黑白影像的彩色化研究.pdf

1、彩色化是一種給黑白圖像、電影或電視節(jié)目加上顏色的計(jì)算機(jī)輔助處理技術(shù)，在影視、醫(yī)療、太空探索及其它許多工業(yè)及科學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也一直是圖像處理中一個(gè)活躍的、有挑戰(zhàn)性的研究課題。 按照應(yīng)用目的及處理方式的差異，彩色化可分為偽彩色和假彩色兩種類型。偽彩色指處理對(duì)象本身并沒有顏色屬性，而是通過彩色化實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng)以利于人眼進(jìn)行查看；與之對(duì)應(yīng)，假彩色的處理對(duì)象本應(yīng)具有顏色，但是顏色在成像過程中丟失，因此要利用彩色化來模擬真實(shí)的場(chǎng)景

2、。本文的研究重點(diǎn)是圖像和視頻序列的假彩色處理，在分析和總結(jié)現(xiàn)有方法的基礎(chǔ)上，開發(fā)實(shí)用化的黑白影像彩色化技術(shù)。 論文工作的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1.圖像彩色化方法的理論性總結(jié)。本文將圖像彩色化視為病態(tài)問題，根據(jù)處理病態(tài)問題的規(guī)整化形式將彩色化分為基于顏色轉(zhuǎn)移和基于顏色擴(kuò)展的兩類處理方法。通過對(duì)比分析，認(rèn)為基于局部顏色擴(kuò)展的方法更具合理性，其機(jī)理在于圖像中顏色的局部相似性，并將顏色擴(kuò)展的控制方式歸結(jié)為微觀控制和宏觀

3、控制。 2.根據(jù)顏色擴(kuò)展原理，提出兩種圖像彩色化方法，并驗(yàn)證其有效性。①針對(duì)Levin算法處理大尺寸圖像效率明顯下降的問題，改用區(qū)域代替像素作為彩色化的處理單元，提出基于過度分割的彩色化方法。②依據(jù)圖像顏色的局部相似性，將圖像中顏色梯度的L2范數(shù)平方和設(shè)置為價(jià)格函數(shù)，利用變分法將最小化問題轉(zhuǎn)換為求解偏微分方程，此即基于拉普拉斯方程的彩色化方法。 3.提出兩種視頻序列彩色化的新方法，其中一種是基于真實(shí)運(yùn)動(dòng)估計(jì)，另一種利用局

4、部的嚴(yán)格運(yùn)動(dòng)估計(jì)。①常用運(yùn)動(dòng)估計(jì)通常不能有效地反映實(shí)際運(yùn)動(dòng)、進(jìn)而難以直接用于幀間顏色傳遞，本文利用運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的空間一致性約束進(jìn)行真實(shí)運(yùn)動(dòng)估計(jì)。②鑒于完全真實(shí)運(yùn)動(dòng)估計(jì)的實(shí)際困難，通過附加條件去除運(yùn)動(dòng)估計(jì)結(jié)果中不可靠的成分、以進(jìn)行局部嚴(yán)格運(yùn)動(dòng)估計(jì)；在此基礎(chǔ)上只需在兩幀圖像的部分對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行顏色傳遞，對(duì)傳遞結(jié)果再利用單幀圖像的彩色化方法完成處理。 4.設(shè)計(jì)了一個(gè)人機(jī)交互式的黑白電影彩色化流程，并已應(yīng)用于實(shí)際處理。提出一種新的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)