1.一种彩色图像颜色一致性描述方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:依据彩色图像的颜色、纹理的视觉感知相似性,将所述彩色图像划分为含有不规则几何形状的k个子区域,所述的k个子区域的子区域面积与图像总面积的比值的最小值不小于0.5%,所述的子区域的子区域内任意两像素之间的基于“像素L′a′b′数据”的像素间色差ΔPL′a′b′不大于3.0,所述的子区域的子区域之间的基于“像素L′a′b′数据”的子区域间色差ΔSL′a′b′的最小值不小于5.0;
所述的“像素L′a′b′数据”可根据下列关系式由图像像素的红、绿、蓝通道的颜色数据R、G、B计算得到,L′=116f(Y)-16,a′=500[f(X)-f(Y)],b′=200[f(Y)-f(Z)],其中,X=0.433953R+0.376219G+0.189828B,Y=0.212671R+0.715160G+0.072169B,Z=0.017758R+0.109477G+0.872765B,用t表示X、Y、Z,则当t>0.00885645时f(t)=t1/3,当t≤0.00885645时f(t)=7.78703704t+0.13793103;
所述的像素间色差ΔPL′a′b′为ΔPL′a′b′=[(L′2-L′1)2+(a′2-a′1)2+(b′2-b′1)2]1/2,L′2、L′1、a′2、a′1、b′2、b′1为两个像素的L′、a′、b′数据;
所述的子区域间色差ΔSL′a′b′为ΔSL′a′b′=[(SL′2-SL′1)2+(Sa′2-Sa′1)2+(Sb′2-Sb′1)2]1/2,SL′2、SL′1、Sa′2、Sa′1、Sb′2、Sb′1为两个子区域的所有像素的相应L′、a′、b′数据的平均值;
步骤2:对步骤1所述的k个子区域,进行图像子区域外界照明光源的颜色计算,通过执行下列操作来实现:
(1)令第i个所述图像子区域的照明光源的颜色值为(mr1,mg1,mb1),其中的i为1~k之间的整数,mri、mg1和mb1为第i个所述子区域的照明光源的红、绿和蓝数据,然后计算第i个子区域的每个像素的r=R/(R+G+B)、g=G/(R+G+B)、b=B/(R+G+B)以及ψ=1/(R+G+B)值,R、G、B为图像像素的红、绿、蓝颜色值,并由第i个子区域的所有像素的r、g、b和ψ数据构建r-ψ、g-ψ和b-ψ数据集;
(2)利用最小二乘法对操作(1)所获得的r-ψ、g-ψ和b-ψ数据集在平面直角坐标系中分别进行线性拟合处理,所采用的拟合关系式具有y=kx+m的形式,其中的y对应r、g和b数据而x对应ψ数据,所得到的r-ψ、g-ψ和b-ψ数据集的数据拟合关系式分别为y-=kr1x+mri、y=kg1x+mgi、y=kb1x+mb1,则第i个图像子区域的照明光源的颜色值为(mr1,mg1,mb1);
(3)重复执行操作(1)和操作(2),获得步骤1所述的k个子区域的照明光源的颜色坐标(mr1,mg1,mb1),i=1~k,再对所获得的k个颜色值(mr1,mgi,mb1)执行平均化处理,得到外界照明光源的颜色计算值(mr,mg,mb),mr=∑mri/k、mg=∑mg1/k、mb=∑mb1/k;
步骤3:对彩色图像进行颜色一致性描述处理,将彩色图像的像素数据转换到具有描述一致性特征的光源下,通过执行下列操作来实现:
(1)利用步骤2所获得的光源颜色值(mr,mg,mb),令μ=mr-0.5mg-0.5mb、v=0.866mg-
0.866mb、ω=0.6667mr+0.6667mg+0.6667mb,于是得到μ′=v/(μ2+v2)1/2、v′=-μ/(μ2+v2)1/2、δ=ω/(μ2+v2+ω2)1/2和ξ=(1-δ2)1/2;
(2)依据步骤3的操作(1)所获得的μ′、v′、δ和ξ数据,对彩色图像的所有像素的R、G、B颜色值进行数据转换处理,通过执行下列转换关系来实现:R′=J·R+P·G+L·B,G′=M·R+Q·G+N·B,B′=K·R+W·G+I·B,其中,
J=0.67μ′2-0.95v′2ξ-0.33(μ′2-v′2)δ,
M=-0.33μ′2+0.19μ′v′+(0.39μ′-0.28v′)ξ-(0.33μ′2+0.67v′2-0.19μ′v′)δ,K=-0.33μ′2-0.19μ′v′-(0.39μ′+0.28v′)ξ-(0.33μ′2+0.67v′2+0.19μ′v′)δ,P=-0.33μ′2+0.58μ′v′+(0.43μ′+0.69v′)ξ+(0.33μ′2-0.58μ′v′)δ,Q=0.17μ′2+0.5v′2-0.19μ′v′+(0.05μ′+0.03v′)ξ+(0.83μ′2+0.5v′2+0.19μ′v′)δ,W=0.17μ′2-0.5v′2-0.38μ′v′+(0.82μ′+0.03v′)ξ-(0.17μ′2-0.5v′2-0.38μ′v′)δ,L=-0.33μ′2-0.58μ′v′-(0.43μ′-0.69v′)ξ+(0.33μ′2+0.58μ′v′)δ,
2 2 2 2
N=0.17μ′-0.5v′+0.38μ′v′-(0.82μ′-0.03v′)ξ-(0.17μ′-0.5v′+0.38μ′v′)δ,I=0.17μ′2+0.5v′2+0.19μ′v′-(0.05μ′-0.03v′)ξ+(0.83μ′2+0.5v′2-0.19μ′v′)δ,于是,得到了具有颜色描述一致性特征的图像像素的相应颜色数据R′、G′、B′,再对R′、G′、B′数据进行取整数操作,即R′=int[R′]、G′=int[G′]和B′=int[B′],获得彩色图像像素的最终颜色数据R′、G′和B′。
2.根据权利要求1所述的一种彩色图像颜色一致性描述方法,其特征在于,所述的彩色图像为利用经过仪器基本功能校准的采集设备所捕获的、没有经过进一步处理的原始彩色图像,不包括利用软件技术进行处理所获得的人工合成的彩色图像。
3.根据权利要求1所述的一种彩色图像颜色一致性描述方法,其特征在于,所述的彩色图像的颜色、纹理的视觉感知相似性,体现在,所述的子区域的子区域内任意两像素之间的基于“像素L′a′b′数据”的像素间色差ΔPL′a′b′不大于3.0,所述的子区域的子区域之间的基于“像素L′a′b′数据”的子区域间色差ΔSL′a′b′的最小值不小于5.0。
4.根据权利要求1所述的一种彩色图像颜色一致性描述方法,其特征在于,所述的不规则几何形状为非正方形和矩形的任意几何形状。
5.根据权利要求1所述的一种彩色图像颜色一致性描述方法,其特征在于,所述的含有不规则几何形状的k个子区域,优选的,为所述的k个子区域均为具有非正方形和矩形的任意几何形状。
6.根据权利要求1所述的一种彩色图像颜色一致性描述方法,其特征在于,所述的含有不规则几何形状的k个子区域,优选的,为所述的k个子区域中,具有正方形和/或矩形几何形状的子区域的数量占所述子区域总数的比例不超过30%。
7.根据权利要求1所述的一种彩色图像颜色一致性描述方法,其特征在于,所述的k个子区域的划分,优选的,采用“k-means”聚类分析算法实现。