一種夜間弱光彩色圖像的灰度化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及彩色圖像灰度化方法，具體設(shè)及一種夜間弱光彩色圖像的灰度化方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在對彩色圖像進(jìn)行處理時由于內(nèi)存、處理速度等原因往往需要對彩色圖像進(jìn)行灰 度化處理，目前常用的彩色圖像灰度化方法主要有Ξ種:一是最大值法，使灰度圖像的像素 值為紅、綠、藍(lán)Ξ個單通道對應(yīng)像素值的最大值;二是平均值法，使灰度圖像的像素值為紅、 綠、藍(lán)Ξ個單通道像素值的平均值;Ξ是加權(quán)平均法，根據(jù)重要性或其他指標(biāo)給紅、綠、藍(lán)Ξ 個單通道的像素值賦予不同的權(quán)值。
[0003] 在對夜間弱光彩色圖像進(jìn)行灰度化處理時發(fā)現(xiàn)，由于夜間弱光彩色圖像自身具有 顏色較暗的特征，對該彩色圖像進(jìn)行灰度化處理，圖像較暗，對應(yīng)的直方圖分布于坐標(biāo)系的 左側(cè)，圖像的細(xì)節(jié)難W表達(dá)清楚，不利于觀察及分析。因此我們提出了一種新的弱光彩色圖 像灰度化方法，該方法處理后的灰度圖像可W生動的表現(xiàn)圖像的細(xì)節(jié)區(qū)域，滿足人類視覺 要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種夜間弱光彩色圖像的灰度化方法，使處理后的灰度圖 像能生動地表現(xiàn)圖像的細(xì)節(jié)，滿足人類視覺要求。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了 W下技術(shù)方案：
[0006] -種夜間弱光彩色圖像的灰度化方法，步驟如下：
[0007] (1)輸入夜間弱光彩色圖像；
[000引（2)將夜間弱光彩色圖像利用化enCV中的split函數(shù)分解成紅、綠、藍(lán)Ξ個單通道 圖像，其中split函數(shù)為：
[0009] split(Src Im g,BGRMatVector)
[0010] 其中Src Im g為Mat類型的輸入彩色圖像，BGRMatVector為Mat類型的vector類， BGRMatVector [ 0 ]~BGRMatVector [ 2 ]分別對應(yīng)藍(lán)、綠、紅Ξ個單通道圖像；
[0011] (3)算出綠色單通道圖像的像素闊值為ThGpixei;
[0012] (4)WThGpixei為闊值對綠色單通道圖像的像素值按下述公式進(jìn)行處理：
[0013]
[0014] 其中G(i，j)表示綠色通道第i行第j列的像素值，Gresult(iJ)為處理后對應(yīng)像素 的像素值；
[0015] (5)經(jīng)步驟(4)像素值處理后的綠色單通道圖像就是夜間弱光彩色圖像灰度化后 的輸出圖像。
[0016] 進(jìn)一步方案，所述步驟(3)中綠色單通道圖像的像素闊值為化Gpixei是通過下述步 驟算出的：
[0017] (a)對綠色單通道圖像所對應(yīng)灰度圖像中每個像素的灰度值進(jìn)行統(tǒng)計后，列出其 直方圖，直方圖中灰度值V所對應(yīng)的像素個數(shù)histG[v]，v的取值范圍為[0,255];
[0018] (b)按照W下公式求得綠色單通道圖像所對應(yīng)的像素闊值ThGpixei:
[0019] S皿= sum+histG[v] ,vE [0,255]
[0020] s皿 > 8皿口;[又61 X0.98 [0021 ] ThGpixei = v
[0022] 其中：sum初始值為0，histG[v]為綠色單通道圖像的直方圖中灰度值V所對應(yīng)的像 素個數(shù)，sumpixel為夜間弱光彩色圖像的總的像素數(shù)，sum = sum+MstG[v]，ve [0,255]為 目標(biāo)函數(shù)，sum > sumpixel X 0.98為約束條件，當(dāng)sum滿足約束條件時停止運(yùn)算，得到對應(yīng)的 像素闊值ThGpixel二V。
[0023] 本發(fā)明主要針對夜間弱光彩色圖像灰度化后視覺效果比較差的情況，提出一種有 效的弱光彩色圖像灰度化方法。本發(fā)明采用灰度化方法是結(jié)合夜間弱光彩色圖像的直方 圖分布特征和紅、綠、藍(lán)Ξ個單通道圖像的亮度特征，采用對綠色單通道圖像進(jìn)行非線性處 理作為彩色圖像的灰度化圖像的方法。
[0024] 本發(fā)明采用灰度化方法對夜間弱光彩色圖像進(jìn)行處理后的灰度圖像清晰度高，可 W生動的表現(xiàn)圖像的細(xì)節(jié)區(qū)域，滿足人類視覺要求。
[0025] 經(jīng)本發(fā)明處理后的圖像比之前的圖像更亮了，且灰度分布比較廣泛。另外，本發(fā)明 的灰度化方法較簡單，算法復(fù)雜度低，且速度較快。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發(fā)明的流程圖；
[0027] 圖2是輸入夜間弱光彩色圖像的原圖；
[002引圖3是綠色單通道圖像；
[0029] 圖4是綠色單通道圖像的直方圖；
[0030] 圖5是本發(fā)明處理后的灰度圖；
[0031] 圖6是采用加權(quán)法處理后的灰度圖。
【具體實施方式】
[0032] 如圖1所示，一種夜間弱光彩色圖像的灰度化方法，步驟如下：
[0033 ] (1)輸入夜間弱光彩色圖像，如圖2所示為輸入夜間弱光彩色圖像的原圖；
[0034] (2)將夜間弱光彩色圖像利用化enCV中的split函數(shù)分解成紅、綠、藍(lán)Ξ個單通道 圖像，綠色單通道圖像如圖3所示，其split函數(shù)為：
[00；35] split(S;rc Im g'BGRMatVector)
[0036] 其中Src Im g為Mat類型的輸入彩色圖像，BGRMatVector為Mat類型的vector類， BGRMatVector [ 0 ]~BGRMatVector [ 2 ]分別對應(yīng)藍(lán)、綠、紅Ξ個單通道圖像；
[0037] (3)通過下述步驟算出綠色單通道圖像的像素闊值為ThGpixei:
[0038] (a)對如圖3所示的綠色單通道圖像所對應(yīng)灰度圖像中每個像素的灰度值進(jìn)行統(tǒng) 計后，列出其直方圖（如圖4所示），直方圖中灰度值V所對應(yīng)的像素個數(shù)histG[v]，v的取值 范圍為[0,255];
[0039] (b)按照W下公式求得綠色單通道圖像所對應(yīng)的像素闊值ThGpixei:
[0040] S皿= sum+histG[v] ,vE [0,255]
[0041] sum>sumpixelX0.98
[0042] ThGpixei = v
[0043] 式中：sum初始值為0，histG[v]為綠色單通道圖像的直方圖中灰度值V所對應(yīng)的像 素個數(shù)，sumpixel為夜間弱光彩色圖像的總的像素數(shù)，sum = sum+MstG[v]，ve [0,255]為 目標(biāo)函數(shù)，sum > sumpixel X 0.98為約束條件，當(dāng)sum滿足約束條件時停止運(yùn)算，得到對應(yīng)的 像素闊值ThGpixel = V;
[0044] (4)WThGpixei為闊值對綠色單通道圖像的像素值按下述公式進(jìn)行處理：
[0045]
[0046] 其中G(i，j)表示綠色通道第i行第j列的像素值，Gresult(iJ)為處理后對應(yīng)像素 的像素值；
[0047] (5)經(jīng)步驟(4)像素值處理后的綠色單通道圖像就是夜間弱光彩色圖像灰度化后 的輸出圖像，如圖5所示為處理后的綠色單通道圖像，即為輸出的夜間弱光彩色圖像。
[0048] 如圖6所示為采用加權(quán)算法對輸入的夜間弱光彩色圖像進(jìn)行處理后的灰度圖，圖5 所示為經(jīng)本發(fā)明灰度化方法處理的灰度圖。對比圖5、6可知，采用本發(fā)明的灰度化方法對夜 間弱光彩色圖像進(jìn)行處理后的灰度圖像清晰度高，可W生動的表現(xiàn)圖像的細(xì)節(jié)區(qū)域，滿足 人類視覺要求。
[0049] W上所述的實例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍 進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案 作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種夜間弱光彩色圖像的灰度化方法，其特征在于:步驟如下： (1) 輸入夜間弱光彩色圖像； (2) 將夜間弱光彩色圖像利用OpenCV中的split函數(shù)分解成紅、綠、藍(lán)三個單通道圖像， 其中split函數(shù)為： split(Srclmg,BGRMatVector) 其中Srclmg為Mat類型的輸入彩色圖像，BGRMatVector為Mat類型的vector類， BGRMatVector [ 0 ]~BGRMatVector [ 2 ]分別對應(yīng)藍(lán)、綠、紅三個單通道圖像； (3) 算出綠色單通道圖像的像素閾值為ThGpiX(3l; (4) 以ThGpixel為閾值對綠色單通道圖像的像素值按下述公式進(jìn)行處理：其中G(i，j)表示綠色通道第i行第j列的像素值，GreSult(i，j)為處理后對應(yīng)像素的像 素值； (5) 經(jīng)步驟(4)像素值處理后的綠色單通道圖像就是夜間弱光彩色圖像灰度化后的輸 出圖像。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種夜間弱光彩色圖像灰度化方法，其特征在于：所述步驟 (3)中綠色單通道圖像的像素閾值為ThGpiX(3l是通過下述步驟算出的： (a) 對綠色單通道圖像所對應(yīng)灰度圖像中每個像素的灰度值進(jìn)行統(tǒng)計后列出其直方 圖，直方圖中灰度值v所對應(yīng)的像素個數(shù)histG[v]，v的取值范圍為[0,255]; (b) 按照以下公式求得綠色單通道圖像所對應(yīng)的像素閾值ThGpiX(3l: sum=sum+histG[v] ,v￡ [0,255] sum > sumpixel X0.98 ThGpixel = V 其中：sum初始值為0，histG[ V]為綠色單通道圖像的直方圖中灰度值V所對應(yīng)的像素個 數(shù)，sumpixel為夜間弱光彩色圖像的總的像素數(shù)，sum = sum+histG[v]，ve [0,255]為目標(biāo) 函數(shù)，sum 2 sumpixel X 0.98為約束條件，當(dāng)sum滿足約束條件時停止運(yùn)算，得到對應(yīng)的像素 閾值 ThGPixei = v。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種夜間弱光彩色圖像的灰度化方法，先將夜間弱光彩色圖像分解成紅、綠、藍(lán)三個單通道圖像，再算出綠色單通道圖像的像素閾值，并對綠色單通道圖像的像素值進(jìn)行處理，即為夜間弱光彩色圖像灰度化后的輸出圖像。經(jīng)本發(fā)明處理后的灰度圖像相對于以往的彩色圖像灰度化方法具有亮度高、細(xì)節(jié)表現(xiàn)生動、視覺效果較好、灰度分布比較廣泛等優(yōu)點(diǎn)，且方法較簡單、速度快。
【IPC分類】G06T5/40
【公開號】CN105631835
【申請?zhí)枴緾N201610099862
【發(fā)明人】張芝華, 紀(jì)勇, 張傳金, 姚莉莉, 謝寶, 萬海峰
【申請人】安徽創(chuàng)世科技有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年2月23日