基于Android的色盲矫正系统设计与实现

摘要

色盲是一种由视网膜锥体细胞异常而导致的视觉缺陷，它导致眼睛不能正常获取视觉中的颜色信息，使人们的生活、学习和工作面临诸多不便。目前包含生物学、中西医学、物理学和信息学等在内的诸多领域都在如何提高色盲患者对颜色信息的获取能力方面开展了相关研究，其中结合了数字图像处理和电子信息技术的色盲矫正方法在安全性和有效性上表现出独有的优势。
　　本文以设计出可供人们便捷使用的色盲矫正工具为目的，从图像处理的角度对色盲及其矫正进行研究，对色盲图像矫正方法进行了分析改进，并且针对色盲类型中较为普遍的二色盲设计开发了一套基于Android系统的色盲矫正系统，完成了系统的调试分析。论文的主要研究内容如下:
　　(1)分析研究了基于图像处理的两类色盲矫正图像处理方法，即基于图像颜色值统计的色盲矫正方法和基于H分量旋转的色盲矫正方法。对两种算法进行了仿真分析，结果表明，基于图像颜色值统计的色盲图像矫正方法计算量大、运行速度慢、实时性差;基于H分量旋转的色盲矫正方法利用H分量的特点，减小了计算量，但运行占用内存大，无法实现嵌入式系统平台下对视频图像的实时性处理。
　　(2)改进了基于H分量旋转的色盲矫正算法，改进算法利用了最佳色盲矫正图像R、G、B颜色分量值与原图相应分量值之间的关系，采取直接对原图像R、G、B分量进行替换的方式实现对H分量的旋转，无需开辟新的内存空间，提高了程序的运行速度。测试结果表明，利用改进后的色盲矫正方法开发出的应用程序，能够很好的运行于嵌入式系统平台，具有实时性处理视频图像的能力，并保持了原方法的矫正效果。
　　(3)设计开发了基于Android的色盲图像矫正系统，基于改进的H分量旋转的色盲矫正算法开发了色盲矫正应用程序，通过测试，该系统不仅能够提高色盲患者对特定颜色的分辨能力，同时还可以模拟出红二色盲、绿二色盲和蓝二色盲患者眼中的真实图像。
　　对系统的测试结果表明:在色盲图像矫正方面，该系统能够很好地帮助色盲患者实现对色盲检测图的辨别，在对颜色形状较为复杂的植物景观进行测试时，系统的矫正功能能够帮助色盲患者顺利地发现植物叶中夹杂的花朵或果实;色盲模拟方面，系统能够较逼真得再现二色盲患者视觉图像，可应用于对二色盲的测试和体验。同时，该系统所设计的应用程序能够方便的在Android平板和Android手机上安装和运行，系统运行实时性好，为色盲矫正和色盲测试提供了便利。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 色盲成因分析与矫正

1．1．1 色盲定义

1．1．2 色觉原理

1．1．3 色盲成因

1．1．4 色盲矫正

1．2 色盲图像处理方法的研究现状

1．2．1 色觉模型建立

1．2．2 色盲图像矫正

1．3 实现Android系统色盲矫正算法的意义

1．3．1 嵌入式色盲图像处理系统

1．3．2 实现Android系统色盲矫正的意义

1．4 本文主要内容和框架

2 色盲图像算法分析

2．1 色盲模拟模型

2．1．1 三通道色觉模型

2．1．2 色盲模拟模型

2．1．3 实验仿真与结果分析

2．2 色盲图像矫正算法

2．2．1 基于图像颜色值统计的色盲矫正方法

2．2．2 基于H分量旋转的色盲矫正方法

2．3 本章小结

3 色盲矫正系统设计与实现

3．1 Android系统

3．1．1 Android系统简介

3．1．2 Android系统架构

3．2 Android程序开发

3．2．1 配置Android开发环境

3．2．2 Android应用程序开发

3．2．3 Android应用程序解析

3．3 系统程序开发

3．3．1 算法编程解析

3．3．2 软件功能实现

3．3．3 相关问题思考

3．4 本章小结

4 色盲矫正系统测试与分析

4．1 测试平台说明

4．2 软件实际使用

4．3 实际效果测试与分析

4．4 本章小结

5 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢