一種夜間弱光彩色圖像的灰度化方法技術

本發明專利技術提供一種夜間弱光彩色圖像的灰度化方法，先將夜間弱光彩色圖像分解成紅、綠、藍三個單通道圖像，再算出綠色單通道圖像的像素閾值，并對綠色單通道圖像的像素值進行處理，即為夜間弱光彩色圖像灰度化后的輸出圖像。經本發明專利技術處理后的灰度圖像相對于以往的彩色圖像灰度化方法具有亮度高、細節表現生動、視覺效果較好、灰度分布比較廣泛等優點，且方法較簡單、速度快。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及彩色圖像灰度化方法，具體涉及一種夜間弱光彩色圖像的灰度化方法。
技術介紹
在對彩色圖像進行處理時由于內存、處理速度等原因往往需要對彩色圖像進行灰度化處理，目前常用的彩色圖像灰度化方法主要有三種：一是最大值法，使灰度圖像的像素值為紅、綠、藍三個單通道對應像素值的最大值；二是平均值法，使灰度圖像的像素值為紅、綠、藍三個單通道像素值的平均值；三是加權平均法，根據重要性或其他指標給紅、綠、藍三個單通道的像素值賦予不同的權值。在對夜間弱光彩色圖像進行灰度化處理時發現，由于夜間弱光彩色圖像自身具有顏色較暗的特征，對該彩色圖像進行灰度化處理，圖像較暗，對應的直方圖分布于坐標系的左側，圖像的細節難以表達清楚，不利于觀察及分析。因此我們提出了一種新的弱光彩色圖像灰度化方法，該方法處理后的灰度圖像可以生動的表現圖像的細節區域，滿足人類視覺要求。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種夜間弱光彩色圖像的灰度化方法，使處理后的灰度圖像能生動地表現圖像的細節，滿足人類視覺要求。為實現上述目的，本專利技術采用了以下技術方案：一種夜間弱光彩色圖像的灰度化方法，步驟如下：(1)輸入夜間弱光彩色圖像；(2)將夜間弱光彩色圖像利用OpenCV中的split函數分解成紅、綠、藍三個單通道圖像，其中split函數為：split(SrcImg,BGRMatVector)其中SrcImg為Mat類型的輸入彩色圖像，BGRMatVector為Mat類型的vector類，BGRMatVector[0]～BGRMatVector[2]分別對應藍、綠、紅三個單通道圖像；(3)算出綠色單通道圖像的像素閾值為ThGpixel；(4)以ThGpixel為閾值對綠色單通道圖像的像素值按下述公式進行處理：其中G(i,j)表示綠色通道第i行第j列的像素值，Gresult(i,j)為處理后對應像素的像素值；(5)經步驟(4)像素值處理后的綠色單通道圖像就是夜間弱光彩色圖像灰度化后的輸出圖像。進一步方案，所述步驟(3)中綠色單通道圖像的像素閾值為ThGpixel是通過下述步驟算出的：(a)對綠色單通道圖像所對應灰度圖像中每個像素的灰度值進行統計后，列出其直方圖，直方圖中灰度值v所對應的像素個數histG[v]，v的取值范圍為[0,255]；(b)按照以下公式求得綠色單通道圖像所對應的像素閾值ThGpixel：sum＝sum+histG[v],v∈[0,255]sum≥sumpixel×0.98ThGpixel＝v其中：sum初始值為0，histG[v]為綠色單通道圖像的直方圖中灰度值v所對應的像素個數，sumpixel為夜間弱光彩色圖像的總的像素數，sum＝sum+histG[v],v∈[0,255]為目標函數，sum≥sumpixel×0.98為約束條件，當sum滿足約束條件時停止運算，得到對應的像素閾值ThGpixel＝v。本專利技術主要針對夜間弱光彩色圖像灰度化后視覺效果比較差的情況，提出一種有效的弱光彩色圖像灰度化方法。本專利技術采用灰度化方法是結合夜間弱光彩色圖像的直方圖分布特征和紅、綠、藍三個單通道圖像的亮度特征，采用對綠色單通道圖像進行非線性處理作為彩色圖像的灰度化圖像的方法。本專利技術采用灰度化方法對夜間弱光彩色圖像進行處理后的灰度圖像清晰度高，可以生動的表現圖像的細節區域，滿足人類視覺要求。經本專利技術處理后的圖像比之前的圖像更亮了，且灰度分布比較廣泛。另外，本專利技術的灰度化方法較簡單，算法復雜度低，且速度較快。附圖說明圖1是本專利技術的流程圖；圖2是輸入夜間弱光彩色圖像的原圖；圖3是綠色單通道圖像；圖4是綠色單通道圖像的直方圖；圖5是本專利技術處理后的灰度圖；圖6是采用加權法處理后的灰度圖。具體實施方式如圖1所示，一種夜間弱光彩色圖像的灰度化方法，步驟如下：(1)輸入夜間弱光彩色圖像，如圖2所示為輸入夜間弱光彩色圖像的原圖；(2)將夜間弱光彩色圖像利用OpenCV中的split函數分解成紅、綠、藍三個單通道圖像，綠色單通道圖像如圖3所示，其split函數為：split(SrcImg,BGRMatVector)其中SrcImg為Mat類型的輸入彩色圖像，BGRMatVector為Mat類型的vector類，BGRMatVector[0]～BGRMatVector[2]分別對應藍、綠、紅三個單通道圖像；(3)通過下述步驟算出綠色單通道圖像的像素閾值為ThGpixel：(a)對如圖3所示的綠色單通道圖像所對應灰度圖像中每個像素的灰度值進行統計后，列出其直方圖(如圖4所示)，直方圖中灰度值v所對應的像素個數histG[v]，v的取值范圍為[0,255]；(b)按照以下公式求得綠色單通道圖像所對應的像素閾值ThGpixel：sum＝sum+histG[v],v∈[0,255]sum≥sumpixel×0.98ThGpixel＝v式中：sum初始值為0，histG[v]為綠色單通道圖像的直方圖中灰度值v所對應的像素個數，sumpixel為夜間弱光彩色圖像的總的像素數，sum＝sum+histG[v],v∈[0,255]為目標函數，sum≥sumpixel×0.98為約束條件，當sum滿足約束條件時停止運算，得到對應的像素閾值ThGpixel＝v；(4)以ThGpixel為閾值對綠色單通道圖像的像素值按下述公式進行處理：其中G(i,j)表示綠色通道第i行第j列的像素值，Gresult(i,j)為處理后對應像素的像素值；(5)經步驟(4)像素值處理后的綠色單通道圖像就是夜間弱光彩色圖像灰度化后的輸出圖像，如圖5所示為處理后的綠色單通道圖像，即為輸出的夜間弱光彩色圖像。如圖6所示為采用加權算法對輸入的夜間弱光彩色圖像進行處理后的灰度圖，圖5所示為經本專利技術灰度化方法處理的灰度圖。對比圖5、6可知，采用本專利技術的灰度化方法對夜間弱光彩色圖像進行處理后的灰度圖像清晰度高，可以生動的表現圖像的細節區域，滿足人類視覺要求。以上所述的實例僅僅是對本專利技術的優選實施方式進行描述，并非對本專利技術的范圍進行限定，在不脫離本專利技術設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本專利技術的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本專利技術權利要求書確定的保護范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種夜間弱光彩色圖像的灰度化方法，其特征在于：步驟如下：(1)輸入夜間弱光彩色圖像；(2)將夜間弱光彩色圖像利用OpenCV中的split函數分解成紅、綠、藍三個單通道圖像，其中split函數為：split(SrcImg,BGRMatVector)其中SrcImg為Mat類型的輸入彩色圖像，BGRMatVector為Mat類型的vector類，BGRMatVector[0]～BGRMatVector[2]分別對應藍、綠、紅三個單通道圖像；(3)算出綠色單通道圖像的像素閾值為ThGpixel；(4)以ThGpixel為閾值對綠色單通道圖像的像素值按下述公式進行處理：Gresult(i,j)=255/ThGpixel*G(i,j)G(i,j)≤ThGpixel255G(i,j)>ThGpixel]]>其中G(i,j)表示綠色通道第i行第j列的像素值，Gresult(i,j)為處理后對應像素的像素值；(5)經步驟(4)像素值處理后的綠色單通道圖像就是夜間弱光彩色圖像灰度化后的輸出圖像。

【技術特征摘要】
1.一種夜間弱光彩色圖像的灰度化方法，其特征在于：步驟如下：
(1)輸入夜間弱光彩色圖像；
(2)將夜間弱光彩色圖像利用OpenCV中的split函數分解成紅、綠、藍
三個單通道圖像，其中split函數為：
split(SrcImg,BGRMatVector)
其中SrcImg為Mat類型的輸入彩色圖像，BGRMatVector為Mat類型的vector
類，BGRMatVector[0]～BGRMatVector[2]分別對應藍、綠、紅三個單通道圖像；
(3)算出綠色單通道圖像的像素閾值為ThGpixel；
(4)以ThGpixel為閾值對綠色單通道圖像的像素值按下述公式進行處理：
Gresult(i,j)=255/ThGpixel*G(i,j)G(i,j)≤ThGpixel255G(i,j)>ThGpixel]]>其中G(i,j)表示綠色通道第i行第j列的像素值，Gresult(i,j)為處理后對應
像素的像素值；
(5)經步驟(4)像素值處理后的綠色單通道圖像就是夜間...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張芝華，紀勇，張傳金，姚莉莉，謝寶，萬海峰，
申請(專利權)人：安徽創世科技有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽;34