H分量旋轉法

H分量旋轉法

RGB顏色空間是一個正方體,而HSI顏色空間是兩個圓錐體構成的,HSI顏色空間中,H表示的是色相(色度),S表示的是飽和度,I表示的是亮度。在HSI顏色空間裏,色相不太受飽和度和亮度影響,而H分量在HSI顏色空間中是呈現圓周形的,形成了一個閉合的連續的圓周,具體可以看下圖。
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矯正色盲圖像時,我們要儘可能的保留原圖片的信息,特別時關鍵信息,使得矯正後的圖片信息能儘可能的接近原圖像。H分量旋轉法時保留了飽和度S和亮度I,只調整H分量,當調整到一定度數時看可以分開大部分顏色。
對於紅、綠色盲而言,紅色和綠色由於投射到R=G面而產生混淆,這個時候旋轉圖片的H分量120度,會使紅色和綠色變爲綠色和藍色,而綠色和藍色在色盲患者眼中的差別比較大,可以很好的區分開來,達到矯正的結果。對於藍色色盲而言,也可以採用同樣的辦法,來獲得矯正效果良好的矯正圖像。根據吳麗思的《色盲圖像矯正算法研究及測試系統設計》的數據統計可以得到,當H分量旋轉90到140度時都可以得到色盲患者看着比較舒服的矯正結果。下面是當H分量旋轉120度時得到的結果。
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左圖是H分量旋轉120度時的矯正結果,右圖是矯正後的模擬結果
三種矯正算法的比較
由之前的研究和模擬可得,這三種方法都可以得到比較好的矯正結果,但是從原理可,自適應和幾何映射法都需要通過統計點數和角度幾何運算,這樣會使運算速度大大下降,這點不如H分量旋轉法快。再從一些風景圖對比,下面是各種矯正圖片的對比
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上面是原圖像

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上面左圖是幾何變化的矯正結果,右邊是幾何變換矯正後的模擬結果
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上面左圖是自適應算法矯正結果,右邊是自適應變換矯正後的模擬結果

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上面左圖是H分量旋轉法的矯正結果,右圖是H分量旋轉法矯正後的模擬結果
根據得到的結果可以看出,自適應和幾何變換映射法都會造成某些邊緣輪廓信息丟失,這樣容易改變原圖像的信息,而H量旋轉法只是把看不清的顏色面轉到看得清的顏色面,這樣可以結合原圖的話可以得到最大範圍的矯正,所以本課程設計使用的是H分量旋轉法作爲色盲矯正算法。

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