低对比度闪电通道的图像预处理

安徽理工大学电气与信息工程学院 王 淦

本文基于OpenCV对低对比度闪电通道图像进行预处理，过程主要分为闪电通道亮度提升及闪电通道边缘检测两方面。通过对低对比度闪电通道图像进行预处理，低对比度闪电通道图像得到平滑，增强闪电通道亮度，提升闪电通道边缘检测的操作性，得出有自适应性的低对比度闪电通道图像预处理流程。主要针对低对比度闪电通道图像自动识别处理的不足，提出用帧差法来剥去背景中的较亮云体和地物的干扰，最大限度保留闪电通道的细节，对闪电通道进行图像增强处理，使得通道有较好的识别性，为下一步的图像处理做准备。

1 帧差法的介绍

1.1 帧差法

帧差法具体来说就是将视频里的帧序列中任意取相邻两帧的图像或者取任意相邻三帧间的图像，然后通过使用基于单独帧图像像素的时间差分法和通过闭值化图像处理来识别出图像或视频中的潜在物体运动区间。

1.2 过程

选一张闪电发生前的图像作为背景图像，与要进行闪电通道识别的图像进行遍历对应像素对比。OpenCV没有直接进行帧差法的函数，手动实现流程图如图1所示。

图1 帧差法函数流程图

1.3 实现成果及评价

由该算法实现成果图2所示可看出使用帧差法较为完美地剔除了闪电通道原图中图像右边的发光云体，并且最大程度保留低亮度的闪电通道的细节。

图2 给定的闪电通道图像及帧差法结果图对比

2 对闪电通道进行Canny边缘检测的尝试

2.1 Canny边缘检测

通过Canny算子检测边缘的算法是将对我们有用的图像特征信息从给定的一幅图像中提取出来而且让这个过程更加简洁高效的一种算法。……