[发明专利]对彩色数字图像进行视觉立体感知增强的方法及系统

摘要

本发明涉及数字图像处理领域，具体涉及对彩色数字图像进行视觉立体感知增强的方法及系统。本发明的技术方案提取图像中的单目深度信息，并以真实景物的观察效果为目标仿真计算单目深度信息增强。结果，图像像素颜色的视觉感知亮度值仿真变换为新值，视觉感知饱和度和色相不变，图像的视觉感知空间感和景物的立体感显著增强。

主权项

对彩色数字图像进行视觉立体感知增强的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)计算显示彩色数字图像的设备的视觉感知空间的360个色相位面的颜色边界，提取边界上饱和度CmaxL1和最大饱和度Cmaxh1及其亮度LCmaxh1；(2)正向变换彩色数字图像像素颜色R、G和B数值为CIELAB空间的L、C和h数值，其中，h为色相角，L为亮度、C为饱和度；(3)确定真实景物成像条件下的入射光线在彩色数字图像中的投影位置，设置目的像素的入射光线强度当量A1，数值范围0.0‑1，典型0.4‑0.6，入射光线两边对称位置的并行光线强度当量为A1_1和A1_2，表示该位置像素亮度与目的像素亮度的相关性：A1_1＝(1‑A1)×[(90‑α)/90]A1_2＝1‑A1‑A1_1其中，α为入射光线在图像上的投影与垂线的夹角；(4)计算目的像素与相关像素间的亮度差值ΔLi，j，相关像素即目的像素入射光方向相邻像素及其两边对称方向近邻像素，计算它们与目的像素间的亮度差ΔLi，j，左上方入射光线条件下计算：ΔLi，j＝(LAi，j‑LBi‑1，j‑1)×A1+(LAi，j‑LBi，j‑1)×A1_1+(LAi，j‑LBi‑1，j)×A1_2正上方入射光线条件下计算：ΔLi，j＝(LAi，j‑LBi，j‑1)×A1+(LAi，j‑LBi‑1，j)×A1_1+(LAi，j‑LBi+1，j)×A1_2右上方入射光线条件下计算：ΔLi，j＝(LAi，j‑LBi+1，j‑1)×A1+(LAi，j‑LBi，j‑1)×A1_1+(LAi，j‑LBi+1，j)×A1_2其中，Ai，j表示图像中目的像素，即调控亮度的像素，LAi，j表示该像素亮度；中心像素Ai，j四周共8个像素，自左上角顺时针排列分别为：Bi‑1，j‑1，Bi，j‑1，Bi+1，j‑1，Bi+1，j，Bi+1，j+1，Bi，j+1，Bi‑1，j+1，Bi‑1，j，LBi‑1，j‑1至LBi‑1，j表示相应像素亮度，入射光线条件设定8种，与上述像素位置相关，即入射光源自左上、正上、右上、正右、右下、正下、左下和正左；(5)计算像素颜色视觉感知亮度表现的景物空间感知当量DLi，j(5‑1)与观察同向光照条件下：DLi，j＝(LAi，j/100)(5‑2)与观察逆向光照条件下：DLi，j＝(1‑LAi，j/100)(5‑3)与观察近似垂直光照条件下：设置LZH为目标亮度，即获得最高视觉感知清晰度的像素亮度值，数值范围50‑95，典型75‑85，如果LAi，j≥LZH，DLi，j＝(100‑LAi，j)/(100‑LZH)如果LAi，j＜LZH，DLi，j＝LAi，j/LZH；(6)计算像素颜色视觉感知亮度调控后亮度LTi，j，LTi，j＝LAi，j+ΔLi，j×DLi，j×KL其中，KL为设置的调控比例系数，数值范围0.0‑3.0，典型1.0‑2.0；(7)计算像素颜色视觉感知亮度的彩色灰亮度当量，(7‑1)计算像素颜色视觉感知色相的彩色灰亮度当量DCAIx和调控后亮度LT2i，j，对显示彩色数字图像设备0°‑359°各色相位面的LCmaxh1以其中最大值为基数进行归一化计算，得到各色相位面的彩色灰亮度当量DCAIx，像素颜色视觉感知亮度LAi，j大于LCmaxh1则计算调控后亮度：LT2i，j＝LTi，j+((LAi，j‑LCmaxL1)/(100‑LCmaxL1)×DCAIx)×KT2其中，KT2为设置的调控系数，数值范围0.0‑3.0，典型1.0‑2.0，(7‑2)计算像素颜色视觉感知饱和度的彩色灰亮度当量DBAOx和调控后亮度LT3i，j，像素颜色视觉感知亮度LAi，j大于LCmaxh1则计算像素颜色视觉感知饱和度CAi，j的彩色灰亮度当量DBAOx：DBAOx＝(CAi，j/CmaxL1)计算调整后亮度：LT3i，j＝LT2i，j+((LAi，j‑LCmaxL1)/(100‑LCmaxL1)×DBAOx)×KT3其中，KT3为设置的调控系数，数值范围0.0‑3.0，典型1.0‑2.0；(8)将像素颜色的色相h、饱和度C和计算调控后亮度LT3i，j或LTi，j数值逆向变换为sRGB空间R、G和B数值并规范化。