[發明專利]一種彩色圖像自適應去色方法

有效

• 申請號: 202010101161.5
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111325658B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 吳成賓;杜小丹;楊洪軍;劉新躍;何源;王惟潔
• 申請（專利權）人: 成都大學
• 主分類號: G06T3/00
• 分類號: G06T3/00;G06T7/90;G06V10/762
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 鐘玉巧

本發明公開了一種彩色圖像自適應去色方法，包括以下步驟：S1、讀入原始圖像，進行初始化；S2、采用KMeans聚類算法對聚類矩陣變量中元素按照設定的灰度級進行聚類運算；S3、得到同一聚類中所包含的所有像素的顏色值之和作為該聚類的顏色值；S4、計算各個聚類元素顏色值的總和、平均值、最大值和最小值；S5、計算每個灰度級單位對應的顏色值；S6、計算每個灰度級分別對應的顏色值范圍；S7、對灰度圖矩陣dstImg的各個像素點，根據原始圖像矩陣srcImg中相應的各像素點所對應的聚類號，依次賦予相應的灰度級。本發明的去色方法可對各種類型的圖像進行精準的灰度化處理，并保持原圖像中的圖案、紋理、對比度等重要細節信息。

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，特別涉及一種彩色圖像自適應去色方法。

背景技術

隨著半導體和傳感技術的不斷發展，如今的成像技術水平已經有了突飛猛進的發展，高分辨率彩色圖像、高清晰度彩色視頻(視頻實質是由一幀一幀的圖像構成的)隨處可見，在對彩色圖像進行深入的分析和處理之前，一般需要先對圖像進行去色(即灰度化)處理，因此，彩色圖像的灰度化是其中一個很重要的步驟；此外，為控制成本，目前大部分激光照排系統都采用灰度級印刷，故也需要先對彩色圖像進行灰度化處理。

目前，許多商業軟件或開源軟件提出了多種方法對彩色圖像進行灰度化處理，但無法確保對各種類型的彩色圖像都能獲得良好的灰度化效果，例如，著名的商業軟件Photoshop(以下用PS表示)和開源軟件OpenCV在對諸如有霧、水下、過曝光、欠曝光、高對比度等這些特殊的圖像進行灰度化處理時，往往會丟失不少細節信息，造成圖像清晰度嚴重下降。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種可對各種類型的圖像進行精準的灰度化處理，并保持原圖像中的圖案、紋理、對比度等重要細節信息，從而為圖像后續的處理提供可靠的保障的彩色圖像自適應去色方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種彩色圖像自適應去色方法，包括以下步驟：

S1、讀入原始圖像，并進行初始化操作：讀入原始圖像并以srcImg矩陣變量表示，srcImg矩陣中的每個元素表示原始圖像的一個像素點；

定義灰度圖像的灰度級，以變量Level表示；

定義存儲即將生成的灰度化圖像的矩陣變量dstImg；

S2、采用KMeans聚類算法對srcImg矩陣中的元素按照設定的灰度級Level進行聚類運算操作，并存儲在聚類結果矩陣變量Labels中；

S3、對所有像素點，逐一取得其所屬的聚類號，然后求取每個像素點的顏色值，并將同屬于相同聚類的像素的顏色值進行累加，得到同一聚類中所包含的所有像素的顏色值之和即為該聚類的顏色值，并將計算結果存儲在聚類顏色值數組變量pixsum相應的聚類元素中，接著計算每組聚類所包含的像素數目；

S4、計算pixsum中各個聚類元素顏色值的總和、平均值、最大值和最小值；

S5、求解步驟S4得到的各個聚類元素的最大和最小顏色值的差值，并據此計算每個灰度級單位對應的顏色值；

S6、計算每個灰度級分別對應的顏色值范圍；

S7、對灰度圖矩陣dstImg的各個像素點，根據原始圖像矩陣srcImg中相應的各像素點所對應的聚類號，依次賦予相應的灰度級。

進一步地，所述步驟S1具體包括以下子步驟：

S11、讀入原始圖像，并取得原始圖像的列數、行數、通道數、像素數、各像素的RGB值；將原始圖像以srcImg矩陣變量表示，srcImg矩陣的列數、行數、通道數，分別以Width、Height、Chanels變量表示；