，当前帧是由摄像头采集获得的，记为F(x，y)。

3.根据权利要求1所述的一种彩色图像背景提取处理器，其特征在于：所述条件判断步骤中的判断条件是同时满足：

$\arccos \frac{-(F(x,y)-B(x,y))\&CenterDot;B(x,y)}{\left|\right|F(x,y)-B(x,y)\left|\right|\&times;\left|\right|B(x,y)\left|\right|}<T_{\mathrm{\&beta;}}$

||F(x，y)-B(x，y)||＜T_d。