[发明专利]一种图像去阴影方法及装置

权利要求书

1.一种图像去阴影方法，其特征在于，包括：

第一阶段：

1-1)对待去除阴影的输入阴影图像进行初步特征提取；

1-2)对初步特征进行下采样来提取出输入阴影图像的语义信息，得到下采样特征图；对下采样特征图进行上采样来放大下采样特征，并扩散光照信息到全局，得到上采样特征图；

1-3)根据上采样特征图的阴影区域和非阴影区域的统计信息来引导下采样特征图的转换，使下采样特征图阴影区域和非阴影区域的光照信息调整成与上采样特征图的光照信息一致，得到转换后的特征图；

步骤1-3)中下采样特征图的转换过程如下：

计算上采样特征图的阴影区域及非阴影区域的均值和方差，计算下采样特征图的阴影区域及非阴影区域的均值和方差；

然后将上采样特征图和下采样特征图的阴影区域的均值串联输入到特征对齐器中，得到需要转换后的阴影区域的目标均值，再将下采样特征图的阴影区域的均值调整为该目标均值；

同样，将上采样特征图和下采样特征图的阴影区域的方差串联输入到特征对齐器中，得到需要转换后的阴影区域的目标方差，再将下采样特征图的阴影区域的方差调整为该目标方差；

将上采样特征图和下采样特征图的非阴影区域的均值串联输入到特征对齐器中，得到需要转换后的非阴影区域的目标均值，再将下采样特征图的非阴影区域的均值调整为该目标均值；

将上采样特征图和下采样特征图的非阴影区域的方差串联输入到特征对齐器中，得到需要转换后的非阴影区域的目标方差，再将下采样特征图的非阴影区域的方差调整为该目标方差；

第二阶段：

2-1)将第一阶段得到的转换后的特征图与输入阴影图像相结合，得到阴影蒙版；

2-2)利用去除阴影模块将阴影蒙版和输入阴影图像相结合，以去除输入阴影图像的阴影，得到最终的去除阴影图像。

2.根据权利要求1所述的图像去阴影方法，其特征在于，在步骤2-1)中，阴影蒙版的计算公式如下：

其中，Sigmoid为Sigmoid激活函数，其将输入转换成0到1的范围；表示输入阴影图像，其像素值范围为[0,1]，x表示图像的索引值；output表示的是转换后的特征图。

3.根据权利要求1所述的图像去阴影方法，其特征在于，在步骤2-2)中，去除阴影模块的处理表示成如下公式：

其中，为去除阴影后的图像；为输入阴影图像；x表示图像的索引值；为阴影蒙版的倒数；*为点乘运算。

4.根据权利要求1所述的图像去阴影方法，其特征在于，在步骤1-1)中，利用一个卷积层对待去除阴影的输入阴影图像进行初步特征提取；

在步骤1-2)中，利用由卷积层构成的下采样模块做下采样处理，利用由反卷积层构成的上采样模块做上采样处理。

5.根据权利要求4所述的图像去阴影方法，其特征在于，去除阴影模块在配对的阴影数据集上进行迭代训练，配对的阴影数据集包括输入阴影图像、描述阴影区域的掩码、对应的目标图像；

在每一轮迭代训练中，先对输入阴影图像样本进行初步特征提取得到特征，然后对该特征逐步进行下采样处理并提取对应的下采样特征；然后对最后一步下采样得到的下采样特征进行上采样处理，且将该下采样特征的光照信息变换成与上采样特征的光照信息一致；再将变换后的下采样特征与上采样特征串联输入到上采样模块的下一反卷积层中得到一个新的上采样特征，以此类推进行多次上采样处理，直至上采样特征达到上采样最大分辨率，再直接将对应的上采样特征与下采样特征输入到下一卷积层中，得到变换后的特征图；将变换后的特征图与输入阴影图像结合，得到阴影蒙版，再将输入阴影图像和阴影蒙版输入到去除阴影模块，由去除阴影模块输出去除阴影图像。