彩色图像的饱和度增强方法技术

彩色图像的饱和度增强方法，将图像从RGB色彩空间分别转换至HSL色彩空间和L*a*b*色彩空间；对L*a*b*色彩空间的图像计算其感知亮度L

【技术实现步骤摘要】
彩色图像的饱和度增强方法


[0001]本专利技术属于图像处理
，特别涉及一种彩色图像的饱和度增强方法。

技术介绍

[0002]对于饱和度不足的图像，需要通过图像处理的方法对其进行饱和度增强。颜色由色相、色度和亮度组成，在CIE 1976L*a*b*及HSL等色彩空间中，可以定义亮度、色度和色调。现有的饱和度增强方法是在色彩空间中保持亮度和色调的前提下对饱和度进行增强。然而，根据Helmholtz
‑
Kohlrausch(H
‑
K)效应，当对图像饱的和度进行增强时，虽然色彩空间中的亮度和色调保持不变，但所感知的亮度会增加。因此现有方法无法做到在保持感知亮度不变的前提下对饱和度进行增强。

技术实现思路

[0003]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种彩色图像的饱和度增强方法，基于Helmholtz
‑
Kohlrausch效应，在增强饱和度后，保持感知亮度不变。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]彩色图像的饱和度增强方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0006]步骤1，将图像从RGB色彩空间分别转换至HSL色彩空间和L*a*b*色彩空间；
[0007]步骤2，对L*a*b*色彩空间的图像计算其感知亮度L
**
；
[0008]步骤3，对HSL色彩空间的图像进行饱和度增强，得到增强后的饱和度
[0009]步骤4，基于Helmholtz
‑
Kohlrausch效应，对饱和度增强后的图像进行亮度修正；
[0010]步骤5，对亮度修正后图像，计算其感知亮度当记录相应的修正亮度
[0011]步骤6，在HSL色彩空间，以增强后的饱和度替代原始饱和度S，以记录的修正亮度取代原始亮度L，将得到的图像转换至RGB色彩空间。
[0012]在一个实施例中，所述步骤2，L
**
的计算公式为：
[0013]L
**
＝L
*
+(2.5
‑
0.025L
*
)q(h)C
*
[0014]其中，L
*
、C
*
、h分别表示L*a*b*色彩空间中的亮度(lightness)、色度(chroma)和色相(hue)，q(h)表示不同色调的颜色对感知亮度的影响值：
[0015][0016][0017]a*和b*为色度坐标，表示颜色在L*a*b*色彩空间中的位置。
[0018]在一个实施例中，所述步骤3，增强后的饱和度的计算公式为：
[0019][0020]式中，f(S,C
*
)为饱和度增强函数，S是HSL色彩空间中的饱和度，γ(C
*
)为sigmoid函数，C
*
表示L*a*b*色彩空间中的色度。
[0021]在一个实施例中，所述γ(C
*
)的取值范围是[1,γ0]，其计算公式为：
[0022][0023]α、β、γ0是控制γ(C
*
)的参数，参数β决定sigmoid函数的斜率，它是一个正实数，参数α与色度C
*
有关，当C
*
比α足够小时，γ(C
*
)近似等于1，γ0的取值为常数。
[0024]在一个实施例中，所述步骤4，亮度修正步骤如下：
[0025]步骤(1)将亮度的最大值L
top
和亮度的最小值L
bottom
分别设置为1和0，并转至步骤(2)；
[0026]步骤(2)计算平均亮度值L
middle
＝(L
top
+L
bottom
)/2，并转至步骤(3)；
[0027]步骤(3)当满足条件时，将L
middle
设置为修正亮度并结束；否则，转至(4)；其中，ε为设置的精度，L
**
(H,S,L)为HSL色彩空间的图像的原始感知亮度，为以取代原始饱和度S，以L
middle
取代原始亮度L时的感知亮度；
[0028]步骤(4)当满足条件时，将L
middle
设置为L
top
；否则，将L
middle
设置为L
bottom
，并转至步骤(2)。
[0029]在一个实施例中，所述和L
**
(H,S,L)是分别将HSL色彩空间中的值和(H,S,L)转换至RGB色彩空间，再从RGB色彩空间转换至L*a*b*色彩空间，在L*a*b*色彩空间进行计算。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0031]现有技术对图像饱和度进行增强时增强饱和度的同时，人类感知的亮度也会得到增强。本专利技术的饱和度增强方法能够在增强饱和度的同时，确保感知的亮度保持不变。
附图说明
[0032]图1是色相h和q(h)的关系图。
[0033]图2本专利技术方法流程图。
[0034]图3是本专利技术的一个试验结果示意图；其中(a)为原始图像，(b)为现有方法饱和度增强后图像，(c)为本专利技术饱和度增强后图像。
[0035]图4是本专利技术的另一个试验结果示意图；其中(a)为原始图像，(b)为现有方法饱和度增强后图像，(c)为本专利技术饱和度增强后图像。
具体实施方式
[0036]下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。
[0037]在本专利技术中，提出了一种基于Helmholtz
‑
Kohlrausch效应的彩色图像饱和度增强方法。
[0038]Helmholtz
‑
Kohlrausch(H
‑
K)效应是人类视觉错觉的一种。当某一个颜色的亮度
和色相保持不变，只对该颜色的饱和度进行调整时，人们所感知到的感知亮度也会产生变化，这就是H
‑
K效应。具体而言，即使只增加了某个颜色的色度，该颜色的感知亮度也会随之增加。为了确保转换后的颜色不产生超出色域，本专利技术的颜色转换在HSL色彩空间中进行。
[0039]Helmholtz
‑
Kohlrausch(H
‑
K)效应模型中，感知亮度L
**
被定义为：
[0040]L
**
(L
*
,C
*
,h)＝L
*
+(2.5
‑
0.025L
*
)q(h)C
*
ꢀꢀ
(1)
[0041]其中，q(h)表示不同色调的颜色对感知亮度的影响值。
[0042][0043][0044][0045]a*和b*为色度坐标，表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.彩色图像的饱和度增强方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将图像从RGB色彩空间分别转换至HSL色彩空间和L*a*b*色彩空间；步骤2，对L*a*b*色彩空间的图像计算其感知亮度L
**
；步骤3，对HSL色彩空间的图像进行饱和度增强，得到增强后的饱和度步骤4，基于Helmholtz
‑
Kohlrausch效应，对饱和度增强后的图像进行亮度修正；步骤5，对亮度修正后图像，计算其感知亮度当记录相应的修正亮度步骤6，在HSL色彩空间，以增强后的饱和度替代原始饱和度S，以记录的修正亮度取代原始亮度L，将得到的图像转换至RGB色彩空间。2.根据权利要求1所述彩色图像的饱和度增强方法，其特征在于，所述步骤2，L
**
的计算公式为：L
**
＝L
*
+(2.5
‑
0.025L
*
)q(h)C
*
其中，L
*
、C
*
、h分别表示L*a*b*色彩空间中的亮度(lightness)、色度(chroma)和色相(hue)，q(h)表示不同色调的颜色对感知亮度的影响值：(hue)，q(h)表示不同色调的颜色对感知亮度的影响值：a*和b*为色度坐标，表示颜色在L*a*b*色彩空间中的位置。3.根据权利要求1所述彩色图像的饱和度增强方法，其特征在于，所述步骤3，增强后的饱和度的计算公式为：式中，f(S,C
*
)为饱和度增强函数，S是HSL色彩空间中的饱和度，γ(C
*
)为sigmoid函数，C
*
表示L*a*b*色彩空间中的色度。4.根据权利要求3所述彩色图像的饱和度增强方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：石宝，段凯博，刘志强，黄林，晓艳，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：