CN106251308A - 一种憎水性图像光照不均匀的滤波算法 - Google Patents

Abstract

一种憎水性图像光照不均匀的滤波算法，该算法设定憎水性图像光照不均匀噪声模型为纯加性模型，即原图像减去光照部分噪声就可以得到补偿后图像，通过控制节点数，根据最小二乘准则，采用B样条插值函数不断逼近构建憎水性图像背景光照不均匀部分，直到光补偿效果达到应用要求为止。处理后憎水性图像滤波效果明显，憎水性图像光照部分能够有效的去除，处理后图像有利于后续憎水性图像处理与分析。

Description

一种憎水性图像光照不均匀的滤波算法

技术领域

本发明涉及一种憎水性图像光照不均匀的滤波算法，属于高电压复合材料领域。

背景技术

在复合绝缘子憎水性图像的获取过程中，憎水性图像往往会受到光照等客观因素影响，引起憎水性图像亮度不均衡，进而会影响憎水性图像目标检测及分析。图像灰度值不仅仅是由光照函数(入射光)决定，而且还与反射函数有关。光照强度一般具有一致性，在空间上通常具有缓慢变化的性质，然而不同的材料或物体表面附有污秽等常引起反射率急剧变化，相应地图像的灰度值也随之改变。

实际情况中，获取光照强度分布函数非常困难，但如果根据一定准则应用相关曲面对光照部分最佳近似，则可以将原图像减去光照部分就可以得到补偿后图像，这将有利于复合绝缘子憎水性目标检测与分析。

发明内容

本发明的目的是提出一种憎水性图像光照不均匀的滤波算法，为供电部门开展复合绝缘子憎水性等级判定提供依据。

本发明的技术方案是，所述算法采用光照不均匀滤波算法得到补偿后憎水性图像。所述算法设定憎水性图像光照不均匀噪声模型为纯加性模型，即原图像减去光照部分噪声就可以得到补偿后图像，通过控制节点数，根据最小二乘准则，采用B样条插值函数不断逼近构建憎水性图像背景光照不均匀部分，直到光补偿效果达到应用要求为止。

本发明一种憎水性图像光照不均匀的滤波算法的步骤如下：

(1)确定B样条插值函数，给定(m+1)×(n+1)个点d_i，j的阵列(i＝0,1,2..m,j＝0,1,2…n)，参数u和v的节点矢量U＝(u₀≤u₁…u_m+k+1)，V＝(v₀≤v₁…v_m+k+1)；则张量积形式的参数为k×h阶的B样条曲面为如下公式：

$P(u,v)={\Σ}_{i=0}^n{\Σ}_{j=0}^m{d}_{ij}{B}_{i,k}\left(u\right)B_{j,h}\left(v\right),u_k\≤u\≤u_{m+1},v_k\≤v\≤v_{m+1}$

其中(m+1)×(n+1)个d_i，j为控制顶点，B_i，k(u)、B_j，h(v)分别为关于节点向量U、V的k阶和h阶的B样条基函数；

(2)控制顶点的数量可以调节曲面的光滑度及灵活度，假如背景变化较大，则控制顶点数要相应增加；

(3)背景初始化置零，在初次迭代中，光照补偿效果并不十分理想，接着下一次迭代，如果B样条曲面与背景最小方差小于某一阈值或迭代次数超过设定值，终止迭代；

(4)如果B样条曲面与背景最小方差大于某一阈值或迭代次数未超过设定值，将B样条曲面赋予背景，设定补偿图像中所有大于补偿图像均差与某个常数之积的像素认为是前景且被标识，在下一次迭代中，B样条曲面设计只考虑没有被标识为前景的像素；一般经过在4-10迭代后，收敛非常快速且补偿效果可达到应用要求。

本发明的有益效果是，采用本发明后，对憎水性图像滤波效果明显，憎水性图像光照部分能够有效的去除；处理后的憎水性图像有利于复合绝缘子憎水性目标检测与分析。本发明方法适用于高电压运维检修。

附图说明

图1为憎水性图像光照不均匀的滤波算法流程图；

图2(1)为憎水性图像原图；

图2(2)为憎水性图像背景部分图；

图2(3)为憎水性图像补偿后图像。

具体实施方式

憎水性图像光照不均匀的滤波算法流程如图1所示。

本实施例憎水性图像光照不均匀的滤波算法的具体实施方式如下：

(1)确定B样条插值函数，给定(m+1)×(n+1)个点d_i，j的阵列(i＝0,1,2..m,j＝0,1,2…n)，参数u和v的节点矢量U＝(u₀≤u₁…u_m+k+1)，V＝(v₀≤v₁…v_m+k+1)。则张量积形式的参数为k×h阶的B样条曲面为如下公式：

$P(u,v)={\Σ}_{i=0}^n{\Σ}_{j=0}^m{d}_{ij}{B}_{i,k}\left(u\right)B_{j,h}\left(v\right),u_k\≤u\≤u_{m+1},v_k\≤v\≤v_{m+1}$

其中(m+1)×(n+1)个d_i，j为控制顶点，B_i，k(u)、B_j，h(v)分别为关于节点向量U、V的k阶和h阶的B样条基函数。

(2)控制顶点的数量可以调节曲面的光滑度及灵活度，假如背景变化较大，则控制顶点数要相应增加。

(3)背景初始化置零，在初次迭代中，光照补偿效果并不十分理想，接着下一次迭代，如果B样条曲面与背景最小方差小于某一阈值或迭代次数超过设定值，终止迭代。

(4)如果B样条曲面与背景最小方差大于某一阈值或迭代次数未超过设定值，将B样条曲面赋予背景，设定补偿图像中所有大于补偿图像均差与某个常数之积的像素认为是前景且被标识，在下一次迭代中，B样条曲面设计只考虑没有被标识为前景的像素。一般经过在4-10迭代后，收敛非常快速且补偿效果可达到应用要求。

本实施例憎水性图像原图如图2(1)所示，憎水性图像背景部分如图2(2)所示，憎水性图像补偿后图像如图2(3)所示。

Claims (2)

1.一种憎水性图像光照不均匀的滤波算法，其特征在于，所述算法采用光照不均匀滤波算法得到补偿后憎水性图像；

所述算法设定憎水性图像光照不均匀噪声模型为纯加性模型，即原图像减去光照部分噪声就可以得到补偿后图像，通过控制节点数，根据最小二乘准则，采用B样条插值函数不断逼近构建憎水性图像背景光照不均匀部分，直到光补偿效果达到应用要求为止。

2.根据权利要求1所述的一种憎水性图像光照不均匀的滤波算法，其特征在于，所述算法的步骤如下：

(1)确定B样条插值函数，给定(m+1)×(n+1)个点d_i，j的阵列(i＝0,1,2..m,j＝0,1,2…n)，参数u和v的节点矢量U＝(u₀≤u₁…u_m+k+1)，V＝(v₀≤v₁…v_m+k+1)；则张量积形式的参数为k×h阶的B样条曲面为如下公式：

$P(u,v)={\mathrm{\Σ}}_{i=0}^n{\mathrm{\Σ}}_{j=0}^m{d}_{ij}{B}_{i,k}\left(u\right)B_{j,h}\left(v\right),u_k\≤u\≤u_{m+1},v_k\≤v\≤v_{m+1}$

其中(m+1)×(n+1)个d_i，j为控制顶点，B_i，k(u)、B_j，h(v)分别为关于节点向量U、V的k阶和h阶的B样条基函数；

(2)控制顶点的数量可以调节曲面的光滑度及灵活度，假如背景变化较大，则控制顶点数要相应增加；

(3)背景初始化置零，在初次迭代中，光照补偿效果并不十分理想，接着下一次迭代，如果B样条曲面与背景最小方差小于某一阈值或迭代次数超过设定值，终止迭代；

(4)如果B样条曲面与背景最小方差大于某一阈值或迭代次数未超过设定值，将B样条曲面赋予背景，设定补偿图像中所有大于补偿图像均差与某个常数之积的像素认为是前景且被标识，在下一次迭代中，B样条曲面设计只考虑没有被标识为前景的像素；一般经过在4-10迭代后，收敛非常快速且补偿效果可达到应用要求。