人类对宇宙万物的认识主要依靠视觉。依靠图像摄取设备获得的照片近似模拟了目标景物在一定空间内某平面上的投影信息,以记录介质的形式反映了物体与可见光波的相互作用对人眼的视觉效果。不同感知图像的分类说明了图像信息的复杂性,而近代快速发展起来的计算机图像处理技术则使得自然景物的再现更容易、更灵活。目前利用数字图像处理技术可以制作出丰富多彩的图像视觉效果。对于黑白图像,常指二值图像和灰度图像。灰度图像多数是8位位深,256级灰度,人眼对此尚有较高的分辨力,但对于某些特殊领域灰度级更高的一些专用灰度图像,尤其在图像像素灰度相差不大的情况下,人眼分辨能力大为减弱,远不如彩色图像。从人眼视觉特性的角度来说,人眼对色彩差别的区分率远高于灰度差别。所以,有必要把一些灰度图像转换成彩色图像,同时使得彩色图像的颜色对应于不同的灰度,只要灰度有差别,色彩即有差别,这样一幅灰度图像的信息量将大为提高。广义上说来,非图像数据或黑白图像的彩色化处理都是伪彩色处理,彩色图像经由色彩变换后得到的图像也是伪彩色图像。本文针对数字图像的伪彩色处理问题进行了研究,从白光密度伪彩色编码实验入手探究了相位调制数字图像伪彩色编码原理。本文首先逐层阐述了与伪彩色相关的图像处理技术。第二章主要介绍了与伪彩色处理相关的图像理解和色彩基础。第三章在简单说明了伪彩色图像处理系统的一般构成后,主要介绍了几种常见伪彩色处理方法,并给出Matlab模拟代码和伪彩色效果图,接着进行了相位调制密度伪彩色编码的数学建模分析,找到了适于计算机程序化的相位型伪彩色处理算子,最后分析了医学彩超和红外热像仪两种典型的伪彩色处理系统。第四章研究了Windows系统平台下采用Matlab和VC/C++进行相位调制数字图像伪彩色编码的具体实现方案,并在此基础上对比分析了各种伪彩色处理算子。作为类似具有相位调制伪彩色处理功能的Linux平台下图像处理软件Gimp,主要介绍了其中的Alienmap和Alienmap2滤波插件。第五章从主客观两个角度陈述了多个图像质量评价方案,,声明了伪彩色图像质量评价标准的不确定性,并给出了相关评价方案的Matlab实现代码,最终以图表的形式论证了本文所提伪彩色处理方案和算子的优越性。本文主要围绕以下两点进行了创新:1.通过分析白光密度伪彩色编码实验,找到了适于数字图像伪彩色处理的程序化数学模型,并提出相位调制数字图像伪彩色编码方案。通过比较得到相位化伪彩色处理算子的优越性,该算子和方案可广泛应用到信号增强的其它领域。2.针对24位高灰度分辨率灰度图像的处理,开发出一套相位调制数字图像伪彩色实时处理系统,用于图像识别与分析。