基于图像分割的数字航空影像匀光

【类型】学位论文

【作者】王晶 

【关键词】 MASK匀光法 局部边缘算子 LEPROT直方图 纹理分割 颜色分割

【摘要】一幅影像内不同部分色调、亮度、反差等存在不同程度的差异称之为不均匀光照现象。为了消除该差异，需要对影像进行亮度、色彩、反差的平衡处理，即匀光处理。彩色航空影像的匀光是一个很有意义的研究内容，它是航空影像的后期研究与应用的基础。 因为引起影像退化的因素很多,而且性质各不相同,所以难以找到一个统一的恢复方法。目前已有的方法，要么面临很多约束问题，要么面临计算复杂度的问题。并且，这些恢复算法具有较强的针对性，只是对某种特定类型降质影像会取得较好的恢复效果。 本文在传统光学晒印中的马斯克（MASK）匀光原理的基础上，采用数字图像处理中的图像分割技术，对不均匀光照的数字航空影像进行了匀光处理，提出一种适应性强的数字匀光的处理方法，使得马斯克匀光原理在对数字影像的处理中能更加有效的发挥作用。具体研究工作如下： （1）色彩空间在图像处理中的作用。分析了RGB、HSI、HSV这三种色彩空间模型的特点，以及这三者之间的转换关系，并结合匀光的需要，将HSV色彩空间中的V分量用HSI空间中的I分量的计算方法求得，得到一个既满足匀光需要，又能满足计算效率的色彩空间模型。 （2）图像分割的一般方法。本文主要应用了纹理分割法与色彩分割法。纹理分割法中用到的纹理描述算子为基于局部二进制模式（LBP）构造的局部边缘模式（LEP）。由LEP值编码可得到LEPROT值，通过LEPROT直方图的特征就可以区分不同的纹理了。并结合颜色特征分割法，将基于LEPROT直方图的特征分割法的精度进一步提高。色彩分割法在本文中的应用比较直观，主要是利用城市中植被的影像以绿色为主这一特点。 （3）由传统的MASK匀光原理发展而来的数字匀光法，对数字影像的匀光做出了很大的贡献，但是仍存在着缺点。例如，对原始影像获得背景影像时的滤波器的尺寸很难把握，滤波器尺寸太大对影像照度的反映不精确，滤波器尺寸太小，无法过滤掉影像大部分的细节信息；匀光后影像的颜色信息有较大的损失等。本文基于改进MASK匀光法的目的，在图像分割的基础上，用多种方法进行MASK匀光，以获得一种适用性强，对影像细节损失少的匀光方法，并对各种匀光方法的匀光结果用定性与定量两种方法来分析比较。 由以上具体的研究工作，最后得出了以下的结论： （1）用纹理法（基于LEPROT直方图的特征）与颜色法相结合的方法对彩色航空影像进行图像分割，可以避开用单一方法对图像分割的盲点，取得较好的效果。 （2）以往的数字影像的MASK匀光方法对彩色影像进行匀光时，匀光效果与其颜色信息的完整性这两者很难兼顾。 （3）对彩色影像用MASK匀光法进行匀光时，要想较完整的保留其颜色信息，最好是在HSV空间下，对其V分量进行匀光。 （4）在匀光的同时，若要弥补因匀光造成的影像反差下降，需在分割的基础上，有选择的进行直方图拉伸。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】武汉大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】王树根

【读秀链接】读秀链接