[发明专利]一种将彩色图像转换为灰度图像的方法

摘要

本发明涉及计算机领域，具体是指一种将彩色图像转换为灰度图像的方法。本发明公开了一种将图像从彩色转换到灰度的方法，通过两个步骤来实现的，首先用最简单的方法将图像进行初步灰度化，得到一个灰度图像；然后再将原始图像的颜色对比度信息与灰度图像相结合，构建一个误差能量函数，求得最终的消色结果。这样求得的灰度图像不仅能够很好地保持全局对比度，也能很好地体现局部细节信息。

主权项

一种将彩色图像转换为灰度图像的方法，其特征在于：包括如下步骤：1)初步灰度化首先提取彩色图像的R、G、B三个通道并将其向量化，变成一个列向量；然后用公式(1)进行初步灰度化：H(i)＝0.299*R(i)+0.587*G(i)+0.114*B(i) (1)其中，H(i)表示像素i经过初步灰度化后的灰度值；R(i)，G(i)，B(i)分别表示原图像中像素i在R、G、B通道上的灰度值；2)细节增强在得到初步灰度化结果之后，将原图像的颜色对比度添加到初步灰度化的结果中，构建公式(2)所示的误差能量函数：E=Σi=1N[λ1(gi-Hi)2+λ2Σj=1K(▿gij-αij▿Cij)2]---(2)]]>其中，N表示整幅图像总的像素个数；λ1，λ2表示两个权重值，λ1＝1，λ2＝1；gi表示最终的消色图像中像素i的灰度值；Hi表示像素i经过初步灰度化后的灰度值；K表示每个像素周围存在的邻近点的个数；▿gij=gi-gj;]]>表示彩色图像相邻像素之间的对比度，计算如公式(3)：▿Cij=||▿Rij||+||▿Gij||+||▿Bij||=||Ri-Rj||+||Gi-Gj||+||Bi-Bj||---(3);]]>αij表示的方向，其值为1或‑1，若取1表示颜色对比度的方向是正的，取‑1表示负，其判断准则如下：a)若Ri＞＞Rj&Gi＞＞Gj&Bi＞＞Bj，则取αij＝1；反之，若Ri＜＜Rj&Gi＜＜Gj&Bi＜＜Bj，则取αij＝‑1；b)若准则a)不满足或无法判断，则采用：若两个像素的R、G、B三个灰度值中有一个或者两个相接近，另两个或者一个灰度值相差较大，如果Ri≈Rj,Gi＞＞Gj,Bi＞＞Bj，则αij＝1；反之，若Ri≈Rj,Gi＜＜Gj,Bi＜＜Bj，则αij＝‑1；c)若a)和b)两种准则均无法判断，则αij取步骤1)得到的灰度图像的灰度对比度方向，即若Hi‑Hj为正数，则αij＝1；反之，若Hi‑Hj为负数，则αij＝‑1；按公式(2)对每个像素所得到的误差能量函数对gi求导，并令并将所有像素的能量函数求和，便可得到总的能量函数，那么，总的能量函数求导后得到的公式可以看成是一个AX＝B的方程；最后，通过迭代法求解方程，得出最终的结果。