專利名稱：基于色貌模型的灰度與偽彩圖像的融合顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為基于色貌模型的灰度與偽彩圖像的融合顯示方法。
背景技術(shù)：
多模態(tài)成像技術(shù)在科學(xué)研究和臨床診斷中具有重要價值。圖像融合顯示的初衷是通過多模態(tài)數(shù)據(jù)的整合，用單幅圖像更完整地描述目標(biāo)組織，方便觀察者的理解和運(yùn)用。這就要求該項(xiàng)技術(shù)在最大限度保留源圖像信息的同時，保持源圖像的理解模式。常用的灰度與偽彩圖像的融合顯示方法，包括透明度技術(shù)[1-3]、空間交錯法 [1-3]、時間交錯法[4]、色彩空間編碼法[1-3，5，6]、頻率編碼法[7，8]。這些方法或削弱了源圖像的色彩感和細(xì)節(jié)清晰度，或在融合結(jié)果中引入了偽像，造成觀察者對生物組織特征理解上的困難。在灰度調(diào)制的B型超聲與偽彩圖像的融合顯示中，其技術(shù)難點(diǎn)更在于超聲斑點(diǎn)特征的保留既要表現(xiàn)出與源灰度圖像類似的細(xì)節(jié)特性，又不能影響偽彩信息的表達(dá)。根據(jù)上述要求，本發(fā)明運(yùn)用色貌模型，用相互獨(dú)立的圖像明暗和顏色屬性分別表示源灰度圖像和偽彩圖像，為兩者的融合顯示提供一種新的有效方法，尤其適合灰度調(diào)制的B型超聲圖與偽彩圖的融合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種能夠不改變源圖像解讀模式，并保留偽彩信息，清晰反映灰度圖像特征和細(xì)節(jié)的灰度圖像與偽彩圖像的融合顯示方法。本發(fā)明提出的灰度圖像與偽彩圖像的融合顯示方法，具體步驟為
1、根據(jù)觀察條件調(diào)整色貌模型環(huán)境參數(shù)的設(shè)置，建立數(shù)字圖像的色貌模型表示，其中， 所選的色貌模型包含可調(diào)的觀察條件，并利用色彩空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，建立數(shù)字圖像的SRGB 表示與色貌模型間的聯(lián)系；本發(fā)明所選色貌模型包括但不限于國際發(fā)光照明委員會(CIE) 的CAM02色貌模型；
2、運(yùn)用色貌模型反變換，根據(jù)彩色空間sRGB中色彩點(diǎn)在色貌模型空間中的分布，設(shè)定色貌屬性，由色貌屬性生成均一明度的彩虹色階，實(shí)現(xiàn)明度不含信息的偽彩顯示；
3、通過色貌模型分離源圖像的亮暗與顏色屬性，調(diào)整源灰度圖灰階，表示為融合圖像的明度；將均一明度的偽彩圖表示為融合圖像的色調(diào)和飽和度；合并色貌屬性，反變換得到融合結(jié)果。本發(fā)明方法所涉及的公式，根據(jù)國際發(fā)光照明委員會(CIE)的CAM02色貌模型推導(dǎo)得到。下面就本發(fā)明方法的各個步驟涉及的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)作進(jìn)一步的具體描述。1.根據(jù)觀察條件，得到數(shù)字圖像的色貌模型表示，并利用色彩空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，建立數(shù)字圖像的sRGB表示與色貌模型間的聯(lián)系根據(jù)CIE委員會的定義，色貌模型應(yīng)至少能預(yù)測色調(diào)、彩度和明度這三種相對色貌屬性，且至少包含一種色適應(yīng)變換[9]，如CIE CAM02色貌模型，能實(shí)現(xiàn)色調(diào)從飽和度S和明度/等多個色貌屬性的預(yù)測，且包含多種色適應(yīng)變換。

圖1給出了數(shù)字圖像sRGB空間與 CAM02色貌模型的轉(zhuǎn)換關(guān)系。由于特定色彩的色貌屬性需結(jié)合觀察條件，從其XYZ空間表示轉(zhuǎn)換得到，因此通常需要先將數(shù)字圖像的sRGB空間表示轉(zhuǎn)換到XYZ空間，具體公式可參考文獻(xiàn)[10]。文獻(xiàn)[9]給出了特定色彩CTZ空間表示轉(zhuǎn)換為CAM02色貌模型屬性的過程，其中與觀察條件相關(guān)的環(huán)境參數(shù)設(shè)置由表1給出。表1 CAM02色貌模型的環(huán)境參數(shù)設(shè)置
權(quán)利要求
1.基于色貌模型的灰度與偽彩圖像的融合顯示方法，其特征在于具體步驟為(1)根據(jù)觀察條件調(diào)整色貌模型環(huán)境參數(shù)的設(shè)置，建立數(shù)字圖像的色貌模型表示，其中，所選的色貌模型包含可調(diào)的觀察條件，并利用色彩空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，建立數(shù)字圖像的 sRGB表示與色貌模型間的聯(lián)系；(2)運(yùn)用色貌模型反變換，根據(jù)色彩空間sRGB中色彩點(diǎn)在色貌模型空間中的分布，設(shè)定色貌屬性，由色貌屬性生成均一明度的彩虹色階，實(shí)現(xiàn)明度不含信息的偽彩顯示；(3)通過色貌模型分離源圖像的亮暗與顏色屬性，調(diào)整源灰度圖灰階，表示為融合圖像的明度；將均一明度的偽彩圖表示為融合圖像的色調(diào)和飽和度；合并色貌屬性，反變換得到融合結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于色貌模型的灰度與偽彩圖像的融合顯示方法，其特征在于步驟(1)中，色貌模型采用國際發(fā)光照明委員會的CAM02色貌模型，該色貌模型能預(yù)測色調(diào)//、飽和度S和明度/這三種相對色貌屬性，且包含多種色適應(yīng)變換；色貌屬性可結(jié)合觀察條件，從其XYZ空間表示轉(zhuǎn)換得到，其中與觀察條件相關(guān)的環(huán)境參數(shù)設(shè)置由表1給出表1 CAM02色貌模型的環(huán)境參數(shù)設(shè)置
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于色貌模型的灰度與偽彩圖像的融合顯示方法，其特征在于步驟(2)中，所述根據(jù)色彩空間sRGB中色彩點(diǎn)在色貌模型空間中的分布，設(shè)定色貌屬性， 由色貌屬性生成均一明度的彩虹色階的步驟為
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于色貌模型的灰度與偽彩圖像的融合顯示方法，其特征在于步驟(3)中，對于所述的均一明度彩虹色階，將源灰度圖像的明度線性映射到6至70之間，用作融合結(jié)果的明度；其融合顯示的具體過程為轉(zhuǎn)換均一明度的偽彩圖像，得到色調(diào)與飽和度屬性；轉(zhuǎn)換灰度圖像得到明度屬性，然后調(diào)整灰階；最終的融合結(jié)果根據(jù)CAM02色貌模型，由偽彩圖像的色調(diào)、飽和度屬性及灰度圖像的明度屬性生成。
全文摘要
本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為基于色貌模型的灰度與偽彩圖像的融合顯示方法。本發(fā)明根據(jù)觀察條件，調(diào)整色貌模的參數(shù)設(shè)置，使融合顯示技術(shù)適于不同的照明條件；結(jié)合色貌屬性，運(yùn)用色貌模型，生成均一明度的彩虹色階用作特定模態(tài)圖像的偽彩顯示；分別采用與亮暗相關(guān)的明度，以及與顏色相關(guān)的色調(diào)和飽和度表示源圖。本發(fā)明能夠在不改變源圖像解讀模式的基礎(chǔ)上，保留偽彩信息，清晰反映灰度圖像的特征和細(xì)節(jié)。
文檔編號G06T5/00GK102360493SQ20111030383
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月10日
發(fā)明者李添捷, 汪源源, 鄭永平 申請人:復(fù)旦大學(xué)