伪彩色在图像中的应用

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1、伪彩色在图像处理中的应用摘要:伪彩色处理是把黑白图像的个个不同灰度按照线性或者非线性的映射函数变换成不同的彩色。本论文首先对伪彩色图像处理中所用的相关概念做了阐述,以及对灰度图像的构成信息进行分析,然后详细叙述了其在现实生活的应用及其现实意义。关键词数字图像处理;伪彩色;调色板一、伪彩色增强伪彩包相当于假彩色的一个特例,也就是指定某灰度为某种彩色。通常这种指定最多为16级左右,最高也不超过30级,否则指定彩色太多无法记忆和区分。当每个像素可指定的彩色数目对红、绿、蓝分别达到256种时,也就是变为模拟自然彩色的假彩色了,因此假彩色和伪彩色指定是很难严格区分的。伪彩

2、色处理是用彩色来代替像素灰度值的一种技术。由于人眼对彩色的分辨率远高于对灰度差的分辨率,所以这种技术可用来识别灰度差较小的像素。这是一种视觉效果明显而技术又不是很复杂的图像增强技术。灰度图像中,如果相邻像素点的灰度相差不大,人眼将无法从图像中提取相应的信息,因为人眼分辨灰度的能力很差,一般只有几十个数量级,但是人眼对彩色信号的分辨率却很强,这样将黑白图像转换为彩色图像后,人眼可以提取更多的信息量。二、灰度图像的伪彩色输出的实现伪彩色处理是数字图像处理种常用的一种方法。它是指通过将每一个灰度级匹配到彩色空间上的一点,将单色图像映射为一幅彩色图像的一种变换。主要目的

3、是为了提高人眼对图像细节的分辨能力,使图像的某些细节更容易清晰地辨认以及获得隐藏在灰度图像中不能直接通过肉眼观察到的信息。1.原理与算法从技术角度来说,伪彩色处理不改变像素的几何位置,而仅仅改变其颜色,提高人眼对图像的分辨能力4[]。灰度图像的伪彩色处理的原理如下:在转换过程中,对灰度图像中的每一个像素点,取得该点的灰度值并送人红、绿、蓝三个通道实施不同的变换,产生相应的红、绿、蓝的亮度值,最后将三个通道的颜色值合成为需要显示的RGB颜色值即可。灰度值与三个通道的映射关系如图:从灰度到彩色的一种更具代表性的变换方式如图3一1所示。它是根据色度学的原理,将原图像f

4、（x,y)的灰度经过红绿蓝三种不同变换,变成三基色分量R（x,y),以G(x,y),B(x,y),生成相应的彩色。彩色的含量由变换函数的形状而定。三、伪彩色增强在现实生活中的应用在我们的生活中,灰度图像对于视觉的观测上对区域的区分不是十分明显,例如某个图片中模糊的细节,或某个环境中温度较高的区域,因此,将它们从灰度图像中突显出来就显得十分必要了。伪彩色增强技术可以使图像中的观察对象的某些细节突出显示,提高对图像细节的辨别力。伪彩色技术对于图像中的观察对象的轮廓进行勾勒,使之更加清晰和容易识别。也可应用在医学领域的透视图像中。四、现实意义由于现实仪器设备采集数据能

5、力的限制,如cT扫描仪,温度感知器等,这些仪器得到的图像通常仅为灰度图像。而灰度图像对于视觉的观测上对区域的区分不是十分明显,而人眼对彩色的分辨能力远远高于对黑白灰度的分辨能力,所以将黑白图像转化成彩色表示。如医学上病灶的位置,或某个环境场中温度较高的区域,因此,将它们从灰度图像中突显出来就显得十分必要了。而伪彩色处理技术则不失为一种有效的处理方式,虽然“彩”色的效果距离真实还有相当的差距,但从伪彩色处理的效果上看,已经能够满足现实应用的要求了。可以在很大程度上提高图像的可读性,改善后的图像可以突出目标的轮廓,显示图像中对象的温度信息,提高图像中细节的辨别力等,

6、使图像中的目标更容易识别。而伪彩色技术在对某些图像中的温度信息可以很好的显示出来。这对我们的工业生产和生活有很重要的意义。同样的,在对于一些特殊环境下的观察对象的处理,它也有很好的作用。如卫星图像的处理,可以使观察对象更容易识别,在解决一些军事方面的应用方面有很好的意义。对普通黑白图象做伪彩色处理,是一种经济实用的图象处理方法。其特点是硬件部分简单;工作速度快;可对图象进行实时处理;可用查找表的方法对图象进行各种灰度变换;并可脱机工作。伪彩色处理方法在实际应用中已获得很大成功。目前应用的CT和超声成象设备都有显示伪彩色图象的功能或配套系统,使医学诊断又前进了一步

7、。伪彩色处理技术应用于X光成象系统也具有很大意义。过去是由医生直接观察X光图象,由于视觉特性的限制,设备和医生都不能充分发挥其潜力。如果医生看到是伪彩色X光图象,就会获得大量新的信息,使诊断产生一个飞跃。因此很容易联想到在工业或其它行业应用伪彩色处理技术的重要意义。〔1〕张其邦:《APFLE一H使用手册》,科技出版社,香港。〔2〕王贻良、尤婉英等:《数字电视入门》,科技出版社,北京,1982年9月.〔3〕林鹏等:彩色多灰级图象显示,《信息与控制》,1982年第1期