1、密度分層法進行圖像偽彩色處理效果的比較摘要偽彩色處理的基本原理是將黑白圖像或者單色圖像的各個灰度級匹配到彩色空間中的一點，從而使單色圖像映射成彩色圖像。對黑白圖像中不同的灰度賦予不同的彩色。偽彩色處理技術(shù)的實現(xiàn)方法有多種，如密度分層法、灰度級-彩色變換法、頻域濾波法等等。密度分層法是偽彩色處理技術(shù)中比較簡單的一種，本文通過密度分層法，對幾幅參考圖像用密度分層法進行偽彩色處理，并對其處理效果作進一步的比較。關(guān)鍵詞彩色圖像處理，偽彩色，密度分層法，灰度圖像一、引言研究意義偽彩色處理是指將黑白圖像轉(zhuǎn)化為彩色圖像，或者是將單色圖像變換成給定彩色分布圖像。由于人眼對彩色的分辨能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對灰度的分辨能力

2、，所以將灰度圖像轉(zhuǎn)化成彩色表示，就可以提高對圖像細(xì)節(jié)的辨別力。因此，偽色彩處理的主要目的是為了提高人眼對圖像細(xì)節(jié)的分辨能力，以達到圖像增強的目的。研究背景偽彩色處理的基本原理是將黑白圖像或者單色圖像的各個灰度級匹配到彩色空間中的一點，從而使單色圖像映射成彩色圖像。對黑白圖像中不同的灰度賦予不同的彩色。設(shè)f(x,y)為一幅黑白圖像，R(x,y),G(x,y),B(x,y)為f(x,y)映射到RGB空間的3個顏色分量，則偽彩色處理可以表示為：R(x,y)二ff(x,y)(1.2.1)RG(x，y)二f(G/(x,y)(L2.2)B（x，y）=fBf（x，y）（1.2.3）其中f，f，f為某種映射函

3、數(shù)。給定不同的映射函數(shù)就能將灰度圖像轉(zhuǎn)RGB化為不同的偽彩色圖像。值得注意的是，偽彩色雖然能將黑白灰度轉(zhuǎn)化為彩色，但這種彩色并不是真正表現(xiàn)圖像的原始顏色，而僅僅是一種便于識別的偽彩色。在實際應(yīng)用中，通常是為了提高圖像分辨率進行偽彩色處理，所以應(yīng)采用分辨率效果最好的函數(shù)。偽彩色處理技術(shù)的實現(xiàn)方法有多種，如密度分層法、灰度級-彩色變換法、頻域濾波法等等。本文介紹的主要是密度分層法。研究現(xiàn)狀偽彩色處理不改變像素的幾何位置，而僅僅改變其顯示的顏色。它是一種很實用的圖像增強技術(shù)，主要用于提高人眼對圖像的分辨能力。這種處理可以用計算機來完成，也可以用專用硬件設(shè)備來實現(xiàn)。偽彩色圖像處理技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于遙

4、感和醫(yī)學(xué)圖像處理中，例如，它適用于航攝、遙感圖片和云圖判讀、x光片等方面。二、算法理論基礎(chǔ)密度分層法是偽彩色處理技術(shù)中比較簡單的一種。設(shè)有一幅灰度圖像f（x,y），它可以看作是坐標(biāo)（x,y）的一個密度函數(shù)。密度分層法可以看成是放置一些平行于圖像坐標(biāo)面（即xy平面）的平面，然后每一個平面在相交的區(qū)域中切割此密度函數(shù)。如圖一，顯示了利用平面f（x,y）二L把圖像函數(shù)切割為兩部分。i如果對圖一所示的切割平面的每一面賦以不同的顏色，即平面之上任何灰度級的像素被編碼成一種顏色（C），平面之下任何灰度級像素被編碼成另一種顏色1（C），其結(jié)果就是一幅兩色圖像。2一般而言，對于一幅灰度圖像f(x,y)來說，在

5、m-1個灰度級f(x,y)=L,f(x,y)=L，f(x,y)二L上設(shè)置m-1個平行于xy平面的切割平面，將圖TOC o 1-5 h z2m1像切割成m個灰度級不同的區(qū)域A，A，A，則灰度級到彩色的賦值按下12m式進行：f(x,y)二Cf(x,y)gA(2.1.1) HYPERLINK l bookmark18 kk即對每個區(qū)域賦以一種顏色，從而將灰度圖像變?yōu)橛衜種顏色的偽彩色圖像。密度分層偽彩色處理簡單易行，僅用硬件就可以實現(xiàn)。但所得的偽彩色圖像顏色生硬，且量化噪聲大(即分割誤差)。為了減少量化噪聲，就必須增加分割級數(shù)。這不但導(dǎo)致設(shè)備復(fù)雜，而且彩色漂移現(xiàn)象嚴(yán)重。算法設(shè)計I=imread(my

6、pic.jpg);I=rgb2gray(I)imshow(I);G2C=grayslice(I,8);figure;imshow(G2C,hot(8);上述程序中的關(guān)鍵函數(shù)是C2C二grayslice(I,m)，該函數(shù)用多重(即m-1個)等間隔閾值將灰度圖像轉(zhuǎn)換為索引圖像，即m色圖像m二8,m=16,m=64時的效果分別如后述仿真結(jié)果所示。三、仿真結(jié)果及分析3.1仿真結(jié)果原始圖像密度分層m=8圖像密度分層m=16圖像密度分層m=64圖像圖二仿真結(jié)果結(jié)果分析m越小時，圖像是較暗的紅色，當(dāng)m逐漸增大的時候，轉(zhuǎn)變成更亮的紅色。四、結(jié)論本文實現(xiàn)了對灰度圖像的處理，最終生成了彩色圖像，采用了密度分割法。密度分割法簡單、直接，使圖像富有層次感，缺點是使變換出來的彩色數(shù)目有限，因此密度分割法僅適用于