[發明專利]基于光譜反射特性與三色成像原理的灰度化方法

無效

• 申請號: 200910116371.5
• 申請日: 2009-03-17
• 公開（公告）號: CN101499167A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 楊星;黃超超;楊華;周哲帥
• 申請（專利權）人: 楊星
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/00;G01J3/42
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及數字圖象處理領域，尤其是一種基于光譜反射特性與三色成像原理的灰度化方法。

背景技術

數字圖像處理即是采用計算機對數字圖像進行系列操作，從而獲得某種預期結果的技術。數字圖像處理與計算技術以及成像技術的發展緊密相連，同時還涉及數學、光學、電子學、心理學等領域。由于人類對視覺機理的研究起步較早，因此可見光波段的成像及數字圖像處理技術深受人們的關注。

具有重要意義的三色成像機制，是可見光成像器件的設計基礎，它的原理是根據人眼的光譜量化特點將可見光譜分為紅、綠、藍三個波段，分別形成三色圖像，并利用三色圖像的疊加來表示彩色圖像。這種彩色圖像經數字化后即成為數字圖像處理的基本對象，其中像素的R、G、B分量分別反映了成像器件在三原色波段內對物體反射光譜的采樣與量化。詳見文獻：Kenneth?R.Castleman著，朱志剛等譯，數字圖像處理，電子工業出版社，456-460，1998。

對灰度圖像處理技術的研究起步較早，應用范圍非常廣泛，至今已形成了一種較為完善的體系。將彩色圖像轉化成灰度圖像幾乎是所有灰度圖像處理手段的第一步，因此灰度化效果將對后續處理過程產生深遠影響。另一方面，在與圖像處理緊密相關的計算機視覺、模式識別等應用領域廣泛存在一類研究對象，即目標和局部背景具有顏色分立特征的彩色圖像，如文字識別中的彩色文本圖像，智能交通系統中研究的車牌圖像、交通標志圖像等。因此，研究這類彩色圖像的灰度化問題具有重要的實際意義。

而現有灰度化技術從數據源上限制了目標和局部背景之間的對比度，對下一步圖像增強手段緩解材料污染，陰影、弱光照等成像條件的影響，提高圖像質量的能力起瓶頸作用。同時這些圖像增強手段本身也存在針對性差等缺點，即無法對目標區域進行直接作用，對背景噪聲非常敏感。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于光譜反射特性與三色成像原理的灰度化方法，以解決現有技術從數據源上限制目標和局部背景之間對比度的問題，同時提供一種有效的圖像增強手段。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

基于光譜反射特性與三色成像原理的灰度化方法，其特征在于：所述方法步驟為：

(1)獲取三色成像設備的三原色光譜響應曲線；

(2)利用三色成像設備對具有顏色分立特征的目標及其局部背景進行成像，得到彩色數字圖像，采用RGB顏色空間表示；

(3)分析目標和局部背景在可見光波段內的光譜反射特性，分別在三原色波段內，采用觀察法、統計法、測量計算法中的一種或多種方法，比較目標及其局部背景之間光譜反射特性的差異；

所述觀察法為：在目標及其局部背景均呈現出肉眼容易辨別的單色或合成色時，采用肉眼觀察直接推斷目標及其局部背景在三原色波段內光譜反射特性的差異；

所述統計法為：通過肉眼不容易辨別出目標及其局部背景在三原色波段內光譜反射特性的差異時，在各種強度的光照及不同拍攝角度的情況下，采集大量目標及其局部背景的彩色圖像，利用公式：