基于色度分析與L1加權(quán)正則的鏡面高光抑制算法

鄧云輝， 孔祥陽(yáng),2, 彭群聶

(1.四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)教學(xué)部，四川 德陽(yáng) 618000； 2.西北工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，西安 710129；3.光電控制技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 洛陽(yáng) 471000)

0 引言

目標(biāo)成像過程中，由于光源環(huán)境與目標(biāo)表面材質(zhì)特性的綜合影響，目標(biāo)圖像極易受鏡面高光的干擾。鏡面高光強(qiáng)度高、分布區(qū)域廣，掩蓋了目標(biāo)表面原有的細(xì)節(jié)紋理、色彩特征，直接影響著檢測(cè)、識(shí)別跟蹤等視覺應(yīng)用性能。現(xiàn)有的視覺處理算法[1-2]大多假定觀測(cè)目標(biāo)表面為理想朗伯體面，將鏡面高光視為噪聲處理，其結(jié)果不可避免地出現(xiàn)大區(qū)域數(shù)據(jù)空洞以及邊緣細(xì)節(jié)丟失等問題。因此，如何實(shí)時(shí)有效分離抑制圖像鏡面高光分量具有較高的研究意義與應(yīng)用價(jià)值。

目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)單幅圖像的鏡面高光抑制分離已開展了一些探究。文獻(xiàn)[3]基于亮度的非線性校正實(shí)現(xiàn)直方圖均衡拉伸，該方法僅利用亮度信息提高視覺效應(yīng)，不具有場(chǎng)景普適性；文獻(xiàn)[4]發(fā)現(xiàn)在RGB色彩空間中，鏡面高光像素和漫反射像素近似T 形分布，進(jìn)而采用主成分分析來分離鏡面高光分量；文獻(xiàn)[5-6]充分利用色度分布，提出高光-漫反射機(jī)制(Specular-Diffuse Scheme)，擬估計(jì)漫反射分量強(qiáng)度，有效分離鏡面高光；文獻(xiàn)[7-8]則利用強(qiáng)度比和色度聚類來約束，逐步迭代消除鏡面高光分量的干擾；文獻(xiàn)[9]結(jié)合暗通道先驗(yàn)，對(duì)色度、邊界聯(lián)合約束優(yōu)化，獲取漫反射分量強(qiáng)度的最優(yōu)估計(jì)，但算法復(fù)雜度高、實(shí)效性差。以上高光抑制方法均依賴于先驗(yàn)信息與假設(shè)，或聚類分割等前期操作，雖能有效實(shí)現(xiàn)鏡面高光的分離抑制，但忽略了目標(biāo)表面色彩、紋理和邊界等細(xì)節(jié)信息丟失問題，視覺特性受到嚴(yán)重影響。……