1. 研究目的与意义
伪彩色处理是将灰度图像的各个灰度级匹配到彩色空间中的一点，从而使灰度图像映射成彩色图像。
通过着色，可以为灰度图像赋予不同色彩，改善人眼对原始图像的视觉效果，从而使观察者能够从中获得更清晰的信息，提高图像的使用价值。
以灰度图像着色技术和伪彩色增强技术为理论基础，运用伪彩色增强技术中的密度分层法、灰度级－彩色变换法和频率滤波法三种着色方法对灰度图像进行着色；通过分析灰度图像的灰度分布特征，对灰度级-彩色变换法中的彩虹编码法和热金属编码法的灰度级范围进行重新划分，从而提高灰度图像着色效果。
2. 国内外研究现状分析
近年来,随着多媒体技术和因特网的迅速发展和普及,数字图像处理技术受到了前所未有的广泛重视,出现了许多新的应用领域。最显著的是数字图像处理技术已经从工业领域、实验室走入了商业领域及办公室,甚至走入了人们的日常生活。由于彩色图像提供了比灰度图像更为丰富的信息,因此彩色图像处理正受到人们越来越多的关注。其中伪彩色处理技术就是一项很重要的图像处理技术，国内外印刷行业和学术界都对此进行了积极地探索。
国外：南伊利诺伊大学的jakia afruz和vajuanna wilson[1]使用傅里叶变换、离散余弦变换和沃尔什哈达玛变换三种不同类型的变换将灰度图像转换为伪彩色图像后，并比较三种不同类型的变换的效果。jingyi qu 和ying du提出了一种基于人眼视觉特性的视网膜模型的灰度图像伪彩色编码方法[2]，并证明了该方法的可行性，能够突出图像的轮廓且符合人类的感知。伪彩色技术可以用于很多领域，如医学治疗领域。在该领域里，young gyung shin、yoo jaeheung和kwon hyeong ju等人使用直方图和灰度共生矩阵（glcm）参数扫描的纹理分析方法[3]帮助临床医生诊断慢性淋巴细胞性甲状腺炎（lt）和区分根据病理分级。
国内：在国内，将伪彩色技术用于医学图像的研究的人不在少数，如侯德仁和钱杞等人[4]分析了各类b超的视频信号的特点,提出了b超图象灰阶归一化技术,全面地探讨了灰阶伪彩色编码技术,还提出了多种伪彩色处理实用技术。李志球和梁双华提出了一种对灰度级-彩色变换法中分段传递函数阈值重新划分的新算法[5]。该算法首先利用改进的k均值聚类算法对图像的灰度值进行聚类，再根据聚类各簇的灰度值阈值重新设置分段传递函数的节点。通过实验对比，验证该算法处理后的图像轮廓更清晰，层次感更强，能有效地突出病灶区，有利于医学诊断。孟庆民通过基于区域分割的dsa图像伪彩色处理系统[6]，对心脏冠状动脉dsa图像进行处理，对比分析处理前后的图像质量，评价基于区域分割的dsa图像伪彩色处理系统在临床的应用价值，并得到了基于区域分割的dsa图像伪彩色处理系统能有效提高心脏冠状动脉dsa图像质量，且减少对比剂用量和曝光次数的结论。刘益新,郭依正以医学肝脏ct图像为例，对其灰度直方图特征提取进行了matlab分析与实现[7]。实验结果表明，正常异常肝脏图像的灰度直方图特征有明显差异。王广东采用基于图像分割的方法[8]，通过对图像进行有效的分割对图像实现伪彩色处理。贾永红对各种图像变换进行了研究，也对图像增强方面进行了研究[9]。邱广萍证明了通过分析数字图像处理中三种主要着色技术[10]，说明经过使用灰度级变换为彩色图像的方法着色后，图像的色彩更加自然，符合人们的心理预期，其社会意义和商业意义都是巨大的。张丽,陈志强等人主要阐述了色彩心理学及色彩调和理论，并针对辐射成像及其应用特点，提出了将色彩学中的调和理论应用于辐射成像的伪彩色的处理技术中的新方法[11]，在对不同的图像进行伪彩色处理时，应有不同的处理方法。彭丽莎,王珅等人在两种传统的伪彩色编码方法的基础上,提出了一种改进的灰度级彩色变换法[12],该方法根据实际的灰度值数据确定变换的具体表达式，具有良好的自适应性,通过实验对比，证明该方法得到的图像清晰且颜色鲜明，更有利于漏磁特征识别。李桂芝,贾峰等人基于空中目标测量图像灰度往往不均衡，采用传统彩虹码进行伪彩色变换时往往造成色彩分布极不均匀该问题，利用自适应阈值理论，对传统彩虹编码进行改造，提出了一种基于测量图像的自适应伪彩色编码方法[13]。李晓冰基于传统热金属编码采用固定灰度区间映射，导致生成的伪彩色图像往往不能真实地反映物体的温度变化该问题，根据红外测量图像的灰度分布特性，对传统热金属编码进行改造；同时利用最大类间法实现了灰度变换区间的自适应选择，提出了一种红外测量图像自适应热金属伪彩色编码方法[14]。花兴艳和葛耀林提出了一种基于比特平面分层和自适应彩虹码伪彩变换的图像增强方法[15]，该方法增强处理后的伪彩色图像的颜色饱和度更高，细节和边缘更清晰。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：
伪彩色处理是将灰度图像的各个灰度级匹配到彩色空间中的一点，从而使灰度图像映射成彩色图像。通过着色，可以为灰度图像赋予不同色彩，改善人眼对原始图像的视觉效果，从而使观察者能够从中获得更清晰的信息，提高图像的使用价值。以灰度图像着色技术和伪彩色增强技术为理论基础，在matlab软件中编写伪彩色增强技术中的密度分层法、灰度级－彩色变换法和频率滤波法三种着色算法对灰度图像进行着色,并用主观评价进行评价；通过分析灰度图像的灰度分布特征，对灰度级-彩色变换法中的彩虹编码法和热金属编码法的灰度级范围进行重新划分，并比较灰度级范围改进前后的灰度图像着色效果。
研究计划：
4. 研究创新点
（1）本课题将伪彩色增强技术中的密度分层法、灰度级－彩色变换法和频率滤波法三种着色效果进行了比较分析；
（2）本课题通过分析灰度图像的灰度分布特征，对灰度级-彩色变换法中的彩虹编码法和热金属编码法的灰度级范围进行重新划分，并比较灰度级范围改进前后的灰度图像着色效果。
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