[发明专利]一种提高雨天视频图像质量的处理方法

说明书

 

技术领域

    本发明涉及机器视觉与视频图像处理技术领域，特别涉及一种提高雨天视频图像质量的处理方法。

背景技术

视频监控系统已广泛应用于交通、金融、环保、社区生活等各个领域. 但是降雨等天气状况往往导致监控图像质量下降，妨碍监控人员发现隐蔽警情，并且不利于目标识别等智能分析算法施行，严重影响监控系统性能。

现有技术中，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雨滴，然后采用前后两帧像素取平均的方式去除雨迹，但雨滴通常面积较小，拟合易受噪声干扰。对于图像中是否是雨滴，一般根据雨滴速度与直径的函数关系以及透视成像模型推导图像中雨迹长宽比例的阈值范围来判定，同时采用直方图的方式求取雨滴降落方向，雨迹消除仍然采用前后两帧像素取平均的方式，但是噪声往往导致雨线断裂或合并，从而无法获得真实长宽比。此外从RGB色彩域检测雨滴，不少利用K均值聚类方法来提取背景像素亮度值以实现去雨，但是由于需要对整个视频处理因而不能实时在线处理。对于雨滴特征分析采用在HSV色彩空间定量分析雨滴特征，提出了区分雨滴区域与运动物体区域的度量函数。而对于雨滴运动分析是将雨滴视作运动前景，采用高斯背景建模方法提取雨滴，该方法只适用于固定场景。在分析雨滴现象在频域的特征，往往采用对降雨视频序列作三维傅里叶变换，在频域中检测消除雨滴，再反变换至视频图像的方式。

因此，上述现有视频雨滴检测方法是采用实数运算法则对图像亮度或色彩信息进行处理，不符合人眼视觉感知；现有视频雨滴消除算法易导致边缘突变以及图像马赛克，使得去雨后图像不平滑，如果采取对去雨后图像进行平滑滤波的方法，又可能导致图像模糊、信息丢失。

发明内容

 本发明的目的是克服上述现有技术之不足，提出一种符合人眼视觉感知的一种提高雨天视频图像质量的处理方法。其具体技术方案如下：

所述处理方法包括：

    视频图像转换：将RGB图像转化为视锥强度信号，并对该视锥强度图像进行彩色对数图像处理，生成一个对数无色调函数                                               信号和两个对数对立色调函数、信号，所述、、信号通过同构函数的逆函数映射至彩色调函数空间获得对应的无色调函数信号和对立色调函数、信号；

视频雨滴检测：通过至少连续三帧图像中同一像素位置的无色调函数信号变化以及被雨滴遮挡前后对立色调函数差值变化来检测雨滴，被雨滴遮挡像素应满足：

无色调函数信号变化为：

，

；

       对立色调函数差值变化为：

，

，

；

其中：x、y为像素点的平面坐标值，n为帧数，a^n-1(x,y)、aⁿ(x,y)、aⁿ⁺¹(x,y)分别为n-1、n、n+1三连续帧图像对应的无色调函数，r_g^n-1(x,y)、r_gⁿ(x,y)、r_gⁿ⁺¹(x,y)、r_b^n-1(x,y)、r_bⁿ(x,y)、r_bⁿ⁺¹(x,y)分别为三连续帧图像对应的对立色调函数，T_a为候选雨滴判断阈值，T_Δ为误检判断阈值；