彩色透光浮雕透明薄膜的图像处理方法和装置与流程

本发明涉及透光浮雕领域，特别是指一种彩色透光浮雕透明薄膜的图像处理方法和装置。

背景技术：

透光浮雕是一种通过半透明材料的厚度控制透射光线强弱，从而显示出明暗图像的技术。以前的透光浮雕一般通过雕刻技术制作，按照一幅图像的明暗度对材料进行雕刻，图像暗的地方厚一些，图像亮的地方薄一些，只要雕刻得足够细腻，当背部有光线照射时，前面就能看到相应的明暗图像。3D打印技术比较成熟后，透光浮雕通常也通过3D打印技术制作，采用乳白色的原材料利用FDM，SLA或SLS技术都可以制作出透光浮雕，透光浮雕通常做成片状，也可以做成筒状(光源放在筒里向外照射)或其他更加复杂的形状。

现有技术一般是采用雕刻或者3D打印，使用的是单色的半透明材料，透光浮雕的3D模型是通过图像的亮度到透光浮雕厚度的转换获得，图像越暗的地方，厚度越大，一般分辨率可以做到0.1毫米左右，即在透光浮雕上相距0.1毫米点厚度即可不同，从而可以区分出细致的亮度变化，显示出细致的图像。现有技术制作出的透光浮雕片只能控制光线的亮度，不能控制光线的颜色，如图1所示，从而通过透光浮雕片只能看到明暗图像，不能看到彩色图像，这限制了透光浮雕的应用范围。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种能够使普通透光浮雕转变成彩色透光浮雕的彩色透光浮雕透明薄膜的图像处理方法和装置。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种彩色透光浮雕透明薄膜的图像处理方法，包括：

步骤S1：获取想要在所述彩色透光浮雕上显示的彩色图像；

步骤S2：计算获取的彩色图像的每个像素的色度成分，得到色度图像；

其中，所述彩色透光浮雕的背面设置有透明薄膜，所述色度图像用于打印在所述透明薄膜上，或者，所述色度图像用于喷射在所述彩色透光浮雕的背面。

进一步的，所述计算获取的彩色图像的每个像素的色度成分进一步为：

将彩色图像的每个像素去除亮度成分。

进一步的，所述步骤S2进一步为：

步骤S201：计算像素的三原色成分的强度值中相互之间最大的差值M；

步骤S202：令255减去M，用得到的值更新M；

步骤S203：将像素的三原色成分的强度值分别加上M，分别判断加和的结果是否大于255，如果是，则将该颜色的强度值调整为255，如果否，则将该颜色的强度值调整为原强度值与M的加和，得到处理后的色度图像。

进一步的，所述步骤S202之后、步骤S203之前包括：

步骤S203’：令像素的三原色成分中最大的强度值为N，判断M与N的加和是否大于255，如果是，则令M等于255减去N，如果否，则不调整M。

一种彩色透光浮雕透明薄膜的图像处理装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取想要在所述彩色透光浮雕上显示的彩色图像；

计算模块：用于计算获取的彩色图像的每个像素的色度成分，得到色度图像；

其中，所述彩色透光浮雕的背面设置有透明薄膜，所述色度图像用于打印在所述透明薄膜上，或者，所述色度图像用于喷射在所述彩色透光浮雕的背面。

进一步的，所述计算获取的彩色图像的每个像素的色度成分进一步为：

将彩色图像的每个像素去除亮度成分。

进一步的，所述计算模块包括：

M值计算模块，用于计算像素的三原色成分的强度值中相互之间最大的差值M；

更新模块，用于令255减去M，用得到的值更新M；

调整模块，用于将像素的三原色成分的强度值分别加上M，分别判断加和的结果是否大于255，如果是，则将该颜色的强度值调整为255，如果否，则将该颜色的强度值调整为原强度值与M的加和，得到处理后的色度图像。

进一步的，所述更新模块与调整模块之间设置有：

M值调整模块，用于令像素的三原色成分中最大的强度值为N，判断M与N的加和是否大于255，如果是，则令M等于255减去N，如果否，则不调整M。

本发明具有以下有益效果：

普通透光浮雕控制了通过其光线的强弱，从而提供了图像中的亮度成分，如果要看到彩色的透光浮雕还需要色度成分。本发明采用的图像处理能够将图像的亮度成分和色度成分进行分离，获取彩色图像的每个像素的色度成分，得到彩色图像的色度图像，并将色度图像打印在透明薄膜上，使透明薄膜成为色度薄膜，再将该色度薄膜粘贴在普通透光浮雕的背面，或者，将色度图像直接喷射在普通透光浮雕的背面。这两种制作工艺均需保证色度图像上的图案与普通透光浮雕的图案尺寸一致并对齐。由于亮度成分的过滤由普通透光浮雕提供，当光线透过时，构成色度图像的颜料首先对光线进行色度过滤，将光线变成彩色的，然后通过普通透光浮雕产生亮度变化，色度成分和亮度成分合成后获得正确的彩色图像。与现有技术相比，本发明能够使普通透光浮雕转变成彩色透光浮雕。

附图说明

图1为现有技术中的普通透光浮雕的透光示意图；

图2为本发明的彩色透光浮雕透明薄膜的图像处理方法的流程示意图；

图3为本发明的彩色透光浮雕的透光示意图；

图4为本发明的彩色透光浮雕透明薄膜的图像处理方法的进一步改进的流程示意图；

图5为本发明的彩色透光浮雕透明薄膜的图像处理方法的一种具体实施例的流程示意图；

图6为本发明的彩色透光浮雕透明薄膜的图像处理装置的结构示意图；

图7为本发明的彩色透光浮雕透明薄膜的图像处理装置的进一步改进的结构示意图；

图8中的a、b分别为未经本发明处理的彩色图像和经过本发明处理的色度图像；

图9中的a、b、c分别为普通白色片状透光浮雕、彩色透光浮雕和彩色透光浮雕显示彩色图像的效果图；

图10为使用本发明技术方案制作的彩色透光浮雕灯的关灯和开灯的效果图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一方面，本发明提供一种彩色透光浮雕透明薄膜的图像处理方法，如图2所示，包括：

S1：获取想要在彩色透光浮雕上显示的彩色图像；

S2：计算获取的彩色图像的每个像素的色度成分，得到色度图像；

其中，彩色透光浮雕的背面设置有透明薄膜，色度图像用于打印在透明薄膜上，或者，色度图像用于喷射在彩色透光浮雕的背面。

普通透光浮雕控制了通过其光线的强弱，从而提供了图像中的亮度成分，如果要看到彩色的透光浮雕还需要色度成分。本发明采用的图像处理方法能够将图像的亮度成分和色度成分进行分离，获取彩色图像的每个像素的色度成分，得到彩色图像的色度图像，然后将色度图像打印在透明薄膜上，使透明薄膜成为色度薄膜，再将该色度薄膜粘贴在普通透光浮雕的背面，或者，将色度图像直接喷射在普通透光浮雕的背面。这两种制作工艺均需保证色度图像上的图案与普通透光浮雕的图案尺寸一致并对齐。由于亮度成分的过滤由普通透光浮雕提供，当光线透过时，构成色度图像的颜料首先对光线进行色度过滤，将光线变成彩色的，然后通过普通透光浮雕产生亮度变化，色度成分和亮度成分合成后获得正确的彩色图像，如图3所示。与现有技术相比，本发明能够使普通透光浮雕转变成彩色透光浮雕。

本发明在实际制作中，可以将经过本发明处理过的色度图像用喷墨打印机打印在透明薄膜上，得到色度薄膜，并保持尺寸与透光浮雕保持一致，将打印后的透明薄膜贴合在普通透光浮雕的背后，或者，也可以将经过本发明处理过的色度图像直接喷绘在普通透光浮雕的背后，并保持尺寸与透光浮雕保持一致，上述两种制作方式均能够将普通透光浮雕转变成效果优良的彩色透光浮雕。

作为本发明的一种改进，计算获取的彩色图像的每个像素的色度成分进一步为：

将彩色图像的每个像素去除亮度成分。

本发明中，计算彩色图像的每个像素的色度成分是通过计算去除彩色图像中的亮度成分，只保留色度成分。

本发明的图像处理方法与现有技术中常见的亮度和色差分离算法并不相同，现有技术中的色亮分离算法是将彩色图像分解成亮度成分Y和两个色差成分(R-Y和G-Y或者R-Y和B-Y)，即色亮分离算法达到的目标是F(R,G,B)＝(Y,R-Y,G-Y)或者F(R,G,B)＝(Y,R-Y,B-Y)。而本发明用于彩色透光浮雕的图像处理方法不需要色差成分，需要将彩色图像的像素的三原色的强度值R，G，B值做调整，得到一组新的R’，G’，B’值，该R’，G’，B’值代表的是彩色图像的像素去除亮度成分后的结果，但看上去仍然是一幅颜色正常的彩色图像，只是缺乏亮度成分，即本发明设计的算法需要达到的目标是F(R,G,B)＝(R’,G’,B’)。

作为本发明的进一步改进，如图4所示，S2进一步为：

S201：计算像素的三原色成分的强度值中相互之间最大的差值M；

S202：令255减去M，用得到的值更新M，即M＝255-M；

S203：将像素的三原色成分的强度值分别加上M，分别判断加和的结果是否大于255，如果是，则将该颜色的强度值调整为255，如果否，则将该颜色的强度值调整为原强度值与M的加和，得到处理后的色度图像。即：

R’＝Min(255，R+M)；

G’＝Min(255，G+M)；

B’＝Min(255，B+M)；

其中，Min表示取最小值。

本发明中，确定了每个像素的R’、G’、B’，再对每个像素进行整合就得到了处理后的色度图像。

本发明中，S202之后、S203之前包括：

S203’：令像素的三原色成分中最大的强度值为N，判断M与N的加和是否大于255，如果是，则令M等于255减去N，如果否，则不调整M。

如图5所示，本发明中提供一个具体的实施例为：

步骤1：获取想要在彩色透光浮雕上显示的彩色图像；

步骤2：获取彩色图像的像素的红色、绿色和蓝色的强度值，分别为R、G、B；

步骤3：分别计算像素的红色、绿色和蓝色的强度值相互之间的差值，对得到的三个差值分别取绝对值，令最大的绝对值为M，即M＝Max(Abs(R-B)，Abs(R-G)，Abs(G-B))，(Max表示取最大值，Abs表示取绝对值)。在真彩色图像中，R、G、B的数值范围是0-255，因此M的值也在0-255之间；

步骤4：令255减去M，用得到的值更新M，即M＝255-M，新M值同样在0-255之间；

步骤5：对彩色图像的像素计算一个N值，N值是R，G，B中的最大值，即N＝Max(R，G，B)；

步骤6：判断M与N的加和是否大于255；

步骤7：如果是，则令M等于255减去N，即M＝255-N，否则不调整M；

步骤8：将彩色图像的像素的R，G，B值分别加上M，分别判断加和的结果是否大于255；

步骤9：如果是，则将该颜色的强度值调整为255，否则将该颜色的强度值调整为原强度值与M的加和，即：

R’＝Min(255，R+M)，G’＝Min(255，G+M)，B’＝Min(255，B+M)，(Min表示取最小值)。最终得到处理后的色度图像。

上述步骤写成计算机伪代码可以为：

另一方面，本发明还提供一种彩色透光浮雕透明薄膜的图像处理装置，如图6所示，包括：

获取模块11，用于获取想要在彩色透光浮雕上显示的彩色图像；

计算模块12：用于计算获取的彩色图像的每个像素的色度成分，得到色度图像；

其中，彩色透光浮雕的背面设置有透明薄膜，色度图像用于打印在透明薄膜上，或者，色度图像用于喷射在彩色透光浮雕的背面。

普通透光浮雕控制了通过其光线的强弱，从而提供了图像中的亮度成分，如果要看到彩色的透光浮雕还需要色度成分。本发明采用的图像处理装置能够将图像的亮度成分和色度成分进行分离，获取彩色图像的每个像素的色度成分，得到彩色图像的色度图像，并将色度图像打印在透明薄膜上，使透明薄膜成为色度薄膜，再将该色度薄膜粘贴在普通透光浮雕的背面，或者，将色度图像直接喷射在普通透光浮雕的背面。这两种制作工艺均需保证色度图像上的图案与普通透光浮雕的图案尺寸一致并对齐。由于亮度成分的过滤由普通透光浮雕提供，当光线透过时，构成色度图像的颜料首先对光线进行色度过滤，将光线变成彩色的，然后通过普通透光浮雕产生亮度变化，色度成分和亮度成分合成后获得正确的彩色图像。与现有技术相比，本发明能够使普通透光浮雕转变成彩色透光浮雕。

作为本发明的一种改进，计算获取的彩色图像的每个像素的色度成分进一步为：

将彩色图像的每个像素去除亮度成分。

本发明中，计算彩色图像的每个像素的色度成分是通过计算去除彩色图像中的亮度成分，只保留色度成分。

作为本发明的进一步改进，如图7所示，计算模块12包括：

M值计算模块121，用于计算像素的三原色成分的强度值中相互之间最大的差值M；

更新模块122，用于令255减去M，用得到的值更新M，即M＝255-M；

调整模块123，用于将像素的三原色成分的强度值分别加上M，分别判断加和的结果是否大于255，如果是，则将该颜色的强度值调整为255，如果否，则将该颜色的强度值调整为原强度值与M的加和，得到处理后的色度图像。即：

R’＝Min(255，R+M)；

G’＝Min(255，G+M)；

B’＝Min(255，B+M)；

其中，Min表示取最小值。

本发明中，确定了每个像素的R’、G’、B’，再对每个像素进行整合就得到了处理后的色度图像。

本发明中，更新模块122与调整模块123之间设置有：

M值调整模块，用于令像素的三原色成分中最大的强度值为N，判断M与N的加和是否大于255，如果是，则令M等于255减去N，如果否，则不调整M。

本发明能够将图像的亮度成分和色度成分进行分离，获取彩色图像的每个像素的色度成分，得到彩色图像的色度图像，如图8a和8b所示，分别为未经处理的彩色图像和经过本实施例处理的色度图像，从图中可以看出，经过本发明处理后，彩色图像中亮度成分已经去除，只有色度成分保留下来，实现了期待的效果。

将本发明处理过的色度图像用喷墨打印机打印在透明薄膜上，并将其贴合在普通透光浮雕的背面，或者，将色度图像直接喷射在普通透光浮雕的背面，这两种制作工艺均能够将普通透光浮雕转变成效果优良的彩色透光浮雕，如图9a、9b、9c所示，分别为普通白色片状透光浮雕、彩色透光浮雕和彩色透光浮雕显示彩色图像的效果图。

经过本发明的图像处理方法最终制成的彩色透光浮雕可以带来比普通透光浮雕美得多的视觉效果，可以用于制造各种相关产品，比如彩色浮雕灯，通过光源和彩色透光浮雕的组合成为开灯可显示出彩色图像，关灯只能看到白色浮雕的灯。如图10a和10b所示，就是使用本发明技术方案制作的彩色透光浮雕灯的关灯和开灯的效果图。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。