[發(fā)明專利]一種面向色覺障礙的圖像紋理細(xì)節(jié)增強(qiáng)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010618719.7
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111915508A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮健華;沈徐銘;王勇;張顯斗
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

1.一種面向色覺障礙的圖像紋理細(xì)節(jié)增強(qiáng)方法，其特征在于根據(jù)色盲患者的類型將原圖像在LMS空間中的L、M、S三者中的某一通道進(jìn)行細(xì)節(jié)提取并加在增強(qiáng)后圖像的剩余兩個通道上：對于紅色盲提取原圖像L通道的細(xì)節(jié)，并將細(xì)節(jié)添加到色彩增強(qiáng)圖像的M、S通道上；綠色盲提取M通道的細(xì)節(jié)并將細(xì)節(jié)添加到色彩增強(qiáng)圖像的L、S通道上；藍(lán)色盲提取原圖像S通道的細(xì)節(jié)并將提取的S通道的細(xì)節(jié)分配到增強(qiáng)后L、M通道上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向色覺障礙的圖像紋理細(xì)節(jié)增強(qiáng)方法，其特征在于具體步驟如下：

步驟(1)將RGB圖像轉(zhuǎn)換到LMS空間；

步驟(2)針對特定類型的色覺障礙患者，分別在LMS空間中提取出L、M、S通道的細(xì)節(jié)；

步驟(3)將步驟(2)中提取出的細(xì)節(jié)，增加到步驟(1)處理后的圖像對應(yīng)的其他兩個該類型色障礙者能覺察到的色彩通道上，所得圖像即為最終增強(qiáng)圖像；

步驟(4)將最終增強(qiáng)圖像從LMS顏色空間轉(zhuǎn)換回RGB顏色空間，進(jìn)行顯示或存儲；

進(jìn)一步的，步驟(1)中對于待增強(qiáng)的圖像，首先通過轉(zhuǎn)換矩陣將其色彩空間轉(zhuǎn)換到LMS空間；

進(jìn)一步的，步驟(2)中提取圖像細(xì)節(jié)的方法為

I″_d＝I_d-I′_d (2)

其中，I_d為原圖像中該類型色覺障礙者無法感知的色彩通道，N為均值濾波器卷積核的半徑，n為卷積核所包括的位置的集合，I′_d為圖像平滑層信息，I″_d為取出的通道減去平滑層圖像信息后得到的該通道的細(xì)節(jié)；

進(jìn)一步的，步驟(3)將步驟(2)中提取出的細(xì)節(jié)增加到步驟(1)處理后的圖像對應(yīng)的其他兩個該類型色障礙者能感知到的色彩通道上，所得圖像即為紋理增強(qiáng)圖像，公式如下

I′_c1＝I_c1+k×I″_d (3)

I′_c2＝I_c2+k×I″_d (4)

其中，I_c1,I_c2為LMS顏色空間中未進(jìn)行提取細(xì)節(jié)計(jì)算的另外兩個該類型色障礙者能感知的色彩通道，I′_c1,I′_c2為加上步驟(2)提取出的細(xì)節(jié)后進(jìn)行紋理補(bǔ)償?shù)膯晤伾ǖ缊D；k為常數(shù)；

進(jìn)一步的，步驟(4)中將LMS顏色空間轉(zhuǎn)換回RGB顏色空間，進(jìn)行顯示或存儲；

變換所得的RGB圖像，即為最終增強(qiáng)結(jié)果。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種面向色覺障礙的圖像紋理細(xì)節(jié)增強(qiáng)方法，其特征在于該方法可單獨(dú)用于增強(qiáng)紋理細(xì)節(jié)信息，也可與各種已有面向色覺障礙顏色增強(qiáng)方法相結(jié)合作為一種圖像后處理方法，處理過程均是在LMS顏色空間，具體流程包括如下步驟：

步驟(1)將原圖像進(jìn)行色彩空間變換從RGB到LMS；

步驟(2)用LMS道爾頓顏色矯正方法對圖像進(jìn)行顏色矯正；

步驟(3)根據(jù)色覺障礙患者的類型提取原圖像中該類色覺障礙患者無法正常感知的通道的細(xì)節(jié)；

步驟(4)將提取出的細(xì)節(jié)加到剩余兩個通道上；

步驟(5)將LMS顏色空間轉(zhuǎn)換回RGB顏色空間，進(jìn)行顯示或存儲；

步驟(1)對于一幅待進(jìn)行紋理補(bǔ)償?shù)膱D像，首先將其變換到LMS顏色空間，公式如下：

即得到LMS空間的圖像；

步驟(2)顏色矯正算法，根據(jù)色覺障礙類型，選擇相應(yīng)的顏色矯正矩陣，公式如下：

對于綠色盲而言

則原圖像的殘差圖像(Error Picture)即為

將殘差圖像中綠色盲所看不見的M通道20％的量分散到L和S通道中，如下所示

將該分散了M通道值的殘差圖像轉(zhuǎn)換回RGB顏色空間：

再與原圖像相加，如下所示：

即得到LMS道爾頓化顏色矯正的圖像；

步驟(3)中以M視錐細(xì)胞異常的綠色盲患者為例，用均值濾波器(3*3)提取LMS顏色空間中M通道上紋理細(xì)節(jié)；

I″_d＝I_d-I′_d

其中，I_d為原圖像轉(zhuǎn)換顏色空間到LMS空間之后的M通道，為均值濾波器，I″_d為M通道減去經(jīng)過均值濾波后的平滑圖像I′_d后得到的該通道的細(xì)節(jié)；

步驟(4)將提取出的細(xì)節(jié)加到經(jīng)過顏色校正之后的其他兩個通道即可得到最終的校正圖像；

I′_c1＝I_c1+k×I″_d

I′_c2＝I_c2+k×I″_d

其中L,S為原圖像的L,S通道圖像，I″_d為步驟(2)中取出來的M通道的圖像紋理信息，k為常數(shù)，此處取0.5，I′_c1,I′_c2分別為進(jìn)行M通道紋理信息補(bǔ)償后的L,S通道圖像，I′_c1，I_d，I′_c2即為最終針對綠色盲的紋理補(bǔ)償圖像的LMS三通道值；

步驟(5)LMS反變換回RGB進(jìn)行存儲與顯示

最后得到的R′G′N′即為紋理補(bǔ)償與顏色校正之后的圖像。