[發明專利]數字圖像的半色調處理方法和系統

有效

• 申請號: 201611271177.0
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106651816B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 周建設;張勇東;代鋒;趙強;劉杰;史金生
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: G06T5/20
• 分類號: G06T5/20;G06T5/40
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 譚承世

本發明提供了一種數字圖像的半色調處理方法和系統，涉及圖像處理技術領域，其中，通過對待處理圖像的像素點的局部亮度信息、對比度信息和結構信息進行提取，并根據局部亮度信息和對比度信息計算出量化閾值，根據量化閾值和各像素點的量化誤差灰度值對待處理圖像進行二值化，并對二值化后的像素點進行誤差傳遞，從而得到半色調處理圖像，該方法有效的保持了輸入圖像的亮度和對比度信息，同時節約了對圖像處理的時間，提高了圖像處理的效率。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，具體而言，涉及一種數字圖像的半色調處理方法和系統。

背景技術

數字圖像半色調處理是利用有限的色調對原始連續色調圖像進行表示的技術，利用了人類視覺系統低通濾波的屬性，使得半色調處理的結果與原始圖像在感官上比較類似，但是，目前如何提升對數字圖像進行處理的效率和處理效果，成為了亟待解決的問題。

相關技術中，主要是基于優化迭代的圖像半色調算法，以與輸入圖像整體灰度值相同的二值噪聲圖像為初始半色調結果，然后隨機交換當前結果中的黑白像素點，判斷新的結果在色調、結構、對比度上是否與輸入圖像更接近，當滿足判斷條件時，則交換兩個像素點；否則，保持現有像素點不變繼續測試交換其他黑白像素點。

但是，現有技術中的方法，黑白像素點交換過程是通過模擬退火算法進行優化直至收斂的，該方法對圖像處理時需要時間比較長，導致對圖像的處理效率比較低，并且圖像的處理效果不能很好的保持原圖像的特征。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提供一種數字圖像的半色調處理方法和系統，以實現有效的保持輸入圖像的亮度和對比度信息，同時節約了對圖像處理的時間。

第一方面，本發明實施例提供了一種數字圖像的半色調處理方法，所述方法包括：

獲取待處理圖像，并對所述待處理圖像進行分析得到所述待處理圖像的特征信息，其中，所述特征信息包括：像素點的局部亮度信息、對比度信息和所述待處理圖像的結構信息；

根據所述像素點的局部亮度信息和對比度信息，計算所述待處理圖像的量化閾值；

計算各所述像素點的量化誤差，并將所述量化誤差擴散到各所述像素點的鄰域內，計算量化誤差擴散后的各所述像素點的量化誤差灰度值；

根據所述量化閾值和各所述像素點的量化誤差灰度值，對所述待處理圖像進行二值化，得到二值化后所述待處理圖像中各像素點的二值化灰度值，并對所述二值化后的像素點的所述二值化灰度值進行誤差傳遞，得到半色調處理圖像。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，獲取待處理圖像，并對所述待處理圖像進行分析得到所述待處理圖像的特征信息，包括：

計算所述待處理圖像的梯度，并根據所述待處理圖像的梯度得到所述待處理圖像的結構信息；

根據所述待處理圖像的結構信息，通過以下公式計算所述像素點的局部亮度信息和對比度信息：

其中，w_i,j表示鄰域內像素點的權重，σ＝1.5，L[m,n]表示所述像素點的局部亮度信息，C[m,n]表示對比度信息，m和n分別表示像素點的橫縱坐標，f[m+i,n+j]表示所述待處理圖像的初始灰度值。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，根據所述像素點的局部亮度信息和對比度信息，計算所述待處理圖像的量化閾值，包括：

通過以下公式計算所述量化閾值：

t[m,n]＝127.5-f[m,n]×C[m,n]×(f[m,n]-L[m,n])，