CN108564632B - 一种黑白图像彩色化算法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于图像处理领域，具体的说是涉及一种黑白图像彩色化算法，在实现黑白图像彩色化的同时，可以针对性对RGB三色值进行独立调节（设定三个转化规则：强化、弱化和背景处理），RGB三通道均转化后再转化成图片，达到增强对比度等目的。通过本发明，具备黑白图像彩色化分析与计算能力，为其它数值处理（例如：图像识别、虚拟现实增强）提供必要条件。
Description
技术领域
本发明属于图像处理领域，具体的说是涉及一种黑白图像彩色化算法。
背景技术
已知的各种黑白图像彩色化算法中，常用的是转化成单一色值的图像(例如：黑白变红色)，或者某些图像处理软件中的区间色值转换法(例如：黑白变红蓝)。单一色值算法，色值单一，虽然实现简单，但是达不到增强对比度的作用。区间色值转换法，虽然颜色丰富，由于算法不公开，不能针对性的寻找较优效果，因而也不能对图像做进一步的数值处理。常规算法将黑白图像转化成单一彩色图像，一般算法如下(其中R表示彩色图像像素值中的红色R值，G表示彩色图像像素值中的绿色G值，B表示彩色图像像素值中的蓝色B值；L表示黑白图像中的灰度值)：
R＝L
或者G＝L
或者B＝L
稍微复杂的算法中，将L值做阈值处理(即大于阈值取T原值，小于阈值T取0)后，再乘以一个系数a，以转化成红色图像为例，表达如下：
R＝a*max(0,(max(L,T)-T))。
发明内容
本发明的目的在于提供一种黑白图像彩色化算法，以克服现有技术存在的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种黑白图像彩色化算法，预设三种转化规则，R表示红色通道的值，G表示绿色通道的值，B表示蓝色通道的值，L表示灰度值；
三种转化规则分别是：
转化规则1：强化规则，用于强化RGB中的某一种基色，设定强化系数M，M大于1，强化后的R或G或B的值为M*L；
转化规则2：弱化规则，用于弱化RGB中的某一种基色，设定弱化系数N，N大于0且小于1，弱化后的R或G或B的值为N*L，设置补正值K，补正后的R或G或B的值为N*L+K；
转化规则3：背景处理规则，将RGB中的某一种基色做为背景色中的主色。为将背景色和图片中主体对象的颜色结合，先人工设置主体对象的标准色值区间和背景色值区间，然后在色值区间值中选择散点数据并对散点数据做数值处理，得出背景处理规则；
设定好三种转化规则后，对黑白图片进行如下操作：
步骤一：图片数值化得到像素灰度矩阵[P,L]，L表示灰度值；
步骤二：分别为R、G、B选择所述转化规则1或转化规则2或转化规则3，全部转化完成后，得到新的像素RGB值矩阵[P,[R,G,B]]。
作为本发明进一步的方案，强化系数M为1.25，所述弱化系数N为0.8，所述补正值K大于20且小于30。
作为本发明进一步的方案，数据处理中采取二次拟合法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明给出的黑白图像彩色化算法在实现黑白图像彩色的同时，可以针对性对RGB三色值进行独立调节，RGB三通道均转化后再转化成图片，达到增强对比度的目的。
附图说明
图1是本发明一种黑白图像彩色化算法的流程图；
图2是本发明实施例在给定散点下通过二次拟合法得出R、G、B数值的示例图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作详细描述。
本发明实施例预设三种转化规则，R表示红色通道的值，G表示绿色通道的值，B表示蓝色通道的值，L表示灰度值；
三种转化规则分别是：
转化规则1：强化规则，用于强化RGB中的某一种基色，设定强化系数M，M大于1，强化后的R或G或B的值为M*L，本实施例中，M值设定为1.25；
转化规则2：弱化规则，用于弱化RGB中的某一种基色，设定弱化系数N，N大于0且小于1，弱化后的R或G或B的值为N*L，设置补正值K，补正后的R或G或B的值为N*L+K，本实施例中N值设定为0.8，K值设定为23；
转化规则3：背景处理规则，将RGB中的某一种基色做为背景色中的主色。为将背景色和图片中主体对象的颜色结合，先人工设置主体对象的标准色值区间和背景色值区间，然后在色值区间值中选择散点数据并对散点数据做数值处理，得出背景处理规则，本实施例中数值处理采用二次拟合法，具体如下：
按照主体对象的标准色值区间和背景色值区间的对照情况，得出L值与背景基色的对照散点图，分析散点图后得到计算公式。如图2所示，x代表灰度值L，y代表某个背景基色的色值，图中拟合算式由4个散点得出，分别是：x＝(20,90,150,255)，y＝(70,150,190,120)；经过二次拟合法可得出R、G、B值，即图2中的a、b、c值。
在设定好转化规则后，施行如下步骤：
步骤一：图片数值化得到像素灰度矩阵[P,L]，P表示像素的坐标，L表示灰度值；
步骤二：分别选择RGB三基色通道的转化规则，全部转化完成后，得到新的像素RGB值矩阵[P,[R,G,B]]，R表示红色通道的值，G表示绿色通道的值，B表示蓝色通道的值。
黑白图像转化成彩色图像，理论上有无穷个解。采用RGB三通道色值生成彩色图片，对每个像素点而言，已知的值只有灰度值一个，却需要得到RGB三个通道的三个值。本发明实施例提出的算法，通过转化规则的选取，对无穷个解的解集进行约束，进而在结果中再选择较优的系数组，最终将系数组固化到算法中，得到满意的彩色图片。增强图片对比度或优化视觉感受的同时，为其它的分析计算或数值处理提供基础条件。本发明实施例提出的算法把预期的彩色效果变成转化规则，可操作性强，通过对系数组的调节可以优选出较为理想的彩色图片。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (2)
1.一种黑白图像彩色化算法，其特征在于：
预设三种转化规则，R表示红色通道的值，G表示绿色通道的值，B表示蓝色通道的值，L表示灰度值；
三种转化规则分别是：
转化规则1：强化规则，用于强化RGB中的某一种基色，设定强化系数M，M大于1，强化后的R或G或B的值为M*L；
转化规则2：弱化规则，用于弱化RGB中的某一种基色，设定弱化系数N，N大于0且小于1，弱化后的R或G或B的值为N*L，设置补正值K，补正后的R或G或B的值为N*L+K；
转化规则3：背景处理规则，将RGB中的某一种基色做为背景色中的主色；为将背景色和图片中主体对象的颜色结合，先人工设置主体对象的标准色值区间和背景色值区间，然后在色值区间值中选择散点数据并对散点数据做数值处理，得出背景处理规则；
所述数据处理中采取二次拟合法，具体如下：
按照主体对象的标准色值区间和背景色值区间的对照情况，得出L值与背景基色的对照散点图，分析散点图后得到计算公式；
设定好三种转化规则后，对黑白图片进行如下操作：
步骤一：图片数值化得到像素灰度矩阵[P,L]，P表示像素的坐标；
步骤二：分别为R、G、B选择所述转化规则1或转化规则2或转化规则3，全部转化完成后，得到新的像素RGB值矩阵[P,[R,G,B]]。
2.根据权利要求1所述的一种黑白图像彩色化算法，其特征在于：所述强化系数M为1.25，所述弱化系数N为0.8，所述补正值K大于20且小于30。
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