[發明專利]基于色貌模型的灰度與偽彩圖像的融合顯示方法

有效

• 申請號: 201110303831.2
• 申請日: 2011-10-10
• 公開（公告）號: CN102360493A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 汪源源;李添捷;鄭永平
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

1.基于色貌模型的灰度與偽彩圖像的融合顯示方法，其特征在于具體步驟為：?

（1）根據觀察條件調整色貌模型環境參數的設置，建立數字圖像的色貌模型表示，其中，所選的色貌模型包含可調的觀察條件，并利用色彩空間的轉換關系，建立數字圖像的sRGB表示與色貌模型間的聯系；

（2）運用色貌模型反變換，根據色彩空間sRGB中色彩點在色貌模型空間中的分布，設定色貌屬性，由色貌屬性生成均一明度的彩虹色階，實現明度不含信息的偽彩顯示；

（3）通過色貌模型分離源圖像的亮暗與顏色屬性，調整源灰度圖灰階，表示為融合圖像的明度；將均一明度的偽彩圖表示為融合圖像的色調和飽和度；合并色貌屬性，反變換得到融合結果。

2.根據權利要求1所述的基于色貌模型的灰度與偽彩圖像的融合顯示方法，其特征在于步驟（1）中，色貌模型采用國際發光照明委員會的CAM02色貌模型，該色貌模型能預測色調H、飽和度s和明度J這三種相對色貌屬性，且包含多種色適應變換；色貌屬性可結合觀察條件，從其XYZ空間表示轉換得到，其中與觀察條件相關的環境參數設置由表1給出：

表1???CAM02色貌模型的環境參數設置

環境參數設置要求白色物體的相對三刺激值X_wY_wZ_w照明光源決定自適應亮度L_A ，cd/m²白色物體絕對亮度的20%白色物體的相對亮度Y_w取100背景的相對亮度Y_b取20環境的相對亮度L_R暗/昏暗/平均/中間值

在環境參數的基礎上，計算CAM02色貌模型的參數：首先結合下表2，由L_R確定指數非線性參數c，插值得到彩色感應系數N_c和最大自適應度F：

表2??CAM02色貌模型的輸入參數?

觀察條件cNcF平均0.691.01.0昏暗0.590.90.9暗0.5250.80.8

?然后由式(1)~(4)依次計算自適應度D，亮度水平自適應系數F_L，明度自適應系數N_bb，色彩自適應系數N_cb和非線性指數基數z?：

其中，??；

假定色貌屬性中色調H、飽和度s、明度J已知，CAM02色貌模型與XYZ空間的轉換關系由下述過程獲得：

（1）由于假定色調H已知，結合下表3，由式(5)計算色相角h，并調整到0~360的范圍：

??????????????????????????????????????(5)

表3?色相正交與色相角的轉換

?紅黃綠藍紅i12345h_i20.1490.00164.25237.53380.14e_i0.80.71.01.21.0H_i0100200300400

記，結合對立色分量a、b的定義，得到關于非線性后適應的三刺激R_a^’、G_a^’和B_a^’的方程：

????????????????(6)

（1）由于假定明度J已知，記，根據明度的定義，得到關于R_a^’、G_a^’和B_a^’的另一方程：

?????????????????????????????????(7)

（3）由于假定飽和度s已知，由視彩度M、彩度C和飽和度s的定義，得到中間參數t的表達式(8)；視明度Q由明度J計算得到，故等式右側為一常值，記為γ；

?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????(8)

結合t的定義式(9)，得到關于R_a^’、G_a^’和B_a^’的第三個方程式(10)，

????????????????????????????????????????????????????????????????????????????(9)

(10)

其中對立色分量a、b用R_a^’、G_a^’和B_a^’表示，離心率，記?；

將式(6)、(7)和(10)的系數分別令為(ε₁₁,?ε₁₂,?ε₁₃)、(ε₂₁,?ε₂₂,?ε₂₃,?ε₂₀)和(ε₃₁,?ε₃₂,?ε₃₃,?ε₃₄,?ε₃₅,?ε₃₆)，如下式(11)~(13)：

???????????????????????????(11a)

?????????????????????(11b)

????????????(11c)

?????????????????????????????(12a)

????????????????????????????????(12b)

???????????????????????????????(12c)

?????(12d)

???(13a)

???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????(13b)

??????????????????????????????????????????????????????????????????????(13c)

??????????????????????????????????????????????????????????????????????????(13d)

???????????????????????????????????????????????????????????????????????(13e)

??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????(13f)

聯立式(6)和(7)，解得：

???????????????????????????????????????????????(14)

??????????????????????????????????????????(15)

將式(14)和(15)的系數分別令為(η₁?,?η₂)和(η₃,?η₄)，如下式：

????(16a)

??(16b)

?(16c)

????(16d)

將G_a^’和R_a^’代入式(10)，整理得到R_a^’的方程：

?(17)

令式(17)二元一次方程式的系數為(θ₁?,?θ₂?,?θ₃)^’：

從而解得R_a^’：?????????????????????????????????????????????????????????????(19)

至此，由已知的J、H和s計算R_a^’、G_a^’和B_a^’，再根據公式(20)~(23)，最終逆得到XYZ空間的三刺激值X、Y和Z：

??????????????????????????(20)

??????????????????????(21)

其中，?；

??????????????????????????????????(22)

????????????????????????????????????(23)

其中，?。