[发明专利]一种面向三色视觉的图像融合颜色增强方法

说明书

本发明公开了一种面向三色视觉的图像融合颜色增强方法。本发明步骤如下：(1)为对待进行图像融合的两幅图像，将两幅图像转换至Lu′v′颜色空间，并将(u′，v′)转换为极坐标(R，θ)；(2)分别利用原图像的R和增强二色图像的θ和得到融合图像的(R，θ)；(3)将(R，θ)反转换为(u′，v′)，再通过给定方法转换得到L′，从而得到融合图像L′；(4)再变换到sRGB颜色空间将融合后的增强图像进行显示。本发明将已有颜色增强方法在三色视觉不友好的情况下，利用二色增强图像和三色原始图像进行图像融合以实现颜色增强，在基本不改变二色视角下的图像外观的前提下，改善三色视觉的图像视觉体验。

技术领域

本发明涉及一种面向三色视觉的图像融合颜色增强方法。属于计算机视觉、数字图像处理和图像增强等技术领域。

背景技术

人类对颜色的感知始于三种含有具不同光谱敏感度的色素的视网膜细胞，称为视锥细胞，共有3种对不同的光谱敏感的视锥细胞，分别对长波(L锥体细胞)、中波(M锥体细胞)、短波(S锥体细胞)敏感，造就了人类的三色视觉。

而所谓的颜色视觉障碍，主要是因为先天遗传导致的一种或多种视锥细胞的缺失(或损伤)，也有极少数是因为后天的损伤。其中，占据绝大多数的颜色视觉障碍为二色视觉和异常三色视觉，即因为缺少一种视锥细胞或有一种视锥细胞损伤所导致的颜色视觉障碍。

为了二色视觉者能够数码产品显示屏上能够有较好的视觉体验，并使不同颜色对二色视觉者而言具备可辨识度，不少专家和学者展开了一系列的研究。1997年，HansBrettel等人在Computerized simulation of color appearance for dichromats一文中，根据一个视觉实验结论，通过线性代数的转换得到从三色视觉到二色视觉的视觉模拟矩阵，给出了具体的从三色视角模拟二色视角的转换计算方法。1999年，Viénot等人在Digital Video Colourmaps for Checking the Legibility of Displays byDichromats一文中，给出了其具体的在LMS色彩空间中的转换矩阵。此后有不少的面向二色视觉者的颜色增强方法提出，这些方法中不乏存在一些对三色视觉者不友好的增强方法，即对于三色视觉而言其视觉体验与二色视觉相同(增强后的图像对于红色盲、绿色盲则只能看到黄、蓝色调，对于蓝色盲只能看到蓝、红色调)，虽然这类增强方法能够便利二色视觉者的视觉体验，但是对于三色视觉者而言无疑是不友好且丢失大量图像颜色信息的。

发明内容

本发明主要提出一种面向三色视觉的图像融合颜色增强方法。对于待进行图像融合的两幅图像，通过将两幅图像分别转换至Lu′v′颜色空间，并从(u′，v′)转换为极坐标(R，θ)，分别利用原图像的R和增强二色图像的θ和得到融合图像的(R，θ)，将(R，θ)反转换为(u′，v′)，再通过给定方法转换得到L′，从而得到融合图像L′，再变换到sRGB颜色空间将融合后的增强图像进行显示，从而在基本不改变二色视角的图像外观的情况下，重建出图像的三色信息。

本发明所解决其实际应用问题采用的技术方案是针对各种已有对三色不友好的面向二色视觉的颜色增强方法的后处理方法，处理过程是在Lu′v′颜色空间，具体步骤如下：

步骤(1)将图像从sRGB颜色空间转换到Lu′v′颜色空间，并将(u′，v′)转换为极坐标(R，θ)，其中从sRGB颜色空间到XYZ颜色空间的转换计算如下：

其中

XYZ颜色空间到Lu′v′颜色空间的转换计算如下：

(u′，v′)转换为极坐标(R，θ)的方法如下：