首页 / 专利库 / 物理 / 相图 / 基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法

基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法

阅读:688发布:2020-05-14

专利汇可以提供基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于 颜色 迁移的新旧时 相图 中局部光线差异去除的方法,涉及图像技术领域,包括以下步骤:建立监控区域信息 数据库 ;将新旧时相图进行 图像配准 ;计算新旧时相图的积分图;为了更好地描述新旧时相图中存在的局部差异大小,我们计算新旧时相图中相应窗口之间的归一化互相关NCC值;为每一 像素 点计算出最佳颜色迁移时的局部窗口大小;计算每一像素点在不同的窗口大小的局部均值与局部方差;进行颜色迁移,获得目标图像;将目标图像与新时相图进行像素值作差,若该点的像素差值大于 阈值 ,则将目标图像中该点的像素值设为新时相图的像素值。本发明基于颜色迁移消除新旧时相图中的局部光照差异,提高了违章建筑可疑变化区域提取的准确率。,下面是基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法专利的具体信息内容。

1.一种基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤(1)、读取监控区域所记录的新旧时相图;
步骤(2)、使用SIFT算法,对新旧时相图进行配准,去除摄像机抖动晃动造成的影响;
步骤(3)、将新旧时相图从RGB空间转换到La*b*空间;
步骤(4)、计算新旧时相图的积分图,用来计算新旧时相图在窗口大小为k时的两图像的局部均值与局部标准差;
步骤(5)、设定n个大小间隔相同的k值,k的取值范围为:新旧时相图的宽度*0.1至新旧时相图的宽度*0.2,k为整数,计算在不同窗口大小下,新旧时相图中相应窗口之间的归一化互相关NCC值;针对新旧时相图中每一像素点,在相应的n个NCC值中,筛选出最大NCC值对应的k值作为该点进行颜色迁移时所用的窗口大小;
步骤(6)、实现新旧时相图在每一像素点对应一个窗口大小下的局部均值与局部方差的特征平移,生成目标图像;
步骤(7)、计算目标图像与新时相图之间相应像素点的差值,修复生成图像。
2.根据权利要求1所述的一种基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法,其特征在于,步骤(7)具体为:将目标图像中每一像素点与新时相图中相应像素点进行作差,如果两者像素差值大于阈值C,则将新时相图中该点的像素值赋值给目标图像中相应像素点,否则保持不变。
3.根据权利要求2所述的一种基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法,其特征在于,C为新旧时相图之间像素值均值作差的绝对值。
4.根据权利要求1所述的一种基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法,其特征在于,步骤(4)中,
4.1、计算积分图,其公式为:
其中,Is(i,j)为积分图在坐标点(i,j)的积分值,s(l,m)为输入图像在坐标点(l,m)的像素值,i为积分图的横坐标,j为积分图的纵坐标,l为输入图像的横坐标,m为输入图像的纵坐标,l的取值范围为(0,i),m的取值范围为(0,j);
4.2、在窗口大小为k时,局部均值计算公式为:
其中, 为局部均值,k为平滑时窗口的大小;
4.3、在窗口大小为k时,局部标准差计算公式为:
其中, 为局部标准差。
5.根据权利要求4所述的一种基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法,其特征在于,步骤(5)具体如下:
5.1、计算新旧时相图之间的协方差
其中, 为协方差,n(l,m)为新时相图在坐标点为(l,m)时的像素值,
o(l,m)为旧时相图在坐标点为(l,m)时的像素值,
为新时相图在像素点为(i,j)处的局部像素均值,
为旧时相图的局部均值;
5.2、设定n个间隔相同的窗口大小k,其中,k的取值范围:k=(新旧时相图的宽度*0.1,新旧时相图的宽度*0.2);
5.3、针对每个像素点,计算在不同窗口大小下的NCC值,计算NCC的公式为:
其中,NCC(i,j)为归一化互相值, 为旧时相图在像素点为(i,j)处的局部标准差,为新时相图在像素点为(i,j)处的局部标准差, 为新旧时相图在像素点为(i,j)处的协方差;
对于每一个像素点,在该点求出的NCC值中的最大值所对应的窗口k值作为该点进行颜色迁移时所用的窗口大小。
6.根据权利要求5所述的一种基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法,其特征在于,步骤(7)具体如下:
步骤7.1、根据每一像素坐标点所计算出的k值,计算目标图像:
其中,nnew(i,j)为目标图像,n(i,j)为新时相图在像素点为(i,j)处的像素值;
步骤7.2、将目标图像中每一像素点与新时相图中相应像素点进行像素值作差比较,如果两者像素差值大于阈值C,则将新时相图中该点的像素值赋值给目标图中相应像素点,否则保持不变:
其中,C=|μn-μo|,μn为新时相图全局像素值均值,μo为旧时相图全局像素值均值。

说明书全文

基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及图像处理技术领域,特别是一种基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法。

背景技术

[0002] 当今社会,土地是人类赖以生存和发展的宝贵自然资源,土地的持续利用是人类社会持续发展的基石。在人口日益膨胀的今天,尤其是在我国,土地承受着巨大的压,人地关系日趋紧张。而违章建筑、土地违法使用等行为是导致目前中国面临窘境的主要原因之一,因此我们急需高效且准确的找出违章建筑的可疑变化区域。
[0003] 识别违章建筑的过程中极易受到复杂的环境干扰,尤其是光照引起的伪变化,使得违章建筑物识别的误报率大大增加,同时也降低了识别的准确率。现有定点监控易受到光照干扰的问题,导致在违章建筑变化检测过程中存在大量的误报率。在复杂的室外场景下减少光照干扰是提高违章建筑物识别率的关键之一。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法,本发明有效的解决了目前图像影差法中存在的光照干扰。
[0005] 本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
[0006] 根据本发明提出的一种基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法,包括以下步骤:
[0007] 步骤(1)、读取监控区域所记录的新旧时相图;
[0008] 步骤(2)、使用SIFT算法,对新旧时相图进行配准,去除摄像机抖动晃动造成的影响;
[0009] 步骤(3)、将新旧时相图从RGB空间转换到La*b*空间;
[0010] 步骤(4)、计算新旧时相图的积分图,用来计算新旧时相图在窗口大小为k时的两图像的局部均值与局部标准差;
[0011] 步骤(5)、设定n个大小间隔相同的k值,k的取值范围为:新旧时相图的宽度*0.1至新旧时相图的宽度*0.2,k为整数,计算在不同窗口大小下,新旧时相图中相应窗口之间的归一化互相关NCC值;针对新旧时相图中每一像素点,在相应的n个NCC值中,筛选出最大NCC值对应的k值作为该点进行颜色迁移时所用的窗口大小;
[0012] 步骤(6)、实现新旧时相图在每一像素点对应一个窗口大小下的局部均值与局部方差的特征平移,生成目标图像;
[0013] 步骤(7)、计算目标图像与新时相图之间相应像素点的差值,修复生成图像。
[0014] 作为本发明所述的一种基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法进一步优化方案,步骤(7)具体为:将目标图像中每一像素点与新时相图中相应像素点进行作差,如果两者像素差值大于阈值C,则将新时相图中该点的像素值赋值给目标图像中相应像素点,否则保持不变。
[0015] 作为本发明所述的一种基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法进一步优化方案,C为新旧时相图之间像素值均值作差的绝对值。
[0016] 作为本发明所述的一种基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法进一步优化方案,步骤(4)中,
[0017] 4.1、计算积分图,其公式为:
[0018]
[0019] 其中,Is(i,j)为积分图在坐标点(i,j)的积分值,s(l,m)为输入图像在坐标点(l,m)的像素值,i为积分图的横坐标,j为积分图的纵坐标,l为输入图像的横坐标,m为输入图像的纵坐标,l的取值范围为(0,i),m的取值范围为(0,j);
[0020] 4.2、在窗口大小为k时,局部均值计算公式为:
[0021]
[0022] 其中, 为局部均值,k为平滑时窗口的大小;
[0023] 4.3、在窗口大小为k时,局部标准差计算公式为:
[0024]
[0025] 其中, 为局部标准差。
[0026] 作为本发明所述的一种基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法进一步优化方案,步骤(5)具体如下:
[0027] 5.1、计算新旧时相图之间的协方差
[0028]
[0029] 其中, 为协方差,n(l,m)为新时相图在坐标点为(l,m)时的像素值,[0030] o(l,m)为旧时相图在坐标点为(l,m)时的像素值,
[0031] 为新时相图在像素点为(i,j)处的局部像素均值,
[0032] 为旧时相图的局部均值;
[0033] 5.2、设定n个间隔相同的窗口大小k,其中,k的取值范围:k=(新旧时相图的宽度*0.1,新旧时相图的宽度*0.2);
[0034] 5.3、针对每个像素点,计算在不同窗口大小下的NCC值,计算NCC的公式为:
[0035]
[0036] 其中,NCC(i,j)为归一化互相值, 为旧时相图在像素点为(i,j)处的局部标准差, 为新时相图在像素点为(i,j)处的局部标准差, 为新旧时相图在像素点为(i,j)处的协方差;
[0037] 对于每一个像素点,在该点求出的NCC值中的最大值所对应的窗口k值作为该点进行颜色迁移时所用的窗口大小。
[0038] 作为本发明所述的一种基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法进一步优化方案,步骤(7)具体如下:
[0039] 步骤7.1、根据每一像素坐标点所计算出的k值,计算目标图像:
[0040]
[0041] 其中,nnew(i,j)为目标图像,n(i,j)为新时相图在像素点为(i,j)处的像素值;
[0042] 步骤7.2、将目标图像中每一像素点与新时相图中相应像素点进行像素值作差比较,如果两者像素差值大于阈值C,则将新时相图中该点的像素值赋值给目标图中相应像素点,否则保持不变:
[0043]
[0044] 其中,C=|μn-μo|,μn为新时相图全局像素值均值,μo为旧时相图全局像素值均值。
[0045] 本发明采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下技术效果:
[0046] (1)本发明通过消除新旧时相图中的局部光照差异,来提高违章建筑可疑变化区域提取的准确率;
[0047] (2)本发明通过限制颜色迁移时,新时相图中像素值发生变化的范围,来保证有效的违章建筑变化区域不会被移除;
[0048] (3)本发明有效的解决了目前图像影差法中存在的光照干扰。附图说明
[0049] 图1是本发明方法实施例的步骤流程图
[0050] 图2a是原始二值域图。
[0051] 图2b是颜色迁移后的二值域图。

具体实施方式

[0052] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
[0053] 本发明的一种基于颜色迁移的新旧时相图中局部光线差异去除的方法,如图1所示包括以下步骤:
[0054] 步骤1:将定点监控拍摄区域图片信息存入数据库,并在图片上标记拍摄的时间和地点,方便日后进行比对。其中图片的尺寸为1920*1080。
[0055] 步骤2:从数据库读取新旧时相图,并保证两图像之间的间隔日期不超过7天。
[0056] 步骤3:使用SIFT(Scale-invariant feature transform)算法,对新旧时相图进行配准,去除摄像机抖动晃动等造成的影响。
[0057] 步骤4:记录配准过程在边界处产生的黑色区域,为了后续去除生成的目标图像中的噪音。
[0058] 步骤5:将新旧时相图的RGB空间转换为La*b*空间。
[0059] 步骤6:计算新旧时相图的积分图,来加速计算新旧时相图在窗口大小为k时的两图像的局部均值与局部标准差,具体步骤如下:
[0060] 6.1计算积分图,其公式为:
[0061]
[0062] 其中,Is(i,j)为积分图在坐标点(i,j)的积分值,s(l,m)为输入图像在坐标点(l,m)的像素值,i为积分图的横坐标,j为积分图的纵坐标,l为输入图像的横坐标,m为输入图像的纵坐标,l的取值范围为(0,i),m的取值范围为(0,j);
[0063] 6.2、在窗口大小为k时,局部均值计算公式为:
[0064]
[0065] 其中, 为局部均值,k为平滑时窗口的大小;
[0066] 6.3、在窗口大小为k时,局部标准差计算公式为:
[0067]
[0068] 其中, 为局部标准差。
[0069] 步骤7:设定k的取值范围为k={75,100,125,150,175,200},为了更好的反应新旧时相图之间的局部差异大小,我们用新旧时相图中相应窗口之间的归一化互相关(NCC)大小作为描述其局部差异程度的指标。当NCC越大时,两区域的局部差异越小,则进行颜色迁移时,能更好的保留图像原有的结构特征,并防止违章建筑可疑的变化区域被移除,具体步骤如下:
[0070] 7.1计算新旧时相图之间的协方差
[0071]
[0072] 其中, 为协方差,n(l,m)为新时相图在坐标点为(l,m)时的像素值,[0073] o(l,m)为旧时相图在坐标点为(l,m)时的像素值,
[0074] 为新时相图在像素点为(i,j)处的局部像素均值,
[0075] 为旧时相图的局部均值;
[0076] 7.2分别计算当k={75,100,125,150,175,200}时,每个像素坐标点所对应的6个NCC值,计算NCC的公式为:
[0077]
[0078] 其中,NCC(i,j)为归一化互相值, 为旧时相图在像素点为(i,j)处的局部标准差, 为新时相图在像素点为(i,j)处的局部标准差, 为新旧时相图在像素点为(i,j)处的协方差;
[0079] 7.3从每个像素点所对应的6个NCC值中,选出NCC值最大时,相对应的k值作为该点进行颜色迁移时所用的窗口大小。
[0080] 步骤8:颜色迁移计算出目标图像,并对目标图像进行处理具体步骤如下:
[0081] 8.1根据每一像素坐标点所对应的k值,计算目标图像
[0082]
[0083] 其中,nnew(i,j)为目标图像,n(i,j)为新时相图在像素点为(i,j)处的像素值。
[0084] 8.2将目标图像中每一像素带你与新时相图中相应像素点进行像素值作差比较,如果两者像素差值大于C,则将新时相图中该点的像素值赋值给目标图中相应像素点,否则保持不变,其公式为
[0085]
[0086] 其中C=|μn-μo|,μo,μn分别旧时相图与新时相图的均值。
[0087] 图2a,图2b为最终的效果图。在进行本方法的处理后,图2b中伪变化区域明显少于图2a。
[0088] 以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围内。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈