单幅图像的阴影检测与去除算法研究

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1、单幅图像的阴影检测与去除算法研究ResearchonShadowDetectionandRemovalApproachforSingleImages工程领域：电子与通信工程作者姓名：甄蕊指导教师：何凯企业导师：张凯明天津大学电气自动化与信息工程学院二零一七年十一月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中

2、作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要在各种场景中，阴影是一个不可避免的光学现象。在计算机视觉领域，阴影的存在会对视觉信息的理解产生消极的影响，这会造成诸如

3、：目标识别，图像分割，场景分析和追踪等过程的误识率增加，严重影响图像或视频的精确分析与处理。论文就单幅图像的阴影检测与去除方法开展相关研究，着重研究了基于三维强度表面建模，以及基于阴影特征的阴影去除方法。论文首先介绍了单幅图像阴影检测与去除的背景、研究意义及现状，然后列举了近年来较流行的阴影检测与去除方法，对不同阴影检测与去除算法的优缺点进行比较；概述了阴影的形成过程、分类和特点，以及阴影去除过程中面临的挑战。论文提出了一种基于三维强度表面建模的阴影去除方法，首先，利用支持向量将图像中的像素分为阴影像素和非阴影像素；然后，通过迭代的执行区

4、域增长过程，把阴影像素和非阴影像素分别添加到阴影区域和非阴影区域，以实现阴影区域检测。论文依据三维强度表面建模的原理，首先对图像进行分解，获得平滑的卡通图像，再利用卡通图中非阴影区域（建模区域）获得阴影区域（被建模区域）的像素估计值，最后通过强度补偿实现单幅影像的阴影去除。实验结果表明，利用本文方法对阴影区域进行处理，可以获得理想的实际效果。论文最后提出一种块匹配自适应光转移的阴影去除算法。通过用户辅助的方法检测阴影区域；运用图像分解技术将原图像分成彼此重叠的块。在非阴影区域寻找与阴影区域像素块最相似的非阴影区域块，利用自适应光转移方法对

5、成对的光阴影对进行处理，获得阴影块的像素值，通过光一致优化处理实现阴影去除。实验结果表明，本文方法能够有效的去除图像阴影，并且可以恢复阴影区域的纹理细节。关键词：阴影检测，阴影去除，图像分解，三维建模，块匹配，光一致优化IABSTRACTAsanunavoidablelightphenomenoninrealscenes,shadowsbringtroublestothecomprehensionofvisioninformation,aswellasincreasetheerrorintargetrecognition,imageseg

6、mentation,sceneanalysisandtrackingprocess,andseriouslyaffectthepreciseanalysisandprocessingofimageorvideo.Thispaperaddressestheshadowdetectionandremovalapproachesfromsingleimages,andmainlyfocusesonthemethodbasedon3Dintensitysurfacemodelingandshadowfeature.Thepaperfirstint

7、roducesthebackground,significanceandcurrentresearchstatusofshadowdetectionandremovalformsignalimages.Andthen,thispapersummarizesthewidely-usedmethodsofshadowdetectionandremovalinrecentyears,addressesthedevelopmenttrend,aswellastheadvantagesanddisadvantagesofdifferentalgor

8、ithms.Finally,thispaperbrieflydescribestheimagingprinciple,classificationandcharacteristicsofsha