[发明专利]基于最小二乘法的TIFF图像和半色调图像格式转换方法

说明书

本发明公开了一种基于最小二乘法的TIFF图像和半色调图像格式转换方法。此方法可以简单快速地将TIFF图像每个通道的子带映射到半色调图像的通道，最后组合成半色调图像。运用此方法，可以让用户在硬件条件一般的前提下，快速地完成图像格式的转换，并用于图像的打印等工作。

技术领域

本发明属于图像格式转换领域，尤其涉及一种基于最小二乘法的TIFF图像和半色调图像格式转换方法。

背景技术

无论是在日常生活还是科学研究中，将设备中的图像打印出来是经常用到的操作。为了更快更精确的打印设备中的图像文件，基于这个目的就需要将不同格式的图像文件转换成半色调图像。半色调图像往往只需要几种颜色，就可以通过像素颜色密度的不同，在人眼的视觉系统出模拟出很多种颜色，这个过程也被称为“半色调”。同时照片、艺术图等图像主要用TIFF格式作为位图来进行存储。所以如何将TIFF格式转换成尽可能相同的半色调图像，已经成为热门的研究方向之一。

为了解决这个难题，现有技术采用了机器学习中的神经网络方法。然而存在一些不足：首先神经网络算法的实现过程很复杂，实现起来有一定的难度。其次平时使用的个人计算机大多数只安装了CPU，对于专门用来图像和图形相关运算工作的GPU，很多是没有安装的，仅仅用装有CPU的计算机来运行神经网络的代码，所需要的时间复杂度是非常大的。为了减少算法的时间复杂度，可以使用装有GPU的服务器来运行有关神经网络的算法，但该做法对硬件要求较高，对于普通的研究人员或者中小企业而言，其实现TIFF格式和半色调图像之间格式转换的成本过高。因此，如何实现一种低成本、高效率的TIFF图像和半色调图像格式转换，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种基于最小二乘法的TIFF图像和半色调图像格式转换方法。该方法能够简单并快捷地将TIFF格式图像转换成相对应的半色调图像格式，进而用于打印到纸张和制作成瓷砖等用途。该方法对于硬件的要求只需要简单的个人计算机即可，不需要配置装有GPU的服务器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于最小二乘法的TIFF图像和半色调图像格式转换方法，其步骤如下：

S1：获取由TIFF图像和半色调图像组成的样本集，样本集中的每一对样本包含尺寸大小相同且均包含M个通道的TIFF图像和半色调图像，其中半色调图像由TIFF图像转换而成；

S2：针对每一对样本，提取TIFF图像中每个通道的子图像，TIFF图像中第i个通道的子图像记为T_i；同时提取半色调图像中每个通道的子图像后对其使用窗口大小为C×C的均值模糊处理，得到每个通道的逆半色调子图像，半色调图像中第i个通道的逆半色调子图像记为P_i；其中C为大于1的整数；

S3：在图像的像素矩阵中随机选择n个位置作为采样位置集合，然后按照采样位置集合从每个子图像T_i中提取n个位置的像素值作为第一系数向量[x₁,x₂,…,x_n]，同时按照采样位置集合从每个子图像P_i中提取n个位置的像素值作为第二系数向量[y₁,y₂,…,y_n]；

S4：对于TIFF图像和半色调图像的第i个通道，根据第一系数向量[x_1i,x_2i,…,x_ni]和第二系数向量[y_1i,y_2i,…,y_ni]建立一元N次方程组：

其中a_0i,a_1i,…,a_Ni为待定的方程参数；