Python实现特定场景去除高光算法详解

何川
何川
发布时间:2026-10-15| 5人浏览过
原创

本文详解一种用于光照不均匀场景的高光去除算法,主要适用于工业零件或OCR等整体色泽一致的物体。核心思路通过分块计算亮度差值并插值还原,从源图中减去该分布以校正光照。文章提供了OpenCV实现代码及RGB归一化等补充方法,展示实验效果,旨在为相关技术场景提供解决方案。

算法思路

首先计算源图像I的平均灰度值,同时记录图像的行数rows和列数cols。

接着,将图像划分为N*M个固定大小的方块,计算每个方块的平均亮度值,从而构建子块亮度矩阵D。

然后,用矩阵D中的每个元素减去源图像的平均灰度值,得到子块亮度差值矩阵E。

通过插值算法,将矩阵E扩展并还原为与源图像尺寸相同的亮度分布矩阵R。

最后,利用公式result=I-R计算得到矫正后的图像result。

应用场景

该算法适用于光照不均匀但整体色泽一致的物体场景,例如工业零件检测或OCR(光学字符识别)场景。

代码实现


import cv2
import numpy as np
 
def unevenLightCompensate(gray, blockSize):
    #gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    average = np.mean(gray)
    rows_new = int(np.ceil(gray.shape[0] / blockSize))
    cols_new = int(np.ceil(gray.shape[1] / blockSize))
    blockImage = np.zeros((rows_new, cols_new), dtype=np.float32)
    for r in range(rows_new):
        for c in range(cols_new):
            rowmin = r * blockSize
            rowmax = (r + 1) * blockSize
            if (rowmax > gray.shape[0]):
                rowmax = gray.shape[0]
            colmin = c * blockSize
            colmax = (c + 1) * blockSize
            if (colmax > gray.shape[1]):
                colmax = gray.shape[1]
            imageROI = gray[rowmin:rowmax, colmin:colmax]
            temaver = np.mean(imageROI)
 
            blockImage[r, c] = temaver
 
 
    
    blockImage = blockImage - average
    blockImage2 = cv2.resize(blockImage, (gray.shape[1], gray.shape[0]), interpolation=cv2.INTER_CUBIC)
    gray2 = gray.astype(np.float32)
    dst = gray2 - blockImage2
    dst[dst>255]=255
    dst[dst<0]=0
    dst = dst.astype(np.uint8)
    dst = cv2.GaussianBlur(dst, (3, 3), 0)
    #dst = cv2.cvtColor(dst, cv2.COLOR_GRAY2BGR)
    return dst
 
if __name__ == '__main__':
    file = 'www.png'
    blockSize = 8
    img = cv2.imread(file)
    b,g,r = cv2.split(img)
    dstb = unevenLightCompensate(b, blockSize)
    dstg = unevenLightCompensate(g, blockSize)
    dstr = unevenLightCompensate(r, blockSize)
    dst = cv2.merge([dstb, dstg, dstr])
    result = np.concatenate([img, dst], axis=1)
cv2.imwrite('result.jpg', result)

实验效果

补充

OpenCV实现光照去除效果

1.方法一(RGB归一化)


int main(int argc, char *argv[])
{
	//double temp = 255 / log(256);
	//cout << "doubledouble temp ="<< temp<<endl;
	
	Mat  image = imread("D://vvoo//sun_face.jpg", 1);
	if (!image.data)
	{
		cout << "image loading error" <<endl;
		return -1;
	}
	imshow("原图", image);
	Mat src(image.size(), CV_32FC3);
	for (int i = 0; i < image.rows; i++)
	{
		for (int j = 0; j < image.cols; j++)
		{
			src.at<Vec3f>(i, j)[0] = 255 * (float)image.at<Vec3b>(i, j)[0] / ((float)image.at<Vec3b>(i, j)[0] + (float)image.at<Vec3b>(i, j)[2] + (float)image.at<Vec3b>(i, j)[1]+0.01);
			src.at<Vec3f>(i, j)[1] = 255 * (float)image.at<Vec3b>(i, j)[1] / ((float)image.at<Vec3b>(i, j)[0] + (float)image.at<Vec3b>(i, j)[2] + (float)image.at<Vec3b>(i, j)[1]+0.01);
			src.at<Vec3f>(i, j)[2] = 255 * (float)image.at<Vec3b>(i, j)[2] / ((float)image.at<Vec3b>(i, j)[0] + (float)image.at<Vec3b>(i, j)[2] + (float)image.at<Vec3b>(i, j)[1]+0.01);
		}
	}
	
	normalize(src, src, 0, 255, CV_MINMAX);
      
	convertScaleAbs(src,src);
	imshow("rgb", src);
	imwrite("C://Users//TOPSUN//Desktop//123.jpg", src);
	waitKey(0);
	return 0;
}

实现效果

2.方法二


void unevenLightCompensate(Mat &image, int blockSize)
{
	if (image.channels() == 3) cvtColor(image, image, 7);
	double average = mean(image)[0];
	int rows_new = ceil(double(image.rows) / double(blockSize));
	int cols_new = ceil(double(image.cols) / double(blockSize));
	Mat blockImage;
	blockImage = Mat::zeros(rows_new, cols_new, CV_32FC1);
	for (int i = 0; i < rows_new; i++)
	{
		for (int j = 0; j < cols_new; j++)
		{
			int rowmin = i*blockSize;
			int rowmax = (i + 1)*blockSize;
			if (rowmax > image.rows) rowmax = image.rows;
			int colmin = j*blockSize;
			int colmax = (j + 1)*blockSize;
			if (colmax > image.cols) colmax = image.cols;
			Mat imageROI = image(Range(rowmin, rowmax), Range(colmin, colmax));
			double temaver = mean(imageROI)[0];
			blockImage.at<float>(i, j) = temaver;
		}
	}
	blockImage = blockImage - average;
	Mat blockImage2;
	resize(blockImage, blockImage2, image.size(), (0, 0), (0, 0), INTER_CUBIC);
	Mat image2;
	image.convertTo(image2, CV_32FC1);
	Mat dst = image2 - blockImage2;
	dst.convertTo(image, CV_8UC1);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
	//double temp = 255 / log(256);
	//cout << "doubledouble temp ="<< temp<<endl;
	
	Mat  image = imread("C://Users//TOPSUN//Desktop//2.jpg", 1);
	if (!image.data)
	{
		cout << "image loading error" <<endl;
		return -1;
	}
	imshow("原图", image);
	unevenLightCompensate(image, 12);
	imshow("rgb", image);
	imwrite("C://Users//TOPSUN//Desktop//123.jpg", image);
	waitKey(0);
	return 0;
}

实现效果

到此这篇关于Python实现特定场景去除高光算法详解的文章就介绍到这了,更多相关Python去除高光算法内容请搜索本站以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持本站!

相关标签:

免责声明:本文内容仅供参考,不代表本站观点。转载或引用请注明出处。

Python 相关产品和应用

全部下载
Selenium

Selenium

4.51.0 · Windows

用于浏览器自动化和 Web 测试的 Python 工具。

scikit-learn

scikit-learn

1.9.1 · Windows

常用 Python 机器学习算法与模型评估工具库。

Black

Black

26.10.1 · Windows

强调一致性的 Python 自动代码格式化工具。

Ruff

Ruff

0.17.1 · macOS

由 Rust 编写的高速 Python 代码检查和格式化工具。

pytest

pytest

9.1.1 · Windows

简洁而强大的 Python 自动化测试框架。

FastAPI

FastAPI

0.146.0 · Windows

高性能 Python API 框架,支持类型提示和自动接口文档。

Flask

Flask

3.1.3 · Windows

轻量灵活的 Python Web 应用框架。

Django

Django

6.1.2 · Windows

成熟的 Python Web 框架,适合构建内容站点和业务系统。

Spyder

Spyder

6.1.7 · Windows

面向科学计算与数据分析的 Python 集成开发环境。

SciPy

SciPy

1.18.1 · Windows

面向科学、工程和技术计算的 Python 算法库。