融合纹理特征和阴影属性的阴影检测方法

为了解决智能视频监控中阴影对目标检测、跟踪和识别的影响,提出了一种融合纹理和阴影属性的阴影检测去除算法。分析了像素点在阴影覆盖前后它的纹理变化规律,改进了LBP算子对噪声敏感的缺点,根据像素点基于改进LBP算子的纹理值在当前帧和背景帧的差异检测出候选阴影区域。根据光照模型分析得到阴影点具有相同的亮度比值,根据阴影的亮度比值统计数据排除非阴影点,并在亮度比值空间做区域生长得到完整的阴影区域。实验结果表明,该方法能够快速、准确地检测出重阴影和浅阴影。     

软阴影算法及实现

提出了一个实时软阴影算法。首先以光源为视点生成包含场景深度信息的“阴影映射图”,然后从观察者视点将场景渲染到一个屏幕纹理缓冲中,进而对此纹理采用percentage closer filtering (PCF)策略进行反走样,最后采用高斯滤波对阴影进行模糊处理。该算法不仅得到了较好的软阴影效果,并且也有较好的实时性,可适应实时动态变化场景的需求。     

基于改进型LBP特征的运动阴影去除算法

在局部二值模式（LBP）基础上,运用一种改进的局部三值模式（LTP）纹理特征提取方法。并把这种提取方法运用到运动阴影去除中。该方法首先利用自适应高斯混合模型进行背景建模,得到背景和含有阴影的前景目标;并用亮度属性得到疑似阴影分块,然后再把疑似阴影区域和已获取背景相应位置的LTP纹理相似性进行判断;最后得到准确的阴影区域并实现阴影去除。实验结果表明,该算法能够很好地抑制分割噪声,准确地去除出运动阴影,具有较好的实验效果。     

双层SVM的阴影检测与基于窗口融合的阴影恢复

阴影的存在对于机器视觉的分析如区域的边缘提取,目标识别以及图像匹配等往往具有一定的干扰,而现如今提出的算法往往并不能很好地处理阴影区域的纹理和边缘。主要针对静态阴影图像提出了一种成对区域阴影检测和恢复的方法。阴影检测：通过提取阴影和非阴影区域之间边缘两侧颜色、纹理、方向和距离特征采用双层SVM训练器对阴影区域进行检测,不仅能检测出阴影区域,同时能够检测出与此阴影区域在同一表面的非阴影区域。阴影恢复：采用提出的自适应步长的窗口匹配方法获得阴影区域的采样窗口的最佳匹配窗口,采用窗口融合的方式初步恢复阴影区域,然后使用提出的迭代的方式对图像纹理进行增强,最后用快速修复方法（FMM）去除阴影与非阴影区域的微弱边缘。Opencv仿真证明,这样不仅可以提高阴影区域检测准确率,而且能够很好地保存纹理信息。     

注意力与多尺度融合的图像阴影去除算法

针对图像阴影去除算法中复杂地物或与阴影区域纹理相似的暗区域阴影去除不完全的问题,提出了一种注意力与多尺度融合的图像阴影去除算法。该算法基于生成对抗网络框架构建。利用自定义的空洞残差块进行特征提取,获得精确的阴影特征信息并输入到注意力引导的编码网络;在注意力引导的编码阶段进行多尺度的特征融合,获取不同层次的感受野,使编码器能够在不同尺度上捕捉上下文信息;利用多重注意力机制引导判别网络对生成的无阴影图像进行鉴别,进而减少判别网络关键信息损失,提高判别网络的鉴别效果。分别在ISTD(dataset with image shadow triplets)与SRD(dataset for shadow removal)公开数据集上进行验证,实验结果表明：该算法视觉效果表现良好,单幅阴影去除后的图片与数据集中真实无阴影图片进行对比,SSIM(structural similarity)可达到0.978,PSNR(peak signal to noise ratio)可达到32.2 dB,RMSE(root mean squared error)可达到6.2,相比同类算法,具有显著优势,且对复杂地物...     

Tessellation‐Independent Smooth Shadow Boundaries

We propose an efficient and light‐weight solution for rendering smooth shadow boundaries that do not reveal the tessellation of the shadow‐casting geometry. Our algorithm reconstructs the smooth contours of the underlying mesh and then extrudes shadow volumes from the smooth silhouettes to render the shadows. For this purpose we propose an improved silhouette reconstruction using the vertex normals of the underlying smooth mesh. Then our method subdivides the silhouette loops until the contours are sufficiently smooth and project to smooth shadow boundaries. This approach decouples the shadow smoothness from the tessellation of the geometry and can be used to maintain equally high shadow quality for multiple LOD levels. It causes only a minimal change to the fill rate, which is the well‐known bottleneck of shadow volumes, and hence has only small overhead.     

Integrated shadow removal based on photogrammetry and image analysis

This paper presents a methodology to automatically detect and remove the shadows in high‐resolution urban aerial images for urban GIS applications. The image is generated by ADS40, which is a multiple line scanner. The system includes shadow simulation, ray tracing, integrated shadow detection, and shadow removal. The geodetic shadow is simulated from a digital surface model (DSM) and the sun attitude. Using an ADS40 camera model and collinearity equations, the corresponding scan line of the shadow is obtained. Ray tracing is used to determine the visibility of the shadow in the image. A building boundary driven height field ray tracing method is proposed to boost the tracing efficiency. Shadow segmentation is taken from the RGB image at the base of the traced image shadows. The segmentation threshold is derived from the histogram of the traced image shadow area. Shadow removal includes the shadow region and companion region labelling, the histogram processing, and intensity mapping. Some experiment results are presented to show the effectiveness of the methods.     

基于直接投射扩散的烟雾阴影实时模拟

为了提高烟雾模拟的真实感,提出了一种基于直接投射扩散的烟雾阴影实时生成算法。该方法将3维烟雾密度场直接投射到2维平面上,并保存于光亮缓存中,首先生成一张能描述阴影浓度信息的阴影纹理;然后为了解决阴影浓度过估计问题,还新颖地采用流体力学领域的扩散方程来修正浓度分布情况;最后,在可编程图形硬件上,采取投影纹理映射技术将阴影纹理投射到场景中的相应表面。实验证明,该方法所需计算开销小,能简单高效地实时生成计算机3维游戏和动画的烟雾阴影效果。     

Effects of shadow‐mask voltage on the discharge in shadow‐mask PDPs

Abstract— A new type of ACPDP with a shadow mask (shadow‐mask PDP, SMPDP) has been developed, featuring an effective structure and lower cost. The distinct difference between an SMPDP and a conventional ACPDP is that the dielectric barrier ribs are replaced by a single metal shadow mask. A three‐dimensional self‐consistent fluid model was used to analyze the effects of the shadow‐mask voltage on the discharge for a simplified driving scheme. The simulation results indicate that by selecting the appropriate shadow‐mask voltage, the addressing speed can be improved due to the local strong electric field. The steady discharge in the sustaining period will not be affected by changes in the shadow‐mask voltages in the addressing period. While in the sustaining period, the shadow‐mask‐voltage variation can directly affect the sustaining discharge. The floating shadow mask in the sustaining period is beneficial in achieving a stable sustaining discharge.     

融合阴影图和深度划分阴影体的阴影渲染算法

阴影图算法可以简单、快速地渲染硬阴影,但该算法渲染的硬阴影会在边缘区域出现锯齿状走样。受此影响,基于阴影图算法渲染的柔和阴影,在小尺寸半影区域依然可能会出现锯齿状走样。因此,要渲染无走样的柔和阴影,需要精确计算阴影边缘区域的着色点对点光源的可见性。深度划分阴影体算法可以精确地计算着色点对点光源的可见性,但其不仅在效率上不及阴影图算法,还无法实现柔和阴影渲染。针对上述问题,提出一种融合阴影图和深度划分阴影体的阴影渲染算法,对处于阴影边缘区域的着色点,使用深度划分阴影体算法精确计算该着色点对点光源的可见性;对其他着色点,使用阴影图算法快速计算该着色点对点光源的可见性。最后,将着色点的可见性值存储在可见性图中并滤波即可实现无走样柔和阴影的渲染。     

GPU在复杂场景的阴影绘制中的应用

通过有效利用图形硬件的图形处理单元（GPU）的运算能力和可编程性，将人量计算从CPU分离出来。在GPU上采用顶点和片元程序进行阴影计算，从而加速复杂场景阴影绘制。选择图像空间阴影算法进行GPU加速绘制。用Cg图形编程语言和OpenGL实现了算法的绘制过程，能够满足通用的复杂3D场景应用的需要，达到满意的实时绘制效果。     

空洞卷积与注意力融合的对抗式图像阴影去除算法

为了解决暗区域、纹理复杂或半影区域的阴影去除效果不明显的问题,提出了空洞卷积与注意力机制融合的对抗式图像阴影去除算法。该算法基于生成对抗网络的总体思想,将空洞卷积引入残差网络中,用自定义的空洞残差块进行特征提取,扩大了特征提取的感受野。在注意力编码阶段,加入4层相同结构的空洞卷积,确保最小计算量的情况下为解码阶段提供更抽象、更本质的全局的语义特征。运用多重注意力机制,引导判别网络对无阴影图像的鉴别,提高判别网络能力。该算法分别在ISTD(image shadow triplets dataset)与SRD(shadow removal dataset)公开数据集上进行检验,SSIM(structural similarity)值达到97.77%。该算法图像特征信息保存完整,画面清晰,暗区域及地物复杂的区域阴影去除效果较好,对半影区域,也有具有良好的表现。     

一种凸多面体的阴影生成方法

阴影生成是使三维场景具有真实感的重要方式之一。以往的阴影生成算法是对点和面进行处理的，而该文中的阴影生成算法只针对点进行处理。由于任何物体都可以分解成若干个凸多面体，所以凸多面体的阴影生成很有研究价值。该文将凸壳技术应用于三维场景的阴影生成中，形成一种凸多面体的阴影生成方法，并用OpenGL技术实现。该文简述了OpenGL技术和阴影生成技术的基本原理，用OpenGL生成的三维场景模型进行检验，并叙述了场景的组织结构和阴影生成的实现过程，最后生成了较真实的阴影。     

基于混合注意力模型的阴影检测方法

图像中阴影区域的存在会导致图像内容的不确定性,不利于其他计算机视觉任务,因此常将阴影检测作为计算机视觉算法的预处理过程.然而,现有的阴影检测算法大多采用多级网络结构,导致模型训练困难,虽然已经提出了一些采用单级网络结构的算法,但它们只关注了局部的阴影,忽略了阴影之间的联系.针对该问题,为提升阴影检测的准确率和鲁棒性,提...     

视频监控系统中运动目标的检测和阴影抑制

提出了一种室内静止摄像机条件下的运动目标检测和阴影抑制方法。该方法采用一种自适应的背景估计方法来实时更新背景,用基于概率分类法检测运动目标,并在联合HMMD色彩空间和光度特征来抑制阴影之后,用Sobel边缘检测来修正运动目标。实验结果表明,该方法能够有效地检测运动目标和抑制阴影。     

Object-based cloud and cloud shadow detection in Landsat imagery

A new method called Fmask (Function of mask) for cloud and cloud shadow detection in Landsat imagery is provided. Landsat Top of Atmosphere (TOA) reflectance and Brightness Temperature (BT) are used as inputs. Fmask first uses rules based on cloud physical properties to separate Potential Cloud Pixels (PCPs) and clear-sky pixels. Next, a normalized temperature probability, spectral variability probability, and brightness probability are combined to produce a probability mask for clouds over land and water separately. Then, the PCPs and the cloud probability mask are used together to derive the potential cloud layer. The darkening effect of the cloud shadows in the Near Infrared (NIR) Band is used to generate a potential shadow layer by applying the flood-fill transformation. Subsequently, 3D cloud objects are determined via segmentation of the potential cloud layer and assumption of a constant temperature lapse rate within each cloud object. The view angle of the satellite sensor and the illuminating angle are used to predict possible cloud shadow locations and select the one that has the maximum similarity with the potential cloud shadow mask. If the scene has snow, a snow mask is also produced. For a globally distributed set of reference data, the average Fmask overall cloud accuracy is as high as 96.4%. The goal is development of a cloud and cloud shadow detection algorithm suitable for routine usage with Landsat images.     

基于衰减式生成对抗网络的单幅图像阴影去除

图像中的阴影是投影物体的重要视觉信息,但也会对计算机视觉任务造成影响。现有的单幅图像阴影去除方法因鲁棒阴影特征的缺乏或训练样本数据的不足与误差等原因,无法得到好的阴影去除结果。为了准确生成用于描述阴影区域光照衰减程度的蒙版图像,进而获得高质量的无阴影图像,提出了一种基于衰减式生成对抗网络的单幅图像阴影去除方法。首先,敏感因子引导的衰减器被用来提升训练样本数据,为后续的生成器与判别器提供符合物理光照模型的阴影样本图像。其次,生成器将结合感知损失,并在判别器的督促下得到最终阴影蒙版。与相关研究工作比较,所提方法能有效恢复阴影区域的光照信息,可以得到更为逼真、阴影边界过渡更加自然的无阴影图像。利用客观指标评价阴影去除结果。实验结果表明,该方法能在多个真实场景下有效去除阴影,去阴影结果视觉一致性良好。     

模糊马尔可夫随机场理论在阴影检测中的应用

阴影的检测是目标检测、目标跟踪、视频监控等领域的一个关键问题。提出了一种基于模糊马尔可夫随机场的阴影检测算法。该算法把阴影检测问题看做是一个求最优化的像素点分类问题。对于输入的视频,提取背景图像,找出阴影和前景目标物体区域。通过计算阴影概率分布,前景概率分布,隶属度函数,建立模糊马尔可夫随机场。应用贝叶斯准则,最大后验(MAP)估计和条件迭代模式(ICM)算法,寻找最优化的模糊马尔可夫随机场,并利用最大隶属度原则消除模糊性,得到阴影检测的结果。实验证明,文中算法具有较好的阴影检测率和目标检测率。     

基于面向对象技术的高分辨率遥感影像的阴影检测与去除

阴影是高分辨率遥感影像的基本特征之一,阴影的检测对于影像的目标识别和信息恢复十分关键。采用面向对象的技术,通过图像分割,获取阴影对象,结合阴影对象的特征,设置特征函数并分类,最后获得阴影区域。试验证明,该方法简单易行,较精确地提取了阴影区域。     

基于PCA与HIS模型的高分辨率遥感影像阴影检测研究

根据高分辨率遥感影像阴影区域的性质,基于主成分变换和HIS模型,提出一种检测阴影的阴影指数SI(Shadow Index)。选取两个试验区,分别采用Polidorio算法、归一化阴影指数(NDUI)和SI进行阴影检测和比较分析,结果表明SI能够有效地区分阴影区域与水体和偏蓝色地物。提取3种算法的直方图得出,SI图像的直方图具有两个波峰一个波谷形状,能够更好地采用直方图阈值法分割阴影区和非阴影区。实验表明该方法简单有效。