CN109785257A - 一种光照不均匀图像的处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种光照不均匀图像的处理方法，该方法包括：将待矫正的图像与其基准图像转换至包含亮度通道的颜色空间，并分离出亮度通道；将分离出的亮度通道进行模糊；根据模糊后的待矫正图像和基准图像求得矫正系数矩阵；对矫正系数矩阵进行模糊处理；根据处理后的矫正系数矩阵对图像进行矫正。还包括一种光照不均匀图像的处理系统。本发明实施例通过求取矫正系数矩阵，引入相邻正常图像的光照效果作为参考基准，可以使矫正后的图像内容过渡更加自然，序列一致性更强，视觉整体性更佳。

Description

一种光照不均匀图像的处理方法及系统

技术领域

本方面涉及图像处理技术领域，具体地说是一种光照不均匀图像的处理方法及系统。

背景技术

人体横断面彩色图像在采集的过程中，由于环境光照的变化，存在光照不均匀的情况，直接影响了图像的质量，进而影响图像的打印效果。对光照不均匀图像进行有效的矫正是保障图像打印质量的重要步骤，目前的解决方法主要是采用图像处理工具对单张图像进行人工手动矫正。

手动矫正光照不均匀图像难度较大，效率低下，且矫正过程中缺少参考依据，矫正结果缺乏序列一致性及视觉整体性。

发明内容

本发明实施例中提供了一种光照不均匀图像的处理方法及系统，以解决现有技术中的序列图像矫正效率低，缺乏参考依据，难度大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种光照不均匀图像的处理方法，该方法包括：

将待矫正的图像与其基准图像转换至包含亮度通道的颜色空间，并分离出亮度通道；

将分离出的亮度通道进行模糊；

根据模糊后的待矫正图像和基准图像求得矫正系数矩阵；

对矫正系数矩阵进行模糊处理；

根据处理后的矫正系数矩阵对图像进行矫正。

结合第一方面，在第一方面第一种可能实现的方式中，在上述方法之前还包括：对高分辨率的待矫正图像和基准图像按相同的比例进行缩小；

在对图像进行矫正前还包括：对矫正系数矩阵放大至待矫正图像的原图大小。

结合第一方面，在第一方面第二种可能实现的方式中，将分离出的亮度通道进行模糊包括均值模糊、高斯模糊。

结合第一方面，在第一方面第三种可能实现的方式中，矫正系数矩阵的求解方法包括；

假设模糊后的待矫正图像亮度通道为模糊后的基准图像亮度通道为则矫正系数矩阵式中，t_i表示第i幅光照不均匀图像的编号。

结合第一方面，在第一方面第四种可能实现的方式中，所述处理后的矫正系数矩阵的大小与待矫正图像的原图大小相同；所述矫正系数矩阵的大小与得到矫正系数矩阵的图像的大小相同。

结合第一方面，在第一方面第五种可能实现的方式中，对图像进行矫正具体包括：

假设待矫正图像的亮度通道为处理后的矫正系数矩阵为C'，则矫正后的亮度通道为

将矫正后的亮度通道与待矫正图像的其他通道合并；

将通道合并后得到的图像转换至待矫正图像的原颜色空间，得到矫正后的图像，输出至图像序列，替换序列中光照不均匀的图像。

本发明第二方面提供了一种光照不均匀图像的处理系统，利用所述的方法，该系统包括图像转换模块，用于转换待矫正图像、基准图像与亮度矫正后图像的颜色空间；

图像分离模块，用于分离待矫正图像与基准图像的亮度通道；

图像模糊模块，用于模糊分离出的亮度通道或矫正系数矩阵；

矫正系数矩阵计算模块，用于根据模糊后的待矫正图像和基准图像的亮度通道求得矫正系数矩阵；

图像矫正模块，用于根据矫正系数矩阵矫正待矫正图像。

结合第二方面，在第二方面第一种可能实现的方式中，系统还包括缩放模块，用于按相同的比例缩小高分辨率的待矫正图像和基准图像，以及按上述比例的反比例放大矫正系数矩阵。

结合第二方面，在第二方面第二种可能实现的方式中，所述的图像矫正模块包括合并模块，用于将矫正后的亮度通道与待矫正图像的其他通道合并；

替换模块，用于将矫正后的图像输出至图像序列，替换序列中光照不均匀的图像。

本发明第二方面的所述系统能够实现第一方面及第一方面的各实现方式中的方法，并取得相同的效果。

由以上技术方案可见，本发明通过求取矫正系数矩阵，引入相邻正常图像的光照效果作为参考基准，可以使矫正后的图像内容过渡更加自然，序列一致性更强，视觉整体性更佳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种光照不均匀图像的处理方法流程示意图；

图2为本发明实施例所应用的一种光照不均匀图像的处理系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

待处理的序列图像有规律地增序编号，表示为{s₁,s₂,s₃,…,s_n}，s_i(1≤i≤n)表示第i幅图像的编号；挑选出序列中光照不均匀图像，表示为{t₁,t₂,t₃,…,t_m}，其中m<n，s₁<t_i≤s_n，t_i(1≤i≤m)表示第i幅光照不均匀图像的编号。

在序列图像中邻近图像包含的内容差异不大，因此选择与光照不均匀图像t_i(1≤i≤m)邻近的光照正常图像作为矫正过程中的基准图像，可以选择第t_i-n幅图像，也可以选择第t_i+n幅图像，选择的依据是两幅图像主观视觉上内容一致，原则上是越相近的两幅图像，内容的一致性越高。实例中选择t_i-1即t_i的前1幅图像作为待矫正图像t_i的基准图像。光照不均匀反映在图像上就是图像的亮度不均匀，因此要将光照不均匀图像的颜色空间转换到包含亮度通道的颜色空间(如Lab、YUV等)，并分离图像通道。实例中将光照不均匀图像由BGR颜色空间转换至Lab颜色空间，分离出亮度通道L及通道a、通道b。

本发明实施例提供的是高分辨率的光照不均匀图像的处理方法和系统；对正常分辨率的或低分辨率的光照不均匀的图像，不需要对待矫正的图像进行缩小、对矫正系数矩阵进行放大处理。

如图1所示，一种光照不均匀图像的处理方法，该方法包括：

S1、对高分辨率的待矫正图像和基准图像按相同的比例进行缩小至原图的十分之一；

S2、将待矫正的图像与其基准图像由BGR颜色空间转换至包含亮度通道的颜色空间Lab，并分离出亮度通道L；

S3、将分离出的亮度通道进行模糊；

S4、根据模糊后的待矫正图像和基准图像求得矫正系数矩阵；

S5、对矫正系数矩阵进行模糊与放大处理；

S6、根据处理后的矫正系数矩阵对图像进行矫正。

S1中的图像缩小方法可采用区域插值法、最临近插值法等，本发明实施例采用区域插值法将原图像缩小至原来的十分之一。

S2中包含亮度通道的颜色空间包括Lab、YUV等，本发明实施例将图像由BGR颜色空间转换至Lab颜色空间并分离出L通道。

S3中对亮度通道以相同的模糊方法和内核进行模糊，模糊方法可采用均值模糊、高斯模糊等，内核大小w×h要能在一定范围内模糊掉图像的细节。本发明实施例中采用均值模糊的方法，假设待模糊图像的分辨率为W×H，那么内核大小的设定约为(1/20×max(W,H))×(1/20×max(W,H))。

S4中矫正系数矩阵的求解方法包括；

假设模糊后的待矫正图像亮度通道为模糊后的基准图像亮度通道为则矫正系数矩阵式中，t_i(1≤i≤m)表示第i幅光照不均匀图像的编号。矫正系数矩阵的大小与缩小后图像的大小相同。

S5中对矫正系数矩阵进行模糊，模糊方法可与S3的模糊方法相同，但是内核需要更大、更均匀的模糊掉细节；对模糊后的系数矩阵进行放大，放大方法可采用区域插值法、双三次插值法等。本发明实施例采用均值模糊方法对矫正系数矩阵进行模糊，内核大小为(1/10×max(W,H))×(1/10×max(W,H))；采用双三次插值法将模糊后的矫正系数矩阵放大至待矫正图像的原图大小。

S6中对图像进行矫正具体包括：

假设待矫正图像的亮度通道为放大后的矫正系数矩阵为C'，则矫正后的亮度通道为

将矫正后的亮度通道与待矫正图像的其他通道(通道a和通道b)合并；

将通道合并后得到的Lab图像转换至BGR颜色空间，得到矫正后的图像，输出至图像序列，替换序列中光照不均匀的图像。

如图2所示，一种光照不均匀图像的处理系统，该系统包括图像转换模块，用于转换待矫正图像、基准图像与亮度矫正后图像的颜色空间；图像分离模块，用于分离待矫正图像与基准图像的亮度通道；图像模糊模块，用于模糊分离出的亮度通道或矫正系数矩阵；矫正系数矩阵计算模块，用于根据模糊后的待矫正图像和基准图像的亮度通道求得矫正系数矩阵；图像矫正模块，用于根据矫正系数矩阵矫正待矫正图像；系统还包括缩放模块，用于按相同的比例缩小高分辨率的待矫正图像和基准图像，以及按上述比例的反比例放大矫正系数矩阵。

图像矫正模块包括合并模块，用于将矫正后的亮度通道与待矫正图像的其他通道合并；替换模块，用于将矫正后的图像输出至图像序列，替换序列中光照不均匀的图像。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种光照不均匀图像的处理方法，其特征是，该方法包括：

将待矫正的图像与其基准图像转换至包含亮度通道的颜色空间，并分离出亮度通道；

将分离出的亮度通道进行模糊；

根据模糊后的待矫正图像和基准图像求得矫正系数矩阵；

对矫正系数矩阵进行模糊处理；

根据处理后的矫正系数矩阵对图像进行矫正。

2.根据权利要求1所述的一种光照不均匀图像的处理方法，其特征是，在上述方法之前还包括：对高分辨率的待矫正图像和基准图像按相同的比例进行缩小；

在对图像进行矫正前还包括：对矫正系数矩阵放大至待矫正图像的原图大小。

3.根据权利要求1所述的一种光照不均匀图像的处理方法，其特征是，将分离出的亮度通道进行模糊包括均值模糊、高斯模糊。

4.根据权利要求1所述的一种光照不均匀图像的处理方法，其特征是，矫正系数矩阵的求解方法包括；

假设模糊后的待矫正图像亮度通道为模糊后的基准图像亮度通道为则矫正系数矩阵式中，t_i表示第i幅光照不均匀图像的编号。

5.根据权利要求2或4任意一项所述的一种光照不均匀图像的处理方法，其特征是，所述处理后的矫正系数矩阵的大小与待矫正图像的原图大小相同；所述矫正系数矩阵的大小与得到矫正系数矩阵的图像的大小相同。

6.根据权利要求1所述的一种光照不均匀图像的处理方法，其特征是，对图像进行矫正具体包括：

假设待矫正图像的亮度通道为处理后的矫正系数矩阵为C'，则矫正后的亮度通道为

将矫正后的亮度通道与待矫正图像的其他通道合并；

将通道合并后得到的图像转换至待矫正图像的原颜色空间，得到矫正后的图像，输出至图像序列，替换序列中光照不均匀的图像。

7.一种光照不均匀图像的处理系统，利用权利要求1-6任意一项所述的方法，其特征是，该系统包括图像转换模块，用于转换待矫正图像、基准图像与亮度矫正后图像的颜色空间；

图像分离模块，用于分离待矫正图像与基准图像的亮度通道；

图像模糊模块，用于模糊分离出的亮度通道或矫正系数矩阵；

矫正系数矩阵计算模块，用于根据模糊后的待矫正图像和基准图像的亮度通道求得矫正系数矩阵；

图像矫正模块，用于根据矫正系数矩阵矫正待矫正图像。

8.根据权利要求7所述的一种光照不均匀图像的处理系统，其特征是，系统还包括缩放模块，用于按相同的比例缩小高分辨率的待矫正图像和基准图像，以及按上述比例的反比例放大矫正系数矩阵。

9.根据权利要求7所述的一种光照不均匀图像的处理系统，其特征是，所述的图像矫正模块包括合并模块，用于将矫正后的亮度通道与待矫正图像的其他通道合并；

替换模块，用于将矫正后的图像输出至图像序列，替换序列中光照不均匀的图像。