[发明专利]基于色貌模型的灰度与伪彩图像的融合显示方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体为基于色貌模型的灰度与伪彩图像的融合显示方法。

背景技术

多模态成像技术在科学研究和临床诊断中具有重要价值。图像融合显示的初衷是通过多模态数据的整合，用单幅图像更完整地描述目标组织，方便观察者的理解和运用。这就要求该项技术在最大限度保留源图像信息的同时，保持源图像的理解模式。

常用的灰度与伪彩图像的融合显示方法，包括透明度技术[1-3]、空间交错法[1-3]、时间交错法[4]、色彩空间编码法[1-3, 5, 6]、频率编码法[7, 8]。这些方法或削弱了源图像的色彩感和细节清晰度，或在融合结果中引入了伪像，造成观察者对生物组织特征理解上的困难。在灰度调制的B型超声与伪彩图像的融合显示中，其技术难点更在于超声斑点特征的保留：既要表现出与源灰度图像类似的细节特性，又不能影响伪彩信息的表达。

根据上述要求，本发明运用色貌模型，用相互独立的图像明暗和颜色属性分别表示源灰度图像和伪彩图像，为两者的融合显示提供一种新的有效方法，尤其适合灰度调制的B型超声图与伪彩图的融合。

发明内容

本发明的目的是提出一种能够不改变源图像解读模式，并保留伪彩信息，清晰反映灰度图像特征和细节的灰度图像与伪彩图像的融合显示方法。

本发明提出的灰度图像与伪彩图像的融合显示方法，具体步骤为：

1、根据观察条件调整色貌模型环境参数的设置，建立数字图像的色貌模型表示，其中，所选的色貌模型包含可调的观察条件，并利用色彩空间的转换关系，建立数字图像的sRGB表示与色貌模型间的联系；本发明所选色貌模型包括但不限于国际发光照明委员会(CIE)的CAM02色貌模型；

2、运用色貌模型反变换，根据彩色空间sRGB中色彩点在色貌模型空间中的分布，设定色貌属性，由色貌属性生成均一明度的彩虹色阶，实现明度不含信息的伪彩显示；

3、通过色貌模型分离源图像的亮暗与颜色属性，调整源灰度图灰阶，表示为融合图像的明度；将均一明度的伪彩图表示为融合图像的色调和饱和度；合并色貌属性，反变换得到融合结果。

本发明方法所涉及的公式，根据国际发光照明委员会(CIE)的CAM02色貌模型推导得到。

下面就本发明方法的各个步骤涉及的相关技术细节作进一步的具体描述。

1.根据观察条件，得到数字图像的色貌模型表示，并利用色彩空间的转换关系，建立数字图像的sRGB表示与色貌模型间的联系

根据CIE委员会的定义，色貌模型应至少能预测色调、彩度和明度这三种相对色貌属性，且至少包含一种色适应变换[9]，如CIE CAM02色貌模型，能实现色调H、饱和度s和明度J等多个色貌属性的预测，且包含多种色适应变换。图1给出了数字图像sRGB空间与CAM02色貌模型的转换关系。由于特定色彩的色貌属性需结合观察条件，从其XYZ空间表示转换得到，因此通常需要先将数字图像的sRGB空间表示转换到XYZ空间，具体公式可参考文献[10]。

文献[9]给出了特定色彩XYZ空间表示转换为CAM02色貌模型属性的过程，其中与观察条件相关的环境参数设置由表1给出。

表1   CAM02色貌模型的环境参数设置