一种基于基元矢量多角度描述彩色图像的方法与流程

本发明涉及彩色图像处理技术领域，尤其涉及一种基于基元矢量多角度描述彩色图像的方法。

背景技术：

彩色图像可以用红(r)、绿(g)、蓝(b)三通道表示，r、g、b的取值范围均为0～255，利用r、g、b组合，可以得到2²⁴种颜色和灰度，被广泛应用于彩色ccd、cmos等图像传感器以及彩色液晶、crt等显示器，可以高保真的获取和再现自然界的景色。

为了能够突出显示图像的某些信息，需要从不同的角度对图像进行表述，比如现有的高光谱或多光谱技术，就是从不同的光谱段对同一目标进行成像，成像中每张图片的内容相同，只是利用了不同波段的光进行描述，即从不同的光谱角度得到同一图像，但现有技术需要光谱分光元件配合，还需要精密的调整匹配机构，结构复杂，体积较大，技术难度很大，并且造价很高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于基元矢量多角度描述彩色图像的方法，该方法能够更加简单便捷的对基于r、g、b三原色的彩色图像进行多角度描述。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于基元矢量多角度描述彩色图像的方法，所述方法包括：

步骤1、首先将多个基元矢量加权组合构成基元矢量集；其中，所述基元矢量是依据彩色图像r、g、b三通道构造的，表示为(ri,gi,bi)，i为基元矢量的个数；

步骤2、将某一像元(r0,g0,b0)的r、g、b值向所构成的基元矢量集中的每个基元矢量(ri,gi,bi)的坐标轴投影，得到对应所述基元矢量(ri,gi,bi)的灰度值；

步骤3、将所得到的对应每个基元矢量(ri,gi,bi)的灰度值进行加权求和，得到所述基元矢量集的灰度值；

步骤4、遍历所有像元，得到基于所述基元矢量集的灰度图像，然后确定不同的基元矢量集，重复上述操作，实现对彩色图像的多角度描述。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述方法针对不同光谱对应的灰度图像的获得不需要额外的光谱分光元件和精密的调整机构，仅仅依靠现有的彩色图像传感器即可实现，能够更加简单便捷的对基于r、g、b三原色的彩色图像进行多角度描述。

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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明实施例提供的基于基元矢量多角度描述彩色图像的方法流程示意图；

图2为本发明实施例所建立的rgb三维空间坐标系的示意图。

具体实施方式

下面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，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例提供的基于基元矢量多角度描述彩色图像的方法流程示意图，所述方法包括：

步骤1、首先将多个基元矢量加权组合构成基元矢量集；

其中，所述基元矢量是依据彩色图像r、g、b三通道构造的，表示为(ri,gi,bi)，i为基元矢量的个数；

在该步骤中，所述基元矢量(ri,gi,bi)不能由其他基元矢量中的各个元素乘以相同的系数得到，即该基元矢量(ri,gi,bi)满足如下条件：

(ri,gi,bi)≠(m*rj,m*gj,m*bj)

其中，j为r、g、b取0～255时的任意一种组合，且j≠i，系数m≠0；

并且，所述基元矢量(ri,gi,bi)的模为1，即满足：

举例来说，对于(1,1,1)、(2,2,2)……(255,255,255)，拥有共同的基元矢量对于(0,0,1)、(0,0,2)……(0,0,255)，拥有共同的基元矢量(0,0,1)，对于(1,2,3)、(2,4,6)……(85,170,255)，拥有共同的基元矢量

步骤2、将某一像元(r0,g0,b0)的r、g、b值向所构成的基元矢量集中的每个基元矢量(ri,gi,bi)的坐标轴投影，得到对应所述基元矢量(ri,gi,bi)的灰度值；

在该步骤中，对于所述基元矢量集中的任意基元矢量(ri,gi,bi)，将该基元矢量分别向b轴和r轴及g轴确定的平面投影，然后将r轴及g轴确定的平面上的投影分量再分别向r轴及g轴投影，得到r轴、g轴和b轴分别对应的投影分量ri、gi、bi，并且满足：

将整个rgb三维空间坐标系绕b轴逆时针旋转θ，然后绕g轴顺时针旋转φ，得到r′g′b′坐标系，此时r′g′b′坐标系中的r′轴和基元矢量(ri,gi,bi)的方向重合，故向基元矢量(ri,gi,bi)的投影值就是向r′轴的投影值；

若某一像元(r0,g0,b0)在所述r′g′b′坐标系中表示为(r0′,g0′,b0′)，则向r′轴投影，即得到对应所述基元矢量(ri,gi,bi)的灰度值；

其中，如图2所示为本发明实施例所建立的rgb三维空间坐标系的示意图，坐标轴方向矢量分别为r轴(1,0,0)、g轴(0,1,0)、b轴(0,0,1)。具体实现中，对于某一像元(r0,g0,b0)，基元矢量(1,0,0)、(0,1,0)和(0,0,1)对应的灰度系数可以直接向r、g、b三个坐标轴投影得到。

步骤3、将所得到的对应每个基元矢量(ri,gi,bi)的灰度值进行加权求和，得到所述基元矢量集的灰度值；

在该步骤中，假定所述基元矢量集中包含n个基元矢量，第i个基元矢量(ri,gi,bi)灰度值的权重为βi，得到第t个像元的基元矢量集所对应的灰度值为：

式中，hi(ri,gi,bi)为第i个基元矢量(ri,gi,bi)对应的灰度值。

步骤4、遍历所有像元，得到基于所述基元矢量集的灰度图像，然后确定不同的基元矢量集，重复上述操作，实现对彩色图像的多角度描述。

在该步骤中，该步骤4可替换为：

首先确定不同的基元矢量集，重复上述操作，实现从多角度对像元的灰度值进行描述；然后再遍历所有像元，得到基于不同基元矢量集的灰度图像，进而实现从多角度对彩色图像进行描述。

值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

由于不同的颜色对应不同的波长，r、g、b三基色实际上是对应了三个主波长，通过调整r、g、b三个通道的配比，可以获取不同的颜色值，也就是可以描述其他波长的光，故本申请所述方法中的基元矢量实际上是和波长具有一定关系的，所以基元矢量和基元矢量集也就和光谱具有一定的关系，由于基元矢量(ri,gi,bi)中，ri、gi、bi的取值范围均是0～255，组合方式非常多，可以得到的基元矢量集也非常多，因而可实现对彩色图像的多角度描述。

同时和现有的光谱成像系统相比较，本申请不同光谱对应的灰度图像的获得不需要额外的光谱分光元件和精密的调整机构，仅仅依靠现有的彩色图像传感器即可实现，并且可以对彩色显示器能够显示的彩色图像进行多角度描述。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。