[发明专利]一种面向色觉障碍的图像纹理细节增强方法

权利要求书

1.一种面向色觉障碍的图像纹理细节增强方法，其特征在于根据色盲患者的类型将原图像在LMS空间中的L、M、S三者中的某一通道进行细节提取并加在增强后图像的剩余两个通道上：对于红色盲提取原图像L通道的细节，并将细节添加到色彩增强图像的M、S通道上；绿色盲提取M通道的细节并将细节添加到色彩增强图像的L、S通道上；蓝色盲提取原图像S通道的细节并将提取的S通道的细节分配到增强后L、M通道上。

2.根据权利要求1所述的一种面向色觉障碍的图像纹理细节增强方法，其特征在于具体步骤如下：

步骤(1)将RGB图像转换到LMS空间；

步骤(2)针对特定类型的色觉障碍患者，分别在LMS空间中提取出L、M、S通道的细节；

步骤(3)将步骤(2)中提取出的细节，增加到步骤(1)处理后的图像对应的其他两个该类型色障碍者能觉察到的色彩通道上，所得图像即为最终增强图像；

步骤(4)将最终增强图像从LMS颜色空间转换回RGB颜色空间，进行显示或存储；

进一步的，步骤(1)中对于待增强的图像，首先通过转换矩阵将其色彩空间转换到LMS空间；

进一步的，步骤(2)中提取图像细节的方法为

I″_d＝I_d-I′_d (2)

其中，I_d为原图像中该类型色觉障碍者无法感知的色彩通道，N为均值滤波器卷积核的半径，n为卷积核所包括的位置的集合，I′_d为图像平滑层信息，I″_d为取出的通道减去平滑层图像信息后得到的该通道的细节；

进一步的，步骤(3)将步骤(2)中提取出的细节增加到步骤(1)处理后的图像对应的其他两个该类型色障碍者能感知到的色彩通道上，所得图像即为纹理增强图像，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为LMS颜色空间中未进行提取细节计算的另外两个该类型色障碍者能感知的色彩通道，I′_c1,I′_c2为加上步骤(2)提取出的细节后进行纹理补偿的单颜色通道图；k为常数；

进一步的，步骤(4)中将LMS颜色空间转换回RGB颜色空间，进行显示或存储；

变换所得的RGB图像，即为最终增强结果。

3.根据权利要求1或2所述的一种面向色觉障碍的图像纹理细节增强方法，其特征在于该方法可单独用于增强纹理细节信息，也可与各种已有面向色觉障碍颜色增强方法相结合作为一种图像后处理方法，处理过程均是在LMS颜色空间，具体流程包括如下步骤：

步骤(1)将原图像进行色彩空间变换从RGB到LMS；

步骤(2)用LMS道尔顿颜色矫正方法对图像进行颜色矫正；

步骤(3)根据色觉障碍患者的类型提取原图像中该类色觉障碍患者无法正常感知的通道的细节；

步骤(4)将提取出的细节加到剩余两个通道上；

步骤(5)将LMS颜色空间转换回RGB颜色空间，进行显示或存储；

步骤(1)对于一幅待进行纹理补偿的图像，首先将其变换到LMS颜色空间，公式如下：

即得到LMS空间的图像；

步骤(2)颜色矫正算法，根据色觉障碍类型，选择相应的颜色矫正矩阵，公式如下：

对于绿色盲而言

则原图像的残差图像(Error Picture)即为

将残差图像中绿色盲所看不见的M通道20％的量分散到L和S通道中，如下所示

将该分散了M通道值的残差图像转换回RGB颜色空间：

再与原图像相加，如下所示：

即得到LMS道尔顿化颜色矫正的图像；

步骤(3)中以M视锥细胞异常的绿色盲患者为例，用均值滤波器(3*3)提取LMS颜色空间中M通道上纹理细节；

I″_d＝I_d-I′_d

其中，I_d为原图像转换颜色空间到LMS空间之后的M通道，为均值滤波器，I″_d为M通道减去经过均值滤波后的平滑图像I′_d后得到的该通道的细节；

步骤(4)将提取出的细节加到经过颜色校正之后的其他两个通道即可得到最终的校正图像；

I′_c1＝I_c1+k×I″_d

I′_c2＝I_c2+k×I″_d

其中L,S为原图像的L,S通道图像，I″_d为步骤(2)中取出来的M通道的图像纹理信息，k为常数，此处取0.5，I′_c1,I′_c2分别为进行M通道纹理信息补偿后的L,S通道图像，I′_c1，I_d，I′_c2即为最终针对绿色盲的纹理补偿图像的LMS三通道值；

步骤(5)LMS反变换回RGB进行存储与显示

最后得到的R′G′N′即为纹理补偿与颜色校正之后的图像。