The present invention relates to a rainy day video image separation method based on mutually exclusive sparse coding. The separation of real image and rainwater is regarded as a signal separation problem. In the separation process, the intrinsic attribute difference between the real image layer and rainwater layer is utilized, and the mutually exclusive constrained sparse coding coefficients are obtained through iterative learning. A mutually exclusive dictionary separates the rain layer from the real image layer in the rainy day video image gradually in the iteration. The invention achieves the effect of separating the real image from the rain layer image and makes the rainy day video image more clear.
【技术实现步骤摘要】
一种基于互斥性稀疏编码的雨天视频图像分离方法
本专利技术涉及视频图像处理的
,尤其涉及到一种基于互斥性稀疏编码的雨天视频图像分离方法。
技术介绍
随着宽带网络技术的发展和平安城市等项目的推进,视频监控技术已广泛地应用于教育、政府、安防、交通、运动等众多领域,并且随着视频处理技术的提高,视频监控技术在室外的应用场景也逐渐增多。由于室外环境经常需要面临雨雪等恶劣天气,而该种恶劣气候条件对视频图像的特征有着不可估计的损坏,如大雾天气下图像的可见度、对比度都会受到严重影响,而雨雪天气可能会引起部分图像被遮挡,从而影响对图像的进一步处理。现有的资料中大多是对雨天视频的处理,视频中相邻帧的冗余特性有助于雨的检测,也能够提供丰富的信息对检测到的有雨区域进行修补复原。然而这种相邻帧的冗余特性可能会因为视频中高速运动的物体所破坏掉,因此考虑如何从雨天视频图像中消除雨对图像特征的损坏,将雨层图像分离出来具有重要的应用价值。Garg和Nayar在文献[Garg,K.,S.K.Nayar.Detectionandremovalofrainfromvideos.IEEEConferenceonComputerVision&PatternRecognition.2004.p.I-528-I-535Vol.1.]中,对雨的物理特性进行了分析描述。Zhang等人[Zhang,X.,H.Li,Y.Qi,etal.RainRemovalinVideobyCombiningTemporalandChromaticProperties.IEEEInternationalConfer ...
【技术保护点】
1.一种基于互斥性稀疏编码的雨天视频图像分离方法,其特征在于:将真实图像与雨水的分离看成信号分离问题,在分离过程中利用真实图像层和雨层之间的内在属性差异,通过约束稀疏编码系数的互斥性,在不断迭代学习中得到一个有互斥性的字典,将雨天视频图像中的雨层与真实图像层在迭代中逐渐分离,最后达到清晰图像的效果。
【技术特征摘要】
1.一种基于互斥性稀疏编码的雨天视频图像分离方法,其特征在于:将真实图像与雨水的分离看成信号分离问题,在分离过程中利用真实图像层和雨层之间的内在属性差异,通过约束稀疏编码系数的互斥性,在不断迭代学习中得到一个有互斥性的字典,将雨天视频图像中的雨层与真实图像层在迭代中逐渐分离,最后达到清晰图像的效果。2.根据权利要求1所述的一种基于互斥性稀疏编码的雨天视频图像分离方法,其特征在于:分离的具体步骤如下:S1、将雨天视频图像中的图像帧抽取出来,对每一帧图像J进行S2-S6的操作;S2、初始化字典D1,雨块和真实图像块对应的编码系数和雨块的堆叠矩阵和真实图像块的堆叠矩阵指示变量w1;S3、利用稀疏逼近的方式更新雨块与真实图像块所对应的编码系数,得到最新的编码系数和S4、利用雨块最新的编码系数和字典D1对雨块进行重构,再从雨块重构回雨层,得到雨层的亮度Rl+1;S5、根据雨层的亮度Rl+1和雨图的生成模型计算出真实图像层的亮度Il+1;S6、通过雨层的亮度Rl+1、真实图像层的亮度Il+1、雨块与图像块所对应的最新的编码系数和更新字典D1,以及更新指示变量w1;若字典D1没有变化或变化可以忽略,则进入步骤S7,否则返回步骤S3;S7、将真实图像层重新组合回视频。3.根据权利要求2所述的一种基于互斥性稀疏编码的雨天视频图像分离方法,其特征在于:所述步骤S3利用稀疏逼近的方式更新雨块与真实图像块所对应的编码系数,得到最新的编码系数和的具体步骤如下:通过字典D1,雨块与图像块的堆叠矩阵和指示变量w1,稀疏度TI计算真实图像块的最新的编码系数公式如下:其中,C[:,j]代表稀疏系数的第j列...
【专利技术属性】
技术研发人员:罗玉,凌捷,王文冲,
申请(专利权)人:广东工业大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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