[发明专利]一种利用单形内接球半径进行颜色灰度化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及颜色空间的变换和颜色灰度化技术，更具体地说，涉及一种利用单形内接球半径进行颜色灰度化的方法。

背景技术

在图像显示和图像打印等领域中，经常需要将彩色图像转换为灰度图像。图像灰度化过程中信息的丢失是不可避免的，但是如何在灰度图像中尽可能多的体现原彩色图像的视觉信息成了需要研究的问题。人们目前最常用的彩色图像灰度化方法是采用CIE-XYZ中的虚拟绿色分量Y＝0.299*R+0.587*G+0.114*B作为灰度值，这种RGB分量的加权方法考虑了人类视觉系统的心理因素，是一种简单有效的线性变换，但容易混淆一些不同颜色。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种将RGB颜色空间转换到一种新的颜色空间，然后在新的颜色空间中将该颜色影射为灰度值的利用单形内接球半径进行颜色灰度化的方法。

本发明的技术方案如下：

一种利用单形内接球半径进行颜色灰度化的方法，将RGB颜色空间中某点P的颜色(r,g,b)的3个颜色分量转换成他们与其侧面构成的单形的内切球半径r_r，r_g和r_b，使(r,g,b)的各分量分别映射为单形内心颜色空间的各分量(r_r,r_g,r_b)；将颜色(r_r,r_g,r_b)灰度化。

作为优选，每个RGB颜色空间中的颜色P(r,g,b)与3个过原点的色立体侧面可以构建3对三维单形，并获得各单形的内切球半径r_r、r_g和r_b；将颜色P(r,g,b)非线性映射为颜色(r_r,r_g,r_b)，将归一化的颜色(r_r,r_gr_b)作为三色分量，构成单形内心颜色空间。

作为优选，在归一化的RGB颜色空间中，颜色P(r,g,b)用单形的内切球半径，通过计算单形的四个顶点分别到其对应侧面的4个距离，得到内切球半径r_r、r_g和r_b倒数分别为：

作为优选，在计算P(r,g,b)与色立体侧面围成的不同单形中，如果颜色P(r,g,b)在平面r+g<1、r+b<1或者g+b<1的原点一侧，则使用{OPRG}、{OPRB}或者{OPGB}围成的单形计算其内切球半径r_b、r_g或者r_r，否则使用{YPRG}、{MPRB}或者{CPGB}围成的单形来计算内切球半径r_b、r_g或者r_r。

作为优选，灰度化的方法具体为：基于CIE的RGB2XYZ的Y分量，Y＝0.299*R+0.587*G+0.114*B，设置与Y分量中(r,g,b)加权系数相关的归一化参数，将视觉加权系数(0.299,0.587,0.114)进行开方后归一化，得到(0.3313,0.4642,0.2046)。

作为优选，将单形内心颜色空间中的颜色(r_r,r_gr_b)转化为灰度值gray的公式如下：

gray＝0.3313r_r+0.4642r_g+0.2046r_b。

作为优选，用于彩色图像灰色化时，具体步骤为：

设彩色图像f中的RGB三个分量单色图像分别为fR、fG、fB，则彩色图像f某个平面坐标(x,y)上的颜色向量为(r,g,b)＝(fR(x,y),fG(x,y),fB(x,y))；将RGB颜色向量(r,g,b)分别映射成单形内心颜色向量(r_r,r_g,r_b)；对彩色图像f每个平面坐标(x,y)上的颜色向量做同样的映射，将图像从RGB颜色空间变换到单形内心颜色空间；对单形内心颜色空间的颜色(r_r,r_g,r_b)进行 灰度化，得到灰度化值gray，生成灰色图像。

本发明的有益效果如下：