基于區(qū)域自適應(yīng)的圖像間顏色遷移算法與性能評(píng)價(jià).pdf

1、顏色遷移(color transfer)是圖像非真實(shí)感繪制和圖像編輯的重要技術(shù)，既可以實(shí)現(xiàn)彩色圖像間的顏色遷移，也可以為灰度圖像著色。在計(jì)算機(jī)動(dòng)畫、影視編輯和圖像風(fēng)格化渲染中有重要應(yīng)用。顏色遷移方法包括全局方法和局部自適應(yīng)方法。局部自適應(yīng)方法能夠更好地匹配圖像間的局部特征，因而得到更廣泛的關(guān)注。然而，想要取得較好的局部自適應(yīng)遷移效果，很多算法需要較多的人工干預(yù)，這就加重了用戶的負(fù)擔(dān)從而限制了這些顏色遷移算法的實(shí)際應(yīng)用。因此基于極少量人機(jī)

2、交互的區(qū)域自適應(yīng)顏色遷移算法的研究就顯得尤為重要。本文圍繞基于區(qū)域自適應(yīng)的顏色遷移問題展開研究，分別給出了利用交互式分割與勾畫匹配實(shí)現(xiàn)圖像間區(qū)域自適應(yīng)顏色遷移、利用超像素特征多級(jí)匹配實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)灰度圖像的自動(dòng)著色、利用多線索特征概率預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)灰度圖像的自動(dòng)著色算法以及對(duì)顏色遷移算法進(jìn)行定量的性能評(píng)價(jià)。
　　本文的主要工作包括:
　　(1)研究了多種顏色遷移算法、分析了傳統(tǒng)的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，本文提出了圖

3、像間顏色遷移算法的一種定量評(píng)價(jià)指標(biāo):感知色彩自然度比PCNR。通過數(shù)學(xué)公式定量地計(jì)算表示顏色遷移算法生成的結(jié)果圖像質(zhì)量的數(shù)值，克服了傳統(tǒng)的主觀評(píng)價(jià)方法不夠客觀的缺點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)表明本文的顏色遷移性能評(píng)價(jià)方法能夠使評(píng)價(jià)結(jié)果更符合人眼的視覺感知。
　　(2)針對(duì)經(jīng)典全局顏色遷移算法在處理具有復(fù)雜色彩的自然圖像時(shí)常出現(xiàn)較多顏色誤傳的問題，設(shè)計(jì)了一種基于交互式分割與勾畫匹配的局部自適應(yīng)顏色遷移算法。算法基本思路是首先分別對(duì)兩幅圖像進(jìn)行交互式分割

4、，然后對(duì)分割后圖像的同質(zhì)景物區(qū)域進(jìn)行勾畫匹配，最后在相匹配區(qū)域間進(jìn)行局部顏色遷移。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法能很好地實(shí)現(xiàn)參考圖像和目標(biāo)圖像中同質(zhì)景物內(nèi)容區(qū)域間的顏色遷移，減少顏色誤傳的現(xiàn)象。結(jié)果圖像顏色自然度與局部景物一致度有明顯提高。
　　(3)針對(duì)基于用戶交互的顏色遷移算法在實(shí)際應(yīng)用方面的局限性，本文深入研究并改進(jìn)了基于超像素特征和多級(jí)匹配的自適應(yīng)灰度圖像自動(dòng)著色算法。主要改進(jìn)之處是利用SILC的方法生成超像素，然后提取每個(gè)超像素的亮

5、度、標(biāo)準(zhǔn)差、Gabor等多維特征，并運(yùn)用快速多級(jí)匹配策略尋找參考圖像和目標(biāo)圖像之間的特征匹配超像素對(duì);然后進(jìn)行相應(yīng)的超像素對(duì)之間的顏色遷移，并利用目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化方法把顏色擴(kuò)展到整幅灰度圖像;最后通過在圖像的色彩空間進(jìn)行選舉來(lái)識(shí)別錯(cuò)誤的顏色遷移并重新賦予顏色，形成最終的著色圖像。實(shí)驗(yàn)表明:該算法實(shí)現(xiàn)了完全自動(dòng)的灰度圖像著色，速度快，灰度圖像著色特征匹配性和色彩自然度高。
　　(4)研究并改進(jìn)了利用多線索特征概率預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)灰度圖像的