彩色图像高精度灰度化算法研究
发布时间：2021-08-24 10:06
彩色图像灰度化是指将彩色图像转换为灰度图像的过程,是数字打印、照片渲染和单通道图像处理的基本工具。彩色图像包含三种颜色（红色、绿色和蓝色）通道,可以将灰度化看作是将三维通道信息转换为一维灰度数据的过程。然而转换过程中无法避免彩色图像信息的丢失,因此,灰度化的主要任务是从原始彩色图像中保留尽可能多的信息,并为不同的应用生成符合人眼感知的灰度图像。彩色图像灰度化是图像处理和计算机视觉领域的基本课题和重要前提,针对如何在灰度化过程中保持再现色彩的原始信息和比较突出的特点,并且使得到的灰度图像符合人眼的感知,本文将灰度化算法与图像融合、图像结构相似性与空间相关性相结合,分别提出三种灰度化算法:（1）基于多尺度图像融合的灰度化算法:将彩色图像分解为R,G,B三个通道的单色图像,利用拉普拉斯金字塔分解,根据每个通道的对比度、饱和度与显著度确定系数矩阵,将灰度化问题转换为尽可能保持三个通道单色图像特征的多尺度融合问题。该算法使用了梯度域导向滤波（Gradient Domain Guided Image Filter,GGIF）,对边缘信息敏感,且灰度化后能很好保留在彩色图像中较暗或较亮区域的特征。（...
【文章来源】：西安工程大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
枯
麵睡睡??（ｅ）第３章所提算法?（ｆ）第４章所提算法?（ｇ）第５章所提算法??图１－１传统彩色图像灰度化??１．２国内外研究现状及发展趋势??人们通常将彩色图像的亮度值作为输出的灰度值，但是亮度值与人眼所感知到??的灰度值还是存在一定的差异。图１－２显示了在灰色背景下的７种颜色块［９］，包括背??景在内，所有给出的颜色块都具有相同的亮度。受人的视觉系统与主观感知的差异??性影响，通常会认为前两个色块与最后两个色块具有较大亮度值，而黄色与绿色色??块具有最小的亮度值，这说明人眼感知的明度是由彩色空何中的亮度、色度和饱和??度共同决定的。进一步实验结果表明［１％在同等亮度、色度的情况下，饱和度高的??颜色着起来比饱和度低的颜色堯１而在同等亮度、饱和度的情况下，不同的色度会??．产生不＿的明暖关系，这．就是Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ－Ｋｏｈｌｒａｕｓｃｈ?ｅｆｆｅｃｔＨ－Ｋ效应〇??
饱和度变化的彩色空间。Ｃｆｆｉ?ＬＡＢ空间是一＊种以数字化的方式来描述人对色彩的视??觉感觉，自然界中的任何一种颜色都可以在ＬＡＢ穿向中表示出来，且ＲＧＢ空间中??的住何一种颜色都能在ＬＡＢ空间中找到对应值Ｐ如图２－２所示，ＬＡＢ模型中的纵轴??Ｌ分量用于表示像素的亮度，取值范围是［０，１００］，表示从黑色到白色；ＡＢ平面代表??图像的色度信：息，Ａ轴表乐从红色变化到绿色，取值范围是［１２７，－１２８］；?Ｂ轴表示从??黄色到蓝色的范围，取值范围为［１２７，－１２８］。??Ｌ?（亮度轴）??白??绿?红??Ｗ??黑??图２－２?ＣＩＥ?ＬＡＢ空间??在文献［２６－２８，?３５－３９］及本文第４章＇算法中都需要将彩色图像从ＲＧＢ空间转换到??ＣＩＥ?ＬＡＢ空间后再进行后续处理。为了完成ＲＧＢ到ＬＡＢ彩色空间的转换，首先要??将ＲＧＢ转到ＣＩＥ?ＸＹＺ基本系统［４２］：??＇ＸＩ「０．５１６４?０．２７８９?０．１７９２Ｔｉ？＇??Ｙ?＝?０．２９６３?０．６１９２?０．０８４５?Ｇ?（２－１）??Ｚ」［０．０３３９?０．１４２６?１．０１６６如??从ＸＹＺ转换到Ｃｆｆｉ?ＬＡＢ彩色空间的公式为［４３］：??ｐｒ／０．９５０５、??Ｙ?＝ｆ?７／１．０００??ｖｚ?Ｊ?［ｚ／１．０８８８ｙ??（２－２）??Ｌ?＝?＼＼６ｆ｛Ｙ）－＼６??Ａ?＝?５００ｆ（Ｘ－Ｙ）??Ｂ?＝?２００ｆ（
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Lab空间的K均值聚类彩色图像分割[J]. 吴迪,刘伟峰,胡胜,胡灵芝,胡俊华. 电子科技. 2017(10)
[2]基于最大加权投影求解的彩色图像灰度化对比度保留算法[J]. 卢红阳,刘且根,熊娇娇,王玉皞,邓晓华. 自动化学报. 2017(05)
[3]图像边缘轮廓自适应阈值的角点检测算法[J]. 赵亚利,章为川,李云红. 中国图象图形学报. 2016(11)
[4]IHLS颜色空间的灰度化全局非线性三向映射[J]. 朱薇,刘利刚. 计算机辅助设计与图形学学报. 2013(02)
[5]LCH色空间视觉彩色频率响应特性研究[J]. 金杨,刘真,王鹏飞,欧阳玉洁. 包装工程. 2012(21)
[6]一种采用Gabor小波的纹理特征提取方法[J]. 张刚,马宗民. 中国图象图形学报. 2010(02)
博士论文
[1]基于多尺度分析的图像融合算法研究[D]. 杨扬.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
硕士论文
[1]明度预测模型评价及优化[D]. 罗莎.天津科技大学 2015
[2]彩色图像灰度化及其效果的客观评价方法研究[D]. 宋凤菲.华侨大学 2014
本文编号：3359786
【文章来源】：西安工程大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
枯
麵睡睡??（ｅ）第３章所提算法?（ｆ）第４章所提算法?（ｇ）第５章所提算法??图１－１传统彩色图像灰度化??１．２国内外研究现状及发展趋势??人们通常将彩色图像的亮度值作为输出的灰度值，但是亮度值与人眼所感知到??的灰度值还是存在一定的差异。图１－２显示了在灰色背景下的７种颜色块［９］，包括背??景在内，所有给出的颜色块都具有相同的亮度。受人的视觉系统与主观感知的差异??性影响，通常会认为前两个色块与最后两个色块具有较大亮度值，而黄色与绿色色??块具有最小的亮度值，这说明人眼感知的明度是由彩色空何中的亮度、色度和饱和??度共同决定的。进一步实验结果表明［１％在同等亮度、色度的情况下，饱和度高的??颜色着起来比饱和度低的颜色堯１而在同等亮度、饱和度的情况下，不同的色度会??．产生不＿的明暖关系，这．就是Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ－Ｋｏｈｌｒａｕｓｃｈ?ｅｆｆｅｃｔＨ－Ｋ效应〇??
饱和度变化的彩色空间。Ｃｆｆｉ?ＬＡＢ空间是一＊种以数字化的方式来描述人对色彩的视??觉感觉，自然界中的任何一种颜色都可以在ＬＡＢ穿向中表示出来，且ＲＧＢ空间中??的住何一种颜色都能在ＬＡＢ空间中找到对应值Ｐ如图２－２所示，ＬＡＢ模型中的纵轴??Ｌ分量用于表示像素的亮度，取值范围是［０，１００］，表示从黑色到白色；ＡＢ平面代表??图像的色度信：息，Ａ轴表乐从红色变化到绿色，取值范围是［１２７，－１２８］；?Ｂ轴表示从??黄色到蓝色的范围，取值范围为［１２７，－１２８］。??Ｌ?（亮度轴）??白??绿?红??Ｗ??黑??图２－２?ＣＩＥ?ＬＡＢ空间??在文献［２６－２８，?３５－３９］及本文第４章＇算法中都需要将彩色图像从ＲＧＢ空间转换到??ＣＩＥ?ＬＡＢ空间后再进行后续处理。为了完成ＲＧＢ到ＬＡＢ彩色空间的转换，首先要??将ＲＧＢ转到ＣＩＥ?ＸＹＺ基本系统［４２］：??＇ＸＩ「０．５１６４?０．２７８９?０．１７９２Ｔｉ？＇??Ｙ?＝?０．２９６３?０．６１９２?０．０８４５?Ｇ?（２－１）??Ｚ」［０．０３３９?０．１４２６?１．０１６６如??从ＸＹＺ转换到Ｃｆｆｉ?ＬＡＢ彩色空间的公式为［４３］：??ｐｒ／０．９５０５、??Ｙ?＝ｆ?７／１．０００??ｖｚ?Ｊ?［ｚ／１．０８８８ｙ??（２－２）??Ｌ?＝?＼＼６ｆ｛Ｙ）－＼６??Ａ?＝?５００ｆ（Ｘ－Ｙ）??Ｂ?＝?２００ｆ（
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Lab空间的K均值聚类彩色图像分割[J]. 吴迪,刘伟峰,胡胜,胡灵芝,胡俊华. 电子科技. 2017(10)
[2]基于最大加权投影求解的彩色图像灰度化对比度保留算法[J]. 卢红阳,刘且根,熊娇娇,王玉皞,邓晓华. 自动化学报. 2017(05)
[3]图像边缘轮廓自适应阈值的角点检测算法[J]. 赵亚利,章为川,李云红. 中国图象图形学报. 2016(11)
[4]IHLS颜色空间的灰度化全局非线性三向映射[J]. 朱薇,刘利刚. 计算机辅助设计与图形学学报. 2013(02)
[5]LCH色空间视觉彩色频率响应特性研究[J]. 金杨,刘真,王鹏飞,欧阳玉洁. 包装工程. 2012(21)
[6]一种采用Gabor小波的纹理特征提取方法[J]. 张刚,马宗民. 中国图象图形学报. 2010(02)
博士论文
[1]基于多尺度分析的图像融合算法研究[D]. 杨扬.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
硕士论文
[1]明度预测模型评价及优化[D]. 罗莎.天津科技大学 2015
[2]彩色图像灰度化及其效果的客观评价方法研究[D]. 宋凤菲.华侨大学 2014
本文编号：3359786
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