[发明专利]一种基于多峰高斯分布函数的彩色图像灰度化方法

权利要求书

1.一种基于多峰高斯分布函数的彩色图像灰度化方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、确定彩色输入图像及其对应在输出图像上的目标灰度通道数，并获取所述彩色输入图像中每一个像素点的颜色值；

S2、根据所述彩色输入图像中每一个像素点的颜色值，构建局部颜色对集合；

S3、根据所述彩色输入图像目标灰度通道数以及所述彩色输入图像中每一个像素点的颜色值，构建显著颜色对集合；

S4、定义一个基于多峰高斯分布函数的彩色图像灰度化能量函数和一个所述彩色输入图像映射到所述输出图像的线性参数函数，并根据所述局部颜色对集合、显著颜色对集合以及所述彩色图像灰度化能量函数中预设的参数值，基于线性参数离散化方法选取能量函数值中最小的参数取值组合作为最佳的线性参数的值；

S5、根据所述求解出的线性参数函数上线性参数的最佳值，将所述彩色输入图像中每一个像素点分别对应映射到所述输出图像的亮度值，从而得到最终的输出图像。

2.如权利要求1所述的彩色图像灰度化方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

扫描所述彩色输入图像中每一个像素点的颜色值及其分别对应右方相邻像素点和下方相邻像素点的颜色值，得到所述彩色输入图像中每一个像素点各自对应的两对颜色值组合；其中，一对颜色值组合由所述彩色输入图像中每一个像素点的颜色值及其对应右方相邻像素点的颜色值形成；另一对颜色值组合由所述彩色输入图像中每一个像素点的颜色值及其对应下方相邻像素点的颜色值形成；

将所述彩色输入图像中每一个像素点所对应的每一对颜色值组合均作为样本并形成集合，且进一步对所述集合中存在的任一重复样本均进行删除并只存留一个，使得所述删除重复样本后的集合中所有样本均不同并作为所述局部颜色对集合。

3.如权利要求1所述的彩色图像灰度化方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

根据所述彩色输入图像目标灰度通道数，确定所述彩色输入图像中每一个像素点的颜色值分别对应由机器语言表示的二进制莫顿码及其对应的位数；

根据所述彩色输入图像中每一个像素点的颜色值各自对应的二进制莫顿码，构造线性包围体层次结构并进行聚类运算，得到所述显著颜色对集合。

4.如权利要求1所述的彩色图像灰度化方法，其特征在于，所述基于多峰高斯分布函数的彩色图像灰度化能量函数具体为：

式中，(C_a,C_b)表示步骤S2所计算的局部颜色对集合P_N和步骤S3所计算的显著颜色对集合P_D中的一对颜色对；彩色输入图像的颜色值可记作C＝(R，G，B)；其中，R、G、B分别表示红、绿、蓝三个颜色分量；输出图像记为I；因此，可以记C_a＝(R_a,G_a,B_a)、C_b＝(R_b,G_b,B_b)，则I_a和I_b分别为C_a和C_b所对应的在输出图像I中的亮度值；

w表示为预先给定的该彩色输入图像的宽度，h表示为预先给定的该彩色输入图像的高度；

||C_a||和||C_b||表示步骤S3所计算的显著颜色对集合P_D中颜色值分别为C_a和C_b的像素点数量；

||P_N||表示步骤S2所计算的局部颜色对集合P_N中所包含的颜色对数量；

μ表示为预先给定的均值参数值、σ表示为预先给定的标准差参数值、λ表示为预先给定的正则化加权参数值。

5.如权利要求1所述的彩色图像灰度化方法，其特征在于，所述彩色输入图像为24位三个颜色通道的RGB彩色图像；所述输出图像为8位单通道灰度图像。