[发明专利]一种合格色源图像的色源像素点采样方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字图像处理技术，特别是一种数字图像染色方法中的合格色源图像的色源像素点采样方法。

背景技术

由于人眼对彩色的变化远比对灰度的变化敏感，因此黑白图像染色是图像处理中最常要解决的问题之一。在娱乐方面，为了增强视觉效果，有价值的黑白照片、经典电影需要给灰度图像着色；在教育和科研领域，给一些科学图像和插图着色，有利于生动地表达这些图像所包含的信息，充分发挥人的感知能力；在医疗诊断和数字化人体研究方面，给灰度的MRI磁共振图像、X光图像和CT图像着色，有利于充分显示这些图形的特征，及时发现病症。

从三维颜色空间上讲，灰度图像仅仅只有亮度或者强度的变化，属一维空间上的变化。灰度图像着色首要的前提就是增加真实感信息的同时最大限度地保持图像原有的信息。在RGB颜色空间中，不同的颜色可能亮度相同而色调或饱和度不同。由于这些模糊性，着色问题一直没有得到满意解决。因此使用软件染色方法也只能是根据亮度或纹理分布自动将整幅画面分几个不同的着色区域，仍然需要用户决定图像各部分的颜色。如目前流行的Photoshop对黑白照片着色，用户要仔细观察图片，考虑填充颜色种类和明暗过渡等细节，逐一勾画出填充不同颜色的选区，使用色彩平衡、色调/饱和度等方法来完成填充工作。在医学上对灰度图像，如MRI、X光和CT等，进行伪彩色处理是另一种非常有效的图像增强技术。灰度图像的等密度伪彩色编码实质上是建立图像的灰度级与颜色的一种影射关系，因此可以做到自动染色。但是伪彩色只是通过色阶把在灰度图像中不易分辨的一些细节在伪彩色图像中显现出来，它无法反映黑白图像的真实颜色。一方面，伪彩色没有唯一的编码方式，同一张图像的伪彩色图很可能由于医生的不同而改变。另一方面，由于伪彩色技术只适用于256级以下的灰度图像，对高于256级灰度的高分辨率图像来说，只能先将灰度级压缩影射为256级灰度，然后再进行编码，但压缩影射相当于降低了处理图像的灰度分辨率。

中国专利ZL200910187705.8公开了“一种数字图像染色方法”，该方法包括以下步骤：

A、选择色源图像；

B、分别提取两幅图像特征向量空间模型；

C、判定目标图像与色源图像的相似度；

D、转换图像RGB表示模式到Lαβ模式；

E、利用合格色源图像为目标图像传递色彩信息；

F、转换图像Lαβ表示模式到RGB模式。

该方法选择合格色源图像以色源像素点采样，即从合格色源图像中抽取一定数量有代表性的像素点代替整幅图，具体步骤为：

根据图像灰度的范围为256个等级，分别统计在第i等级中的像素的个数，并设为l[k]，按照直方图每个刻度中所包含像素点的比例来采集样本像素点；在第k个刻度上，则应该采样的数量为

其中n和m分别为图像的高度和宽度，N为采样的总数量。

该方法的优点是不需要任何绘画和色彩等专业技巧，整个染色过程完全自动化处理、方便快捷、而且染色质量高；但是该方法仍存在以下缺点：在对色源图像像素点采样的算法中，由于像素点由彩色转化成灰度时，多种颜色将对应一个灰度值，比如，纯红色像素点(R＝255，G＝0，B＝0)、纯绿色像素点(R＝0，G＝255，B＝0)和纯蓝色像素点(R＝0，G＝0，B＝255)在转化为灰度时，灰度值相同，这样采集的样本像素点往往会丢掉色源图像中非常重要的颜色信息，造成染色不准确。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要提出一种不丢掉色源图像中非常重要的颜色信息的合格色源图像的色源像素点采样方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种合格色源图像的色源像素点采样方法，从合格色源图像中根据颜色特征抽取一定数量有代表性的像素点代替整幅图，具体包括以下步骤：

A、RGB与HSV颜色空间的相互转换

从RGB到HSV的转换是一个非线性变换，需要下面两步来完成：

A1：由RGB变换到R’G’B’：