图像处理方法、装置及系统与流程

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像处理方法、一种图像处理装置以及一种图像处理系统。

背景技术：

在某些现场，例如，各种交通意外事故现场，需要将所拍摄到的彩色图像显示为灰度图像，这就需要一种将彩色图形处理成灰度图像的方法。

尽管目前也存在各种灰度图像处理方法，然而这些方法可支持的设备有诸多限制，不利于系统移植，扩展性较低。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种图像处理方法、一种图像处理装置以及一种图像处理系统，可利于系统移植，扩展性强。

一方面，本发明实施例提供的一种图像处理方法，包括：获取步骤，用于获取输入图像，其中所述输入图像包含多个像素点；转换步骤，用于根据每个所述像素点的多个颜色通道的多个颜色分量值和与所述多个颜色通道一一对应的多个转换系数，将所述输入图像转换成灰度图像，其中每个所述转换系数与相对应的所述颜色通道的颜色分量位深相关；以及输出步骤，用于输出所述灰度图像。

在本方案中，首先获取输入图像，即，获取输入图像中的多个像素点，然后，针对每一个像素点，根据每个像素点的多个颜色通道的多个颜色分量值和与多个颜色通道一一对应的、与相对应的颜色通道的颜色分量位深相关的多个转换系数来实现将输入图像转换成灰度图像，如此一来，对图像的单个像素逐点处理，从而不会增加系统处理延时，处理数据吞吐量强，可以适用于各种图像处理器及与视频、图像有关的系统，可扩展性非常强，移植性强。

在本发明的一个实施例中，所述转换步骤包括：获取所述像素点的所述多个颜色通道中每个所述颜色通道的所述颜色分量值和与所述颜色通道相对应的所述转换系数；对每个所述颜色通道的所述颜色分量值和所述转换系数进行乘法运算，得到与所述像素点的所述多个颜色通道一一对应的多个计算值；将所述多个计算值进行加法运算，得到所述像素点的灰度值；以及将所述输入图像的每个所述像素点的所述多个颜色分量值分别替换成所述像素点的所述灰度值，得到所述灰度图像。

在本发明的一个实施例中，与所述颜色通道相对应的所述转换系数等于与所述颜色通道相对应的小数系数和所述颜色通道的所述颜色分量位深的乘积。

在本发明的实施例中，每个所述转换系数为整数，所述颜色分量位深不小于12，所述多个颜色分量包括红色分量、绿色分量和蓝色分量。

另一方面，本发明实施例提供的一种图像处理装置，包括：获取模块，用于获取输入图像，其中所述输入图像包含多个像素点；转换模块，用于根据每个所述像素点的多个颜色通道的多个颜色分量值和与所述多个颜色通道一一对应的多个转换系数，将所述输入图像转换成灰度图像，其中每个所述转换系数与相对应的所述颜色通道的颜色分量位深相关；以及输出模块，用于输出所述灰度图像。

在本发明的一个实施例中，所述转换模块包括：获取单元，用于获取所述像素点的所述多个颜色通道中每个所述颜色通道的所述颜色分量值和与所述颜色通道相对应的所述转换系数；乘法单元，用于对每个所述颜色通道的所述颜色分量值和所述转换系数进行乘法运算，得到与所述像素点的所述多个颜色通道一一对应的多个计算值；加法单元，用于将所述多个计算值进行加法运算，得到所述像素点的灰度值；以及替换单元，用于将所述输入图像的每个所述像素点的所述多个颜色分量值分别替换成所述像素点的所述灰度值，得到所述灰度图像。

在本发明的一个实施例中，与所述颜色通道相对应的所述转换系数等于与所述颜色通道相对应的小数系数和所述颜色通道的所述颜色分量位深的乘积。

在本发明的一个实施例中，每个所述转换系数为整数，所述颜色分量位深不小于12，所述多个颜色分量包括红色分量、绿色分量和蓝色分量。

在本发明的一个实施例中，所述获取模块、所述转换模块和所述输出模块整合于可编程逻辑器件。

又一方面，本发明实施例提供的一种图像处理系统，包括：存储器和连接所述存储器的处理器，所述存储器存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行如前所述的任意一种图像处理方法。

上述一个或多个技术方案可以具有如下优点或有益效果：本发明实施例对图像的单个像素逐点处理，从而不会增加系统处理延时，处理数据吞吐量强，可以适用于各种图像处理器及与视频、图像有关的系统，可扩展性非常强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图。

图2为根据本发明第一实施例的图像处理过程图。

图3a为本发明第二实施例提供的一种图像处理装置的模块示意图。

图3b为图3a中转换模块130的具体单元结构示意图。

图4为本发明第三实施例提供的一种图像处理系统的结构示意图。

图5为本发明第四实施例提供的一种计算机可读介质的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

【第一实施例】

如图1所示，本发明一实施例提供的一种图像处理方法，包括：

获取步骤，用于获取输入图像，其中所述输入图像包含多个像素点；

转换步骤，用于根据每个所述像素点的多个颜色通道的多个颜色分量值和与所述多个颜色通道一一对应的多个转换系数，将所述输入图像转换成灰度图像，其中每个所述转换系数与相对应的所述颜色通道的颜色分量位深相关；以及

输出步骤，用于输出所述灰度图像。

为便于理解本发明，下面将结合图像处理装置的一种具体实施方式对本实施例的图像处理方法的各个步骤进行详细描述。

图像处理装置可用于对输入图像数据进行处理得到输出图像。图像处理装置例如包括微控制器和连接微控制器的可编程逻辑器件例如fpga。图像处理装置还包括与fpga连接的动态随机存储器例如ddr。可编程逻辑器件在微控制器的控制下对输入图像的像素点进行处理。fpga根据输入图像的每个像素点的多个颜色通道的多个颜色分量值和与多个颜色通道一一对应的多个转换系数对输入图像进行灰度处理，通过对单个像素进行逐点处理，没有增加图像处理延时，处理数据吞吐量强。

首先，获取输入图像。该输入图像可以是已经存储到存储器上的图像，也可以是从其他图像源设备输入的图像。

然后，根据每个所述像素点的多个颜色通道的多个颜色分量值和与所述多个颜色通道一一对应的多个转换系数，将所述输入图像转换成灰度图像。所述转换系数与颜色分量位深有关。通过在图像处理过程中结合颜色分量的位深，该方法移植性更强。

具体地，将输入图像转换成灰度图像包括：

(i)获取所述像素点的所述多个颜色通道中每个所述颜色通道的所述颜色分量值和与所述颜色通道相对应的所述转换系数；

(ii)对每个所述颜色通道的所述颜色分量值和所述转换系数进行乘法运算，得到与所述像素点的所述多个颜色通道一一对应的多个计算值；

(iii)将所述多个计算值进行加法运算，得到所述像素点的灰度值；以及

(iv)将所述输入图像的每个所述像素点的所述多个颜色分量值分别替换成所述像素点的所述灰度值，得到所述灰度图像。

在本实施例中，首先获取输入图像，即，获取输入图像中的多个像素点，然后，针对每一个像素点，根据每个像素点的多个颜色通道的多个颜色分量值和与多个颜色通道一一对应的、与相对应的颜色通道的颜色分量位深相关的多个转换系数来实现将输入图像转换成灰度图像，如此一来，对图像的单个像素逐点处理，从而不会增加系统处理延时，处理数据吞吐量强，可以适用于各种图像处理器及与视频、图像有关的系统，可扩展性非常强，移植性强。

具体地，与所述颜色通道相对应的所述转换系数等于与所述颜色通道相对应的小数系数和所述颜色通道的所述颜色分量位深的乘积。

此外，在一个具体实施例中，每个所述转换系数为整数，所述颜色分量位深不小于12，所述多个颜色分量包括红色分量、绿色分量和蓝色分量。

为便于更清楚地理解本发明实施例，下面以一个具体的实例来说明本实施例所提供的图像处理方法，如图2所示，以颜色位深12且每个像素点的多个颜色分量包含红色、绿色和蓝色分量为例。

第一、获得输入图像的各个像素点的颜色通道的颜色分量值，即，获取各个像素点的红色分量值r、绿色分量值g以及蓝色分量值b。

颜色位深例如为图像处理装置所支持到的每种颜色分量的最高深度，颜色位深为12，即，对于每种颜色而言，均有2^12种不同的组合值。

第二、结合灰度图像处理公式1：

gray＝0.2989*r+0.5870*g+0.1140*b(公式1)

其中gray表示每个像素点的灰度值；

将上述公式1的小数系数(0.2989，0.5870，0.1140)和组合值(2^12)分别相乘，并将所得到的值取整，从而得到每种颜色分量对应的转换系数，即，红色分量对应的转换系数为round(0.2989*2^12)，绿色分量对应的转换系数为round(0.5870*2^12)，以及蓝色分量对应的转换系数为round(0.1140*2^12)；其中round()为取整函数。

第三、针对每个像素点，根据上述转换系数和该像素点的各个颜色对应的颜色分量值，计算出与所述像素点的所述多个颜色通道一一对应的多个计算值，即，分别计算round(0.2989*2^12)*r、round(0.5870*2^12)*g以及round(0.1140*2^12)*b。

第四、将上述计算值进行加法运算，最终得到像素点的灰度值，即，y＝round(0.2989*2^12)*r+round(0.5870*2^12)*g+round(0.1140*2^12)*b，最终为，y＝1224*r+2367*g+467*b。其中，(1224，2367，467)分别为红色通道、绿色通道和蓝色通道对应的转换系数，也即转换系数为整数，其使得对于灰度值y的计算精度更加精细，计算出来的精度更加精确。

第五，将输入图像的r、g、b分量分别替换成所计算出的灰度值y，即，得到每个像素点的灰度值(y，y，y)，从而得到灰度图像。

由上可知，本发明实施例实现对单个像素逐点处理，从而不会增大系统处理延时，处理数据吞吐量强，可以适用在各种图像处理器及与视频、图像有关的系统中，可扩展性非常强。

【第二实施例】

如图3a所示，本发明第二实施例提供一种图像处理装置100。图像处理装置100包括：读取模块110、转换模块130以及输出模块150。

获取模块110，用于获取输入图像，其中所述输入图像包含多个像素点。

转换模块130，用于根据每个所述像素点的多个颜色通道的多个颜色分量值和与所述多个颜色通道一一对应的多个转换系数，将所述输入图像转换成灰度图像，其中每个所述转换系数与相对应的所述颜色通道的颜色分量位深相关。

输出模块150，用于输出所述灰度图像。

此外，如图3b所示，转换模块130包括获取单元1300、乘法单元1302、加法单元1304以及替换单元1306。

获取单元1300，用于获取所述像素点的所述多个颜色通道中每个所述颜色通道的所述颜色分量值和与所述颜色通道相对应的所述转换系数。

乘法单元1302，用于对每个所述颜色通道的所述颜色分量值和所述转换系数进行乘法运算，得到与所述像素点的所述多个颜色通道一一对应的多个计算值。

加法单元1304，用于将所述多个计算值进行加法运算，得到所述像素点的灰度值。

替换单元1306，用于将所述输入图像的每个所述像素点的所述多个颜色分量值分别替换成所述像素点的所述灰度值，得到所述灰度图像。

本实施例中的图像处理装置100中的各模块之间的具体工作过程和技术效果参见前述第一实施例的描述。

【第三实施例】

如图4所示，本发明第三实施例提供一种图像处理系统300。图像处理系统300包括存储器310和与存储器310连接的处理器330。存储器310可例如为非易失性存储器，其上存储有计算机程序311。处理器330可例如包括嵌入式处理器。处理器330运行计算机程序311时执行前述第一实施例提供的图像处理方法。

【第四实施例】

如图5所示，本发明第四实施例提供一种计算机可读介质500，存储有计算机可执行指令510。计算机可执行指令510用于执行如前述第一实施例的图像处理方法。计算机可读介质500例如为非易失性存储器，如包括：磁介质(如硬盘、软盘和磁带)，光介质(如cdrom盘和dvd)，磁光介质(如光盘)以及专门构造为用于存储和执行计算机可执行指令的硬件装置(如只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、闪存等)。计算机可读介质500可由一个或多个处理器或处理装置来执行计算机可执行指令510。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多路单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多路网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。