一种彩色增强的单幅图像去雨处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种彩色增强的单幅图像去雨处理方法，所述方法包括：S1、将图像由RGB空间转换到HSI空间，对HSI空间的H分量、I分量和S分量分别进行去雨处理；S2、对HSI空间中I分量进行直方图均衡化处理；S3、将图像由HSI空间转换回RGB空间，对去雨后的图像进行后处理。本发明能够改善图像的对比度，减小因雨滴去除导致的图像色彩信息损失，得到对比度较好的去雨图像。
【专利说明】一种彩色增强的单幅图像去雨处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机视觉【技术领域】，尤其涉及一种彩色增强的单幅图像去雨处理方 法。
【背景技术】
[0002] 本发明主要用于计算机视觉中的图像恢复，户外视觉系统广泛应用于军事国防、 医疗技术、智能交通、工业控制等领域，与我们的生活联系也越来越密切。但是恶劣天气严 重影响了户外视觉系统的性能，所以对图像进行预处理，消除各种天气因素的影响，对于一 个全天候的户外视觉系统来说是必不可少的。雨滴由于其复杂的光学、物理等特性对于雨 天所摄取的图像质量造成很大的影响，去雨技术不仅可以恢复被雨滴影响的图像，而且有 利于图像的进一步处理，包括基于图像的目标检测、识别、追踪、分割和监控等技术的性能 提高。图像去雨技术已经成为计算机视觉领域不可缺少的关键性技术。
[0003] 近些年来有关视频图像中雨滴检测与去除的研究越来越广泛。Starik等2003年 最早提出中值法进行去雨，作者认为在视频图像序列中，雨滴对像素的影响只存在于少数 几帧中，故可直接对视频帧进行平均就可以得到不受雨滴影响的原图像。这种方法简单 快捷，但是只在雨势不大的情况下才能获得较为理想的效果。Garg和Nayar最先建立雨 滴模型（K. Garg and S. K. Nayar, "Detection and removal of rain from videos,，' in Proc. IEEE Conf. Comput. Vis. Pattern Recognit. , Jun. 2004, vol. 1, pp. 528 - 535),而 后提出 了检测和去除的方法（K. Garg and S.K. Nayar, "Photorealistic rendering of rain streaks, ^ACM Trans. Graph. , vol. 25, no. 3, pp. 996 - 1002, Jul. 2006 ；K. Garg and S. K. Nayar, "Vision and rain, Int. J. Comput. Vis. , vol. 75, no. 1, pp. 3 - 27, Oct. 2007) 文中研究了雨的动力学和光学特性，提出一种帧差法进行雨滴检测，利用前后帧图像信息 进行雨滴去除的方法。通过拟合同一雨滴中的像素在受雨滴影响前后的亮度差值与背 景亮度的线性比值辨别是否为雨滴，但雨滴通常面积较小，拟合易受噪声干扰，同时该方 法还需已知摄像曝光时间。2006年Zhang等人（Zhang X P，Li H，Qi Y Y，Leow W K，Ng T K. Rain removal in video by combining temporal and chromatic properties. In:Proceedings of the 2006International Conference on Multimedia and Expo. Toronto, Canada: IEEE,
【权利要求】
1. 一种彩色增强的单幅图像去雨处理方法，其特征在于，所述方法包括： 51、 将图像由RGB空间转换到HSI空间，对HSI空间的Η分量、I分量和S分量分别进 行去雨处理； 52、 对HSI空间中I分量进行直方图均衡化处理； 53、 将图像由HSI空间转换回RGB空间，对去雨后的图像进行后处理。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中"将图像由RGB空间转换 到HSI空间"具体为：由基于笛卡尔直角坐标系的单位立方体的RGB空间转换为基于圆柱 极坐标的双锥体的HSI空间。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中"将图像由RGB空间转换 到HSI空间"包括几何推导算法、坐标变换算法、分段定义算法。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述几何推导算法具体为： 归一化RGB值：
计算H、S、I :
s = l-3min(r, g, b), s e [0,1], i = (R+G+B)/(3 · 255), i e [0,1]； 将H、S、I的值分别转换为[0, 360]，[0,100]，[0, 255]范围： H = hX180/ji ;S = sX100;I = iX255·。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中"由HSI空间转换回RGB 空间"具体为： R = 255Xr ；G = 255Xg ；B = 255Xb. h<2n/3 时，b = x;r = y;g = z, 2π/3<1ι<4π/3 时，h = h_2 π /3 ;r = x ;g = y ;b = z, 43i/3^h<23i 时，11 = 11-431/3出=叉山=：7;『=2· x = i · (l_s)
其中，z = 3i_(x+y)，h = Η · π /180 ;s = S/100 ;i = 1/255。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中的直方图均衡化处理具体 为： 给出原始图像的所有灰度级Sk(k = 0,1，· · ·，L-1); 统计原始图像各灰度级的像素数nk ; 根据原始图像，计算灰度直方图：其中，η为总像素数，nk 为灰度级Sk的像素数；
计算原始图像的累积直方图A =册⑶)= ^.(S,.),(0<s, = _ 取整计算
确定映射关系：sk - uk; 统计新直方图各灰度级uk的像素数目nk ; 计算新直方图：Ah) = "〇
【文档编号】G06T5/00GK104299200SQ201410568758
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】朱青松, 惠利可, 王磊 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院