加权平均法
根据重要性及其它指标,将R、G、B三个分量以不同的权值进行加权平均。由于人眼对绿色的敏感度最高,对蓝色敏感度最低。因此,我们可以按下式系统函数(公式 2 1),对RGB三分量进行加权平均能得到较合理的灰度图像。
Gray(i,j)=0.2999*R(i,j)+0.587*G(i,j)+0.114*B(i,j)            (2 1)
其中,Gray(i,j)为转换后的灰度图像在(i,j)点处的灰度值。
平均值法
将彩色图像中的R、G、B三个分量的亮度求简单的平均值,将得到均值作为灰度值输出而得到灰度图。其表达式见下式(公式 2 2):
Gray(i,j)=[R(i,j)+G(i,j)+B(i,j)]/3                        (2 2)
我们观察上式,发现绿色的所占的比重最大,所以转换时可以直接使用G值作为转换后的灰度,因此又引出了另一种灰度值的算法——
最大值法
将彩色图像中的R、G、B三个分量中亮度的最大值作为灰度图的灰度值。其表达式见下式(公式 2 2):
Gray(i,j)=G(i,j)                                    (2 3)
伪彩色处理原理
强度分层法
强度分层技术和彩色编码是伪彩色图像处理最简单的例子之一。如果一幅图像被描述为三文函数,分层方法可看成是放置一些平行于平面像坐标面的平面,然后每一个平面在相交的区域中切割图像函数。我们将每一个被平面切割的区域赋予一种色彩,就形成一幅彩色图像。
这种方法的原理图如下:
 
图 2.1 分层法原理图
通常,该技术可以总结如下:令[0,L-1]表示灰度级,让等级l_0代表黑色[f(x,y)=0],等级l_(L-1)代表白色f(x,y)=L-1。假设垂直于强度轴的P个平面定义为量级l_1,l_2……l_p,假定0<p<L-1,这p个平面就将灰度级分成了p+1个间隔,V_1,V_2……,V_(P+1)。灰度级到彩色的赋值将依照如下关系:
f(x,y)=C_(k ),f(x,y)∈V_k                                (2 4)
其中, C_k是与强度间隔V_k第k级强度有关的颜色,V_k 是由l=k-1和l=k分割平面所得。
平面的概念对于强度分层技术的几何解释很有用。图2.2显示了另一种解释,它定义了图2.2相同的映射。根据图2.2所展示的映射,任何输入的灰度级根据其位于l_1值上面还是下面。当更多的灰度级被使用时,映射函数采用阶梯式。
 
图 2.2
灰度级—彩色变换法处理算法
灰度级——彩色变换是伪彩色技术中较常用的一种映射方法。它将三基色线性组合,对于连续的灰度能产生连续的彩色。由色度学原理可知,自然界中几乎所有彩色均可内红、绿、蓝这三基色按适当地比例混合而成,因此,对原始灰度图f(x,y)的像素点的灰度值进行三个独立的变换:
R(x,y)=T_R [f(x,y)]                               (2 5)
G(x,y)=T_G [f(x,y)]                               (2 6)
B(x,y)=T_B [f(x,y)]                               (2 7)
适当选择变换关系T_R、T_G、T_B,使不同的灰度值映射成不同的红、绿、蓝三基色R、G、B的组合,即不同的灰度对应于不同的彩色,当用这三基色值分别控制月色监视器的红、绿、蓝色电子枪,便可产生相应的彩色显示,也可控制其他设备产生彩色输出,如产生彩色胶片。
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