单分量视频图像雨场去除方法技术

本发明专利技术公开了一种单分量视频图像雨场去除方法，其特征在于包括以下步骤：首先，根据雨滴的颜色属性，结合色彩空间转化，将图像转化至YCbCr色彩空间；然后，提取出Y分量，对其使用现有的雨场去除方法进行雨滴去除；最后，结合Cb、Cr分量，将图像转换回RGB色彩空间。本发明专利技术实现了一种单分量雨场去除，相比现有的三分量去雨方法，节省了两个分量的处理，提高了实时性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种计算机视觉等领域中的图像雨场去除方法，属于图像处理

技术介绍
计算机视觉系统在军事领域中获得了广泛应用。然而，视觉系统却存在一个关键性的问题-对恶劣天气非常敏感。阴雨天气往往会导致大气能见度降低，视觉系统的成像质量下降，给依赖于视觉系统的监控、导航制导、目标跟踪、识别系统等带来巨大的困难。恢复阴雨天气下图像对视觉系统的全天候工作有着重要的意义。经过对现有技术的文献检索发现，没有关于视频图像雨场去除的专利技术专利，只有国内外少部分学者对图像去雨技术进行了初步的研究。Garg 等(Garg et al. ， IEEE Conference on Computer Visionand Pattern Recognition, 2004 :528-535)首先利用雨滴光学模型初步检测雨滴；其次，利用雨滴像素灰度变化值与背景灰度值呈现线性关系这个约束条件，去除第一步中误检的雨滴；然后，基于雨滴运动方向上有较强的时空关联这一特点再次对雨滴进行识别；最后，利用均值法去除图像中的雨场。该方法取得了一定的效果，但是需要31帧图像，实时性较差。Zhang 等(Zhang et al.，IEEE International Conference onMultimedia and Expo, 2006 :461-464)首先对每个像素沿着时间轴方向进行K-means聚类￠ = 以检测雨滴；然后，检测的雨滴像素值使用背景颜色进行替换，实现图像去雨。该方法检测雨滴需要利用全部视频帧，实时性较差。Brewer 等(Brewer et al. , Lecture Notes in Computer Science，2008，5342 : 451-458)首先利用Garg的光学模型初步检测雨滴；然后，利用雨滴的长宽比和方向约束去除上一步误检的雨滴；最后，同样利用均值法进行雨滴去除。该方法处理时仅需三帧图像， 实时性较好。目前现有的图像雨场去除方法均是在RGB色彩空间进行，实现图像去雨需要分别去除R、G、B三个分量上的雨场。若算法本身的耗时较多，三个分量的处理会加大时间代价。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种实时性强的视频图像雨场去除方法。为解决上述技术问题，本专利技术是采取以下的技术方案来实现的 一种，其特征在于，包括以下步骤 (1)根据雨滴的色彩属性，结合色彩空间转化，将图像转化到YCbCr色彩空间； (2)提取Y分量，使用现有的雨场去除方法对其进行雨滴去除； (3)结合未处理的Cb、Cr两个分量，将图像转化到RGB色彩空间。前述的，其特征在于在所述步骤(1)中，雨滴的亮度高于背景亮度主要是由于折射作用汇聚了更广视场角范围内的光线造成的。雨滴对红、绿、蓝光的入射角θ κ、θ e、θ B近似相等，而光强的变化直接决定像素的亮度变化。因此，折射作用引起的R、G、B三个分量的强度变化量AR、AG、ΔB也应近似相等，这就是雨滴的色彩属性。 RGB色彩空间转化至YCbCr的色彩空间的公式如下 RGB色彩空间转化至YCbCr的色彩空间的公式如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种单分量视频图像雨场去除方法，其特征在于，包括以下步骤：（１）根据雨滴的色彩属性，结合色彩空间转化，将图像转化至ＹＣｂＣｒ色彩空间；（２）提取Ｙ分量，使用现有的雨场去除方法对其进行雨滴去除；（３）结合未处理的Ｃｂ、Ｃｒ两个分量，将图像转化到ＲＧＢ色彩空间。

【技术特征摘要】
1.一种单分量视频图像雨场去除方法，其特征在于，包括以下步骤(1)根据雨滴的色彩属性，结合色彩空间转化，将图像转化至YCbCr色彩空间；(2)提取Y分量，使用现有的雨场去除方法对其进行雨滴去除；(3)结合未处理的Cb、Cr两个分量，将图像转化到RGB色彩空间。2.根据权利要求1所述的单分量视频图像雨场去除方法，其特征在于在所述步骤(1) 中，具体包括以下步骤11)所述雨滴的色彩属性为折射作用引起的R、G、B三个分量的强度变化量AR、AG、 Δ B近似相等；按公式(1)将RGB色彩空间转化至YCbCr的色彩空间Y160.25680.50410.0980 “'RCb=128+-0.1482-0.29100.4392G(1)Cr1280.4392-0.3678-0.0714B12)提取公式(1)中的Cb和Cr分量并改写为如下形式Cb = 128-0. 1482 (Rbg+ Δ R) -0. 2910 (Gbg+ Δ G) +0. 4392 (Bbg+ Δ B) (2)Cr = 128+0. 4392 (Rbg+ Δ R) -0· 3...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱岳辉，徐贵力，董书莉，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：84