圖像偽彩色處理

1、 數(shù)字圖像處理課程實踐 灰度圖像的偽彩色處理 學 院：物電學院 班 級：11級電信班 指導老師： 小組成員： 目 錄1.1偽彩色圖像處理原理11.2偽彩色增加的目的21.3偽彩色圖像處理增強的方法22.1 源程序執(zhí)行原理42.2 源程序 52.3實驗結(jié)果63.1學習心得7參考文獻8 1.1偽彩色圖像處理原理數(shù)字圖像處理(Digital Image Processing)是通過計算機對圖像進行去除噪聲、增強、復原、分割、提取特征等處理的方法和技術(shù)，又稱為計算機圖像處理。擴展了人眼的視覺范圍，使之跳出傳統(tǒng)的可視界限，在人類生活發(fā)展的各個方面至關重要。如何用計算機系統(tǒng)解釋圖像，形成了圖像的理解或稱為

2、計算機視覺的理解外部世界。所謂偽彩色圖像處理，就是將圖像中的黑白灰度級編程不同的彩色，如過分層越多，人眼所能提取的信息也多，從而達到圖像增強的效果。這是一種視覺效果明顯，又不太復雜的圖像增強技術(shù)。偽彩色圖像處理技術(shù)不僅適用于航空攝影和遙感圖片，也可用于x光片及云母的判讀等處理中。實現(xiàn)偽彩色處理的主要方法主要有密度分割法、灰度級-偽彩色變換法、頻域偽彩色處理等多種方法。我們在這里主要介紹了各種方法的基本原理并重點介紹了灰度級-偽彩色變換法的序設計。 偽彩色圖像處理（又稱假彩色）有三種：第一種是把真實景物圖像的像素逐個地映射為另一種顏色，使目標在原圖像中更突出；第二種是把多光譜圖像中任意三個光譜圖

3、像映射為可見光紅、綠、藍三種可見光譜段的信號，再合成為一幅彩色圖像；第三種是把黑白圖像，用灰度級映射或頻譜映射而成為類似真實彩色的處理，相當于黑白照片的人工著色方法。偽彩色處理是根據(jù)特定的準則對灰度值賦以彩色的處理。由于人眼對彩色的分辨率遠高于對灰度差的分辨率，所以這種技術(shù)可用來識別灰度差較小的像素。這是一種視覺效果明顯而技術(shù)又不是很復雜的圖像增強技術(shù)?；叶葓D像中，如果相鄰像素點的灰度相差大，人眼將無法從圖像中提取相應的信息，因為人眼分辨灰度的能力很差，一般只有幾十個數(shù)量級，但是人眼對彩色信號的分辨率卻很強，這樣將黑白圖像轉(zhuǎn)換為彩色圖像后，人眼可以提取更多的信息量。 偽彩色雖然能將黑白灰度轉(zhuǎn)化

4、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。偽彩色處理技術(shù)的實現(xiàn)方法有多種，如灰度分層法、灰度級-彩色變換法、頻域濾波法等等。1.2偽彩色增強的目的偽彩色增強是把黑白圖像的各個不同灰度級按照線性或非線性的映射函數(shù)變換成不同的彩色，得到一幅彩色圖像的技術(shù)。使原圖像細節(jié)更易辨認，目標更容易識別，能夠成為。偽彩色增強的方法主要有密度分割法、灰度級一彩色變換和頻率域偽彩色增強三種。圖1：原理框圖1.3偽彩色圖像處理增強的方法1.灰度分割法密度分割法是把灰度圖像的灰度級從0（黑）到M0（白）分成N個區(qū)間Ii(i=1，2，N),給每個區(qū)間Ii指定一種彩色Ci，這樣，便可以

5、把一幅灰度圖像變成一幅偽彩色圖像。該方法比較簡單、直觀。缺點是變換出的彩色數(shù)目有限?；叶仁敲枋龌叶葓D像內(nèi)容的最直接的視覺特征，它指黑白圖像中點的顏色深度，范圍一般從0到255白色為255，黑色為0，中間的數(shù)字從小到大表示由黑到百的過渡色，即可以表示不同的灰度等級?；叶惹蟹质疽鈭D如右圖。設原始黑白圖像的灰度范圍為：0f(x,y)L 用k+1灰度等級把該灰度范圍分為k段：I0，I1,.,Ik I0=0(黑)，Ik=L（白）映射每一段灰度成一種顏色，映射關系為(x,y)= C1 (I（i-1）f（x，y）I（i）；i=1，2.k) 這里(x,y)為輸出的偽彩色圖像；Ci為灰度在I(i-1),I(i)

6、中時所映射成的彩色。經(jīng)過這種映射處理后，原始黑白圖像f（x，y）就變成了偽彩色圖像(x,y)。若原始圖像f（x，y）就編程了偽彩色圖像(x,y)。若原始圖像f（x，y）的灰度分布遍及上述k個灰度段，則偽彩色圖像(x,y)就具有k中彩色。 圖2：灰度切分示意圖2.空間域灰度級一彩色變換根據(jù)色度學原理，將原圖像f(x,y)的灰度范圍分段，經(jīng)過紅、綠、藍三種不同變換TR(?)、TG(?)和TB(?)，變成三基色分量IR(x,y)、IG(x,y)、IB(x,y)，然后用它們分別去控制彩色顯示器的紅、綠、藍電子槍，便可以在彩色顯示器的屏幕上合成一幅彩色圖像。 圖3：偽彩色處理變換曲線由上圖可以總結(jié)出一下

7、的映射函數(shù)。下式表示R（x，y）、G(x,y)、B(x，y)的R、G、B通道的顏色值，其中，f（x，y）表示特定點灰度圖像的灰度值，f式所選灰度圖像的灰度值。0f63時R（x，y）=0，G（x，y）=4f（x，y）B（x，y）=255；64f127時R（x，y）=0，G（x，y）=255，B（x，y）=511-4f（x，y）；128f191時R（x，y）=4f（x，y）-511，G（x，y）=255，B（x，y=0；192f255時R（x，y）=255，G（x，y）=1023-4f（x，y），B（x，y）=0；通過上面的映射變換曲線，可以實現(xiàn)對灰度圖像的著色。最后再將每一個像素三個通道得到的值

8、相加，就可以將每一個像素進行偽彩色處理。最終得到偽彩色圖像。3. 頻率域偽彩色增強頻率域偽彩色增強的方法是： 把灰度圖像經(jīng)傅立葉變換到頻率域，在頻率域內(nèi)用三個不 同傳遞特性的濾波器分離成三個獨立分量； 然后對它們進行逆傅立葉變換，便得到三 幅代表不同頻率分量的單色圖像，接著對這三幅圖像作進一步的處理（如直方圖均衡化）最 后將它們作為三基色分量分別加到彩色顯示器的紅、綠、藍顯示通道，得到一幅彩色圖像。2.1源程序執(zhí)行原理偽彩色圖像的含義是，每個像素的顏色不是由每個基色分量的數(shù)值直接決定， 而是把像素值當成彩色，查找表的表項入口地址，去查找一個顯示圖像時使用的 R，G，B強度值，用查找出的 R，G

9、，B 強度值產(chǎn)生的彩色稱為偽彩色。給定灰度-彩色轉(zhuǎn)換函數(shù)，對一灰度圖像進行偽彩色處理。轉(zhuǎn)換函數(shù) 如下表： 輸入灰度級 輸入灰度級輸出彩色RGB031藍色0 02553263綠色025506495淡藍色19321024096127紫色1417518128159紅色25500160191橙色25014053192223黃色2552550224255淡黃色22720789彩色查找表CLUT 是一個事先做好的表，表項入口地址也稱為索引號。例如 16 種顏色的查找表，0 號索引對應黑色，15 號索引對應白色。彩色圖像本身的像素數(shù)值和彩色查找表的索引號有一個變換關系，利用這個關系可以得出圖像。2.2 源程

10、序I=imread(Einstein.tif);M,N=size(I);for i=1:M for j=1:N if I(i,j)=0; R(i,j)=0;G(i,j)=0;B(i,j)=255; else if I(i,j)=32; R(i,j)=0;G(i,j)=255;B(i,j)=0; else if I(i,j)=64; R(i,j)=193;G(i,j)=210;B(i,j)=240; else if I(i,j)=96; R(i,j)=141;G(i,j)=75;B(i,j)=18; else if I(i,j)=128; R(i,j)=255;G(i,j)=0;B(i,j)=0

11、; else if I(i,j)=160; R(i,j)=250;G(i,j)=140;B(i,j)=53; else if I(i,j)=192; R(i,j)=255;G(i,j)=255;B(i,j)=0; else if I(i,j)=224; R(i,j)=227;G(i,j)=207;B(i,j)=87; end end end end end end end end endendfor i=1:M for j=1:N EINSTERN(i,j,1)=R(i,j); EINSTERN(i,j,2)=G(i,j); EINSTERN(i,j,3)=B(i,j); endendOUT=EINSTERN;imshow(I),figure,imshow(OUT);2.3 實驗結(jié)果 3.1學習心得 通過這是數(shù)字圖像處理的課程實踐，都讓我們對MATLAB這個軟件又進一步的熟悉，也重新學習了圖像處理的有關知識。在實踐中遇到的問題大都是軟件的相關函數(shù)或者是程序的格式出錯