基于區(qū)域自適應(yīng)的圖像間顏色遷移算法與性能評價.pdf

1、顏色遷移(color transfer)是圖像非真實感繪制和圖像編輯的重要技術(shù)，既可以實現(xiàn)彩色圖像間的顏色遷移，也可以為灰度圖像著色。在計算機動畫、影視編輯和圖像風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擔從而限制了這些顏色遷移算法的實際應(yīng)用。因此基于極少量人機

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匹配實現(xiàn)自適應(yīng)灰度圖像的自動著色、利用多線索特征概率預(yù)測實現(xiàn)自適應(yīng)灰度圖像的自動著色算法以及對顏色遷移算法進行定量的性能評價。
　　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)量評價方法的優(yōu)缺點，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價指標:感知色彩自然度比PCNR。通過數(shù)學公式定量地計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)的主觀評價方法不夠客觀的缺點，實驗表明本文的顏色遷移性能評價方法能夠使評價結(jié)果更符合人眼的視覺感知。
　　(2)針對經(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常出現(xiàn)較多顏色誤傳的問題，設(shè)計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兩幅圖像進行交互式分割

4、，然后對分割后圖像的同質(zhì)景物區(qū)域進行勾畫匹配，最后在相匹配區(qū)域間進行局部顏色遷移。實驗結(jié)果表明該算法能很好地實現(xiàn)參考圖像和目標圖像中同質(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)針對基于用戶交互的顏色遷移算法在實際應(yīng)用方面的局限性，本文深入研究并改進了基于超像素特征和多級匹配的自適應(yīng)灰度圖像自動著色算法。主要改進之處是利用SILC的方法生成超像素，然后提取每個超像素的亮

5、度、標準差、Gabor等多維特征，并運用快速多級匹配策略尋找參考圖像和目標圖像之間的特征匹配超像素對;然后進行相應(yīng)的超像素對之間的顏色遷移，并利用目標函數(shù)優(yōu)化方法把顏色擴展到整幅灰度圖像;最后通過在圖像的色彩空間進行選舉來識別錯誤的顏色遷移并重新賦予顏色，形成最終的著色圖像。實驗表明:該算法實現(xiàn)了完全自動的灰度圖像著色，速度快，灰度圖像著色特征匹配性和色彩自然度高。
　　(4)研究并改進了利用多線索特征概率預(yù)測實現(xiàn)自適應(yīng)灰度圖像的