CN113689354B - 一种图像阴影去除方法及处理终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种图像阴影去除方法及处理终端，所述方法包括：将RGB转换为YUV，获取图像的宽和高，根据像素值构建原始像素矩阵，转化成灰度图像；使用第一矩阵逐步移动以覆盖原始像素矩阵中的所有像素点，每移动一步，采用矩阵中心处的像素替换当前第一矩阵所覆盖的所有像素点，得到第一更新像素矩阵；使用第二矩阵在第一更新像素矩阵中逐步移动，以中心处的像素替换当前第二矩阵覆盖的所有像素点，得到第二像素矩阵；对第二像素矩阵归一化处理，以将所有像素在允许范围内，得到最终像素矩阵；复制YUV数据并填充在最终像素矩阵的对应位置，合并在一起，得到目标图像。本发明能够很好解决图片阴影的问题，且最大程度上还原图像。

Description

一种图像阴影去除方法及处理终端

技术领域

本发明涉及图像阴影处理技术领域，具体涉及一种图像阴影去除方法及处理终端。

背景技术

日常生活工作中，经常会碰到图像中存在阴影，这些阴影会影响图像自身所需要表达的信息，进而影响人的观感，为此需要将图像中的阴影去除。其中，图像包括照片、图片和视频中的帧图像。现有图像阴影去除方法中，往往只能处理低分辨率的图像，高分辨率的图像去除的阴影效果往往不够理想，或者人工采用图像处理软件(例如Photoshop)进行人工编辑处理。因此，还需要高新且能处理高分辨率图像的阴影去除方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一种图像阴影去除方法，其能够解决去除图像中阴影的问题；

本发明的目的之二提供一种处理终端，其能够解决去除图像中阴影的问题；

实现本发明的目的之一的技术方案为：一种图像阴影去除方法，包括以下步骤：

步骤1：将待处理图像的RGB颜色空间转换为YUV颜色空间，YUV颜色空间存储有YUV数据，获取待处理图像的宽度w和高度h以及各个像素点的像素值，并按位置将所有像素点的像素值保存在一个矩阵中，得到原始像素矩阵，

根据RGB颜色空间归一化处理结果，得到色度值r和g以及平均灰度值I，得到灰度图像。

步骤2：在原始像素矩阵中选择若干像素点组成第一矩阵，以第一矩阵的矩阵中心处的像素值替换当前第一矩阵的所有像素点的像素值，从而更新当前第一矩阵所覆盖的在原始像素矩阵中的所有像素点的像素值，

以第一矩阵当前位置为起点，逐步移动第一矩阵，直至第一矩阵遍历原始像素矩阵中的所有像素点，第一矩阵每移动一步到达新的位置，则以当前第一矩阵的的矩阵中心处的像素值替换当前第一矩阵的所有像素点的像素值，从而更新当前第一矩阵所覆盖的在原始像素矩阵中的所有像素点的像素值，从而更新原始像素矩阵中的所有像素点的像素值，得到第一像素矩阵，

在第一像素矩阵中选择若干像素点组成第二矩阵，以第二矩阵的矩阵中心处的像素值替换当前第二矩阵的所有像素点的像素值，从而更新当前第二矩阵所覆盖的在第一像素矩阵中的所有像素点的像素值，

以第二矩阵当前位置为起点，逐步移动第二矩阵，直至得第二矩阵遍历第一像素矩阵中的所有像素点，第二矩阵每移动一步到达新的位置，则以当前第二矩阵的的矩阵中心处的像素值替换当前第二矩阵的所有像素点的像素值，从而更新当前第二矩阵所覆盖的在第一像素矩阵中的所有像素点的像素值，从而更新第一像素矩阵中的所有像素点的像素值，得到第二像素矩阵，

其中，第一矩阵与第二矩阵相异，且第一矩阵和第二矩阵中至少有交叉，若待处理图像的平均灰度值大于上限预设阈值，则第一矩阵小于第二矩阵，若平均灰度值小于下限预设阈值，则第一矩阵大于第二矩阵；

步骤3：对第二像素矩阵中的所有像素值进行归一化，以使得第二像素矩阵中的所有像素在允许范围内，从而得到最终像素矩阵；

步骤4：将宽度w和高度h作为一行，逐行复制YUV颜色空间中的YUV数据并填充在最终像素矩阵的对应位置，从而将像素值与YUV数据合并在一起，得到目标图像，完成对待处理图像进行去除阴影。

进一步地，所述步骤1中，按公式①对RGB颜色空间进行归一化处理：

式中，R表示待处理图像的红色通道颜色值，G表示待处理图像的绿色通道颜色值，B表示待处理图像的蓝色通道颜色值

进一步地，所述步骤4中，按公式②对像素值进行归一化处理：

式中，i(x,y)表示原始像素矩阵，g(x,y)为第二像素矩阵，o(x,y)表示像素差值，max和min分别表示的允许范围的上限值和下限值，min[o(x,y)]表示o(x,y)中的最小值，max[o(x,y)]表示o(x,y)中的最大值。

进一步地，在步骤4之后，还包括，

步骤5，将目标图像的分辨率调整至目标分辨率，以得到所需要分辨率的目标图像。

实现本发明的目的之二的技术方案为：一种处理终端，其包括：

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于运行所述程序指令，以执行所述图像阴影去除方法的步骤。

本发明的有益效果为：本发明处理得到的图像，能够很好解决图片阴影的问题，且最大程度上还原图像，还原出的目标图像显示清晰且无锯齿，且解决图片背景与前景色相近的情况。

附图说明

图1为较佳实施例的流程示意图；

图2为处理终端的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

参考图1，一种图像阴影去除方法，包括以下步骤：

步骤1：将待处理图像的RGB颜色空间转换为YUV颜色空间，YUV颜色空间存储有YUV数据，获取待处理图像的宽度w和高度h以及各个像素点的像素值，坐标为(x,y)的像素点的像素值可以记为PX(x,y),并按位置将所有像素点的像素值保存在一个矩阵中，得到原始像素矩阵，按公式①对RGB颜色空间进行归一化处理，得到色度值r和g以及平均灰度值I：

式中，R表示待处理图像的红色通道颜色值，G表示待处理图像的绿色通道颜色值，B表示待处理图像的蓝色通道颜色值。

从而得到灰度图像。

步骤2：在原始像素矩阵中选择若干像素点组成第一矩阵，也即第一矩阵覆盖原始像素矩阵中的若干个像素点，以第一矩阵的矩阵中心处的像素值替换当前第一矩阵的所有像素点的像素值，从而更新当前第一矩阵所覆盖的在原始像素矩阵中的所有像素点的像素值。

以第一矩阵当前位置为起点，逐步移动第一矩阵，以使得第一矩阵遍历原始像素矩阵中的所有像素点，也即通过移动第一矩阵覆盖到原始像素矩阵中的所有像素点。其中，第一矩阵每移动一步到达新的位置，则以当前第一矩阵的的矩阵中心处的像素值替换当前第一矩阵的所有像素点的像素值，从而更新当前第一矩阵所覆盖的在原始像素矩阵中的所有像素点的像素值，从而更新原始像素矩阵中的所有像素点的像素值，得到第一像素矩阵。

在第一像素矩阵中选择若干像素点组成第二矩阵，也即第二矩阵覆盖第一像素矩阵中的若干个像素点，以第二矩阵的矩阵中心处的像素值替换当前第二矩阵的所有像素点的像素值，从而更新当前第二矩阵所覆盖的在第一像素矩阵中的所有像素点的像素值。

以第二矩阵当前位置为起点，逐步移动第二矩阵，以使得第二矩阵遍历第一像素矩阵中的所有像素点，也即通过移动第二矩阵覆盖到第一像素矩阵中的所有像素点。其中，第二矩阵每移动一步到达新的位置，则以当前第二矩阵的的矩阵中心处的像素值替换当前第二矩阵的所有像素点的像素值，从而更新当前第二矩阵所覆盖的在第一像素矩阵中的所有像素点的像素值，从而更新第一像素矩阵中的所有像素点，得到第二像素矩阵。

其中，第一矩阵与第二矩阵相异，且第一矩阵和第二矩阵中至少有交叉，也即至少存在同一个位置的一个像素点，若待处理图像的平均灰度值大于上限预设阈值，则第一矩阵小于第二矩阵，若平均灰度值小于下限预设阈值，则第一矩阵大于第二矩阵。

本实施例中，上限预设阈值设为170，下限预设阈值设为85，若平均灰度值介于85-170，则说明当前的待处理图像几乎没有阴影，无需进行处理。当然，上限预设阈值和下限预设阈值可以根据实际情况调整大小。

本步骤中，平均灰度值反映了待处理图像的亮度，通过亮度大小选择是先使用大矩阵还是小矩阵进行滤波，相当于是先进行最大值滤波后进行最小值滤波，还是先进行最小值滤波后进行最大值滤波。

步骤3：第二像素矩阵中的某些像素点处的像素值可能不在允许范围内，例如，像素值的允许范围为0-255，而某些像素点处的像素值超过255，为此需要对第二像素矩阵中的所有像素值进行归一化，以使得第二像素矩阵中的所有像素在允许范围内，从而得到最终像素矩阵。

其中，可按公式②对像素值进行归一化处理：

式中，i(x,y)表示原始像素矩阵，g(x,y)为第二像素矩阵，o(x,y)表示像素差值，也是一个矩阵，max和min分别表示的允许范围的上限值和下限值，例如允许范围为0-255，则max＝255，min＝0，min[o(x,y)]表示o(x,y)中的最小值，max[o(x,y)]表示o(x,y)中的最大值，故而max[o(x,y)]-min[o(x,y)]表示两个像素矩阵的最大差值。

步骤4：将宽度w和高度h作为一行，逐行复制YUV颜色空间中的YUV数据并填充在最终像素矩阵的对应位置，从而将像素值与YUV数据合并在一起，得到目标图像，完成对待处理图像进行去除阴影，目标图像计算待处理图像去除阴影后的图像。

步骤5，将目标图像的分辨率调整至目标分辨率，以得到所需要分辨率的目标图像。

经过以上步骤处理得到的图像，能够很好解决图片阴影的问题，且最大程度上还原图像，还原出的目标图像显示清晰且无锯齿，且解决图片背景与前景色相近的情况。

参考图2，本实施例还提供一种处理终端，其包括：

存储器101，用于存储程序指令；

处理器102，用于运行所述程序指令，以执行所述图像阴影去除方法的步骤。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种图像阴影去除方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将待处理图像的RGB颜色空间转换为YUV颜色空间，YUV颜色空间存储有YUV数据，获取待处理图像的宽度w和高度h以及各个像素点的像素值，并按位置将所有像素点的像素值保存在一个矩阵中，得到原始像素矩阵，

根据RGB颜色空间归一化处理结果，得到色度值r和g以及平均灰度值I，得到灰度图像，

步骤2：在原始像素矩阵中选择若干像素点组成第一矩阵，以第一矩阵的矩阵中心处的像素值替换当前第一矩阵的所有像素点的像素值，从而更新当前第一矩阵所覆盖的在原始像素矩阵中的所有像素点的像素值，

以第一矩阵当前位置为起点，逐步移动第一矩阵，直至第一矩阵遍历原始像素矩阵中的所有像素点，第一矩阵每移动一步到达新的位置，则以当前第一矩阵的矩阵中心处的像素值替换当前第一矩阵的所有像素点的像素值，从而更新当前第一矩阵所覆盖的在原始像素矩阵中的所有像素点的像素值，从而更新原始像素矩阵中的所有像素点的像素值，得到第一像素矩阵，

在第一像素矩阵中选择若干像素点组成第二矩阵，以第二矩阵的矩阵中心处的像素值替换当前第二矩阵的所有像素点的像素值，从而更新当前第二矩阵所覆盖的在第一像素矩阵中的所有像素点的像素值，

以第二矩阵当前位置为起点，逐步移动第二矩阵，直至得第二矩阵遍历第一像素矩阵中的所有像素点，第二矩阵每移动一步到达新的位置，则以当前第二矩阵的矩阵中心处的像素值替换当前第二矩阵的所有像素点的像素值，从而更新当前第二矩阵所覆盖的在第一像素矩阵中的所有像素点的像素值，从而更新第一像素矩阵中的所有像素点的像素值，得到第二像素矩阵，

其中，第一矩阵与第二矩阵相异，且第一矩阵和第二矩阵中至少有交叉，若待处理图像的平均灰度值大于上限预设阈值，则第一矩阵小于第二矩阵，若平均灰度值小于下限预设阈值，则第一矩阵大于第二矩阵；

步骤3：对第二像素矩阵中的所有像素值进行归一化，以使得第二像素矩阵中的所有像素在允许范围内，从而得到最终像素矩阵；

步骤4：将宽度w和高度h作为一行，逐行复制YUV颜色空间中的YUV数据并填充在最终像素矩阵的对应位置，从而将像素值与YUV数据合并在一起，得到目标图像，完成对待处理图像进行去除阴影。

2.根据权利要求1所述图像阴影去除方法，其特征在于，所述步骤1中，按公式①对RGB颜色空间进行归一化处理：

式中，R表示待处理图像的红色通道颜色值，G表示待处理图像的绿色通道颜色值，B表示待处理图像的蓝色通道颜色值。

3.根据权利要求1所述图像阴影去除方法，其特征在于，所述步骤4中，按公式②对像素值进行归一化处理：

式中，i(x,y)表示原始像素矩阵，g(x,y)为第二像素矩阵，o(x,y)表示像素差值，max和min分别表示的允许范围的上限值和下限值，min[o(x,y)]表示o(x,y)中的最小值，max[o(x,y)]表示o(x,y)中的最大值。

4.根据权利要求1或3所述图像阴影去除方法，其特征在于，在步骤4之后，还包括，

步骤5，将目标图像的分辨率调整至目标分辨率，以得到所需要分辨率的目标图像。

5.一种处理终端，其特征在于，其包括：

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于运行所述程序指令，以执行如权利要求1-4任一项所述图像阴影去除方法的步骤。

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