[发明专利]一种将数字彩色图像转换成灰度图像的方法

摘要

本发明提供了一种将数字彩色图像转换成灰度图像的方法，将彩色图像的每个像素均映射到RGB空间，对空间区域进行分区，得到分类原型；将RGB空间上与数字彩色图像的每个像素对应的点归类到分类原型；将分类原型作为一维弹簧系统的节点，通过爬山法则建立最优化实例，利用距离倒数权重法计算每个像素的灰度值。本发明从被转换的彩色图像的像素在色彩空间的分布密度出发，对图像在色彩空间上的对应点进行归类，然后使用弹簧系统根据能量最小化原则，实现从三维空间点到一维空间点的映射，并在最后对每个像素进行灰度值的计算。该方法对不同图像的鲁棒性好，自适应性强，计算资源使用率较低，不需要人工参数的调整，并在实际中获得了较好的转换效果。

主权项

1.一种将数字彩色图像转换成灰度图像的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将数字彩色图像的每个像素均映射到RGB空间上，得到三维直方图，并对该三维直方图进行高斯滤波平滑处理，形成连续的非零空间区域；（2）根据密度分布对步骤（1）中所得到的非零空间区域进行分区，得到多个独立的高密度区域，并根据高密度区域的体积大小选择若干个高密度区域作为分类原型；（3）使用空间扩张法，将RGB空间上与数字彩色图像的每个像素对应的点归类到步骤（2）中已选取的分类原型中；（4）将分类原型作为一维弹簧系统的节点，随机建立多个一维弹簧系统实例，并从多个一维弹簧系统实例中选择在动态平衡状态时压力总和最小的实例作为最优化实例；（5）建立最优化实例中各节点与0~255的灰度值的对应关系，得到每个分类原型所对应的灰度值u_i；（6）使用如下公式计算数字彩色图像中任一像素x的灰度值u(x)：其中， N为分类原型的个数，i、j为分类原型的编号，，d(x,x_i)^p为像素x在RGB空间上与其所在的分类原型i的质心之间的距离，p为指数参数， u_i为分类原型i所对应的灰度值，，d(x,x_j)^p为像素x在RGB空间上与其所在的分类原型j的质心之间的距离。