[发明专利]一种光照不均匀条件下密集微粒图像的处理方法

说明书

本发明涉及一种光照不均匀条件下密集微粒图像的处理方法，属于图像处理技术领域。包括：1)提取图像中由于光照不均产生的不均匀背景；2)去除图像中的不均匀背景；3)判断图像中是否存在喷口；若否，则执行步骤4)；若是，则执行步骤5)；4)对图像逐列进行直方图均衡化处理；5)先对喷口所在的列进行分段直方图均衡化处理，再对其他列进行直方图均衡化；6)对图像逐行进行二值化处理。对图像进行逐列直方图均衡化和逐行二值化，并单独处理了喷口部分，消除了不均匀光照对微粒和背景亮度产生的影响，保证了明暗不同的微粒均被完整识别。还将密集颗粒逐个区分开，达到很好的视觉效果和真实性。对不均匀光照条件下密集微粒的识别非常有效。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体地说，涉及一种光照不均匀条件下密集微粒图像的处理方法。

背景技术

密集的微粒广泛存在于人们的生产生活环境中。一方面，大气中的粉尘、烟囱排放的烟雾、水中的悬浮粒子等微粒对我们有不利影响，我们希望监测到这些微粒的浓度、粒度以及分布等等，以判断环境质量。另一方面，有些微粒对我们起到重要作用，比如需要通过测量示踪粒子速度以表征水流速度，需要将金属材料制成某种形状、尺寸的粉末以便于填充等。

为了实现这些目的，采集微粒图像，再进行图像处理、微粒识别、参数测量，是最直观，也是最精确的方法。

随着科学技术的发展，数字图像处理技术在各行各业中起着日趋重要的作用，也已成为检测微粒的一种重要手段。然而由于被摄物体对光线的吸收与反射性能不同，在图像采集时往往会出现光照不均的现象，使得图像的亮度随着与光源的距离增大而减小；此外，光照会产生阴影、亮斑等，严重影响图片质量。尤其对于密集分布的微粒图像，一般的背景分割算法无法直接将整个图像颗粒与背景的灰度彻底分开，后面进行二值化时，光照较弱部分的颗粒无法跟光照较强部分的颗粒一起被提取出来，从而降低了检测精度。

现有的光照不均匀图像增强算法大多是针对大尺度图像[1]，[2]，[3]，或者尺度不大，但原本边界就比较清晰的图像[4]，在进行处理前就可肉眼看清图像的细节，因此只需要消除不均匀背景，即可还原图像的绝大部分信息。然而对于密集微粒，首先，微粒代表图像尺度小，有的微粒甚至只占一个像素点，无法找到其清晰的轮廓。其次，密集代表微粒数量巨大，更容易出现明暗不均的现象，将明亮的微粒与暗淡的微粒一起识别出来是很困难的。密集还意味着有些区域微粒连成一片，而识别微粒时需要将其逐个分开，以上几个问题，现有的光照不均匀图像处理算法无法解决。而一些微粒的识别算法中[5]，微粒亮度均匀规则，简单算法即可识别，对光照不均匀的密集微粒识别并没有太大的参考意义。现有的光照不均匀颗粒图像的校正算法[6]的效果差强人意，并不能保证光照不均匀条件下的密集微粒被完全识别出来。

[1]《非均匀光照条件下的人脸图像采集方法》；

[2]《一种消除人脸图像光照不均的处理方法》；

[3]《一种憎水性图像光照不均匀的滤波算法》；

[4]《一种微观驱油实验图像亮度不均匀的校正方法》；

[5]《Image analysis algorithm for detection and measurement of Martiansand grains》；

[6]《光照不均匀颗粒图像的校正方法》。

发明内容

本发明的目的是提供一种光照不均匀条件下密集微粒图像的处理方法，该方法一方面消除光照不均对图像背景产生的影响，另一方面使得不同位置处的密集微粒均被有效识别，对于微粒的检测与研究具有重要意义。

为了实现上述目的，本发明提供的光照不均匀条件下密集微粒图像的处理方法包括以下步骤：

1)提取图像中由于光照不均产生的不均匀背景；

2)去除图像中的不均匀背景；