專利名稱：一種自適應(yīng)的邊緣導(dǎo)向彩色化的實(shí)現(xiàn)方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖片處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自適應(yīng)的邊緣導(dǎo)向彩色化的實(shí)現(xiàn)方法及其裝置。
背景技術(shù)：
將計(jì)算機(jī)作為輔助工具來(lái)完成著色這項(xiàng)工作，最初出現(xiàn)于Wilson Maxkle和BrianHunt在1970年提出的彩色化這個(gè)概念中，當(dāng)時(shí)他將計(jì)算機(jī)輔助彩色化方法應(yīng)用于處理黑白老照片和黑白電影電視節(jié)目，例如“阿波羅”登月獲取的月球影像.HalRoach工作室的主席Glick在1984年就曾有過(guò)這樣的論斷，彩色化經(jīng)典的黑白作品所創(chuàng)造出的經(jīng)濟(jì)價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)新創(chuàng)造的黑白作品，因此，在社會(huì)價(jià)值上，我們可以看到圖像彩色化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)利益。彩色化是當(dāng)前計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題，它們?cè)谟耙?、?dòng)漫、娛樂(lè)、廣告、數(shù)字化影像以及古畫(huà)修復(fù)等眾多工程領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。隨著技術(shù)水平的進(jìn)步及一些新的彩色化處理方式的啟發(fā)，人們開(kāi)展進(jìn)一步的研究，以求開(kāi)發(fā)出真正簡(jiǎn)便實(shí)用的彩色化技術(shù)。從實(shí)際應(yīng)用及技術(shù)發(fā)展本身來(lái)講，進(jìn)行彩色化研究都是非常有意義的。圖像彩色化在醫(yī)學(xué)和工業(yè)等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用，例如一個(gè)圖像通信過(guò)程，由于某種原因接收端僅得到了圖像的亮度信息和部分顏色樣本，這時(shí)就可能利用彩色化技術(shù)恢復(fù)出完整的彩色圖像。彩色化從根本上講就是要對(duì)圖像中的每個(gè)像素，用多維顏色空間的一個(gè)矢量(如表示亮度、色度、飽和度的三維顏色空間)取代僅表示灰度值的亮度的一維標(biāo)量，而從亮度到表示色彩的顏色分量的映射卻并不是唯一確定的，即不同的顏色可能具有相同的亮度值，卻具有不同的色調(diào)和飽和度，為了降低這種映射的不確定性，少量的人工干預(yù)常起很重要的作用?；谏鲜鲈?，現(xiàn)有的彩色化過(guò)程必須具備兩個(gè)要素:一是參考的顏色信息 ’另一個(gè)是基于這些顏色信息的著色策略 。另一方面，到目前為止，還缺乏評(píng)價(jià)彩色化效果的客觀標(biāo)準(zhǔn)，還沒(méi)有一種“正確”的解決方案。因此，隨著數(shù)字技術(shù)的廣泛應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)越來(lái)越得到人們的關(guān)注，數(shù)字圖像彩色化技術(shù)作為其中的重要部分之一，仍是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的研究課題。2004年，Levin等人提出了使用優(yōu)化進(jìn)行計(jì)算機(jī)著色的方法，優(yōu)化著色方法基于一個(gè)簡(jiǎn)單的假定:相鄰的像素之間如果有相似的灰度值，那么就會(huì)有相似的顏色值。利用這一假定，計(jì)算機(jī)著色的過(guò)程轉(zhuǎn)化為一個(gè)優(yōu)化求解的過(guò)程，而人工進(jìn)行少量的標(biāo)色工作則成為優(yōu)化求解的約束條件。Levin等人的做法是先由人工在圖像中各個(gè)區(qū)域涂上適當(dāng)?shù)牟噬€條，顏色擴(kuò)展過(guò)程要使所有像素與其鄰域像素色度加權(quán)和的平方差最小。顏色擴(kuò)展是在色差空間(YUV顏色空間)進(jìn)行的，不僅能保證圖像在處理前后亮度不變，而且消除了直接在RGB空間進(jìn)行處理可能產(chǎn)生的顏色混擾。為此，在將顏色進(jìn)行YUV分解之后的UV色差空間，設(shè)定最小化目標(biāo):
YIJV..1 7 7 u^v
int ensiiy channel color channels
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)的邊緣導(dǎo)向彩色化的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法包括: 輸入一幅灰度圖片； 對(duì)輸入的灰度圖片各區(qū)域描上彩色線條，獲得帶有彩色線條的彩色圖片； 將所獲得的彩色圖片轉(zhuǎn)換為YUV空間； 基于圖像的幾何正則性，根據(jù)彩色圖片的Y通道值獲得U、V兩個(gè)通道的色彩值； 將Y、U、V通道的值轉(zhuǎn)化到RGB空間，獲得處理后的圖片。
2.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)的邊緣導(dǎo)向彩色化的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述將所獲得的彩色圖片轉(zhuǎn)換為YUV空間的步驟包括: 將所獲得的彩色圖片轉(zhuǎn)換為YUV空間，并將彩色圖片在YUV空間下的初始彩色值標(biāo)記為b，所述初始彩色值包括U通道的值和V通道的值。
3.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)的邊緣導(dǎo)向彩色化的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述基于圖像的幾何正則性，根據(jù)彩色圖片的Y通道值獲得U、V兩個(gè)通道的色彩值的步驟包括: 基于圖像的幾何正則性獲得目標(biāo)方程:
4.如權(quán)利要求3所述的自適應(yīng)的邊緣導(dǎo)向彩色化的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述基于圖像的幾何正則性獲得目標(biāo)方程的步驟包括: 對(duì)所獲得的目標(biāo)方程進(jìn)行規(guī)范優(yōu)化，獲得優(yōu)化后的目標(biāo)方程:
5.如權(quán)利要求4所述的自適應(yīng)的邊緣導(dǎo)向彩色化的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述根據(jù)目標(biāo)方程獲得U、V兩個(gè)通道的色彩值的步驟包括: 根據(jù)優(yōu)化后的目標(biāo)方程獲得目標(biāo)圖片的U通道的值和V通道的值。
6.一種自適應(yīng)的邊緣導(dǎo)向彩色化的實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，所述裝置包括: 輸入單元，用于輸入一幅灰度圖片； 線條處理單元，用于對(duì)輸入的灰度圖片各區(qū)域描上彩色線條，獲得帶有彩色線條的彩色圖片； 轉(zhuǎn)換單元，用于將所獲得的彩色圖片轉(zhuǎn)換為YUV空間；色彩獲得單元，用于基于圖像的幾何正則性，根據(jù)彩色圖片的Y通道值獲得u、v兩個(gè)通道的色彩值； RGB轉(zhuǎn)化單元，用于將Y、U、V通道的值轉(zhuǎn)化到RGB空間，獲得處理后的圖片。
7.如權(quán)利要求6所述的自適應(yīng)的邊緣導(dǎo)向彩色化的實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換單元還用于將所獲得的彩色圖片轉(zhuǎn)換為YUV空間，并將彩色圖片在YUV空間下的初始彩色值標(biāo)記為b，所述初始彩色值包括U通道的值和V通道的值。
8.如權(quán)利要求6所述的自適應(yīng)的邊緣導(dǎo)向彩色化的實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 目標(biāo)方程獲取單元，用于基于圖像的幾何正則性獲得目標(biāo)方程:
9.如權(quán)利要求8所述的自適應(yīng)的邊緣導(dǎo)向彩色化的實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，所述目標(biāo)方程獲取單元還用于對(duì)所獲得的目標(biāo)方程進(jìn)行規(guī)范優(yōu)化，獲得優(yōu)化后的目標(biāo)方程:
10.如權(quán)利要求9所述的自適應(yīng)的邊緣導(dǎo)向彩色化的實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，所述色彩獲得單元還用于根據(jù)優(yōu)化后的目標(biāo)方程獲得目標(biāo)圖片的U通道的值和V通道的值。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種自適應(yīng)的邊緣導(dǎo)向彩色化的實(shí)現(xiàn)方法及其裝置，其中，該方法包括輸入一幅灰度圖片；對(duì)輸入的灰度圖片各區(qū)域描上彩色線條，獲得帶有彩色線條的彩色圖片；將所獲得的彩色圖片轉(zhuǎn)換為YUV空間；基于圖像的幾何正則性，根據(jù)彩色圖片的Y通道值獲得U、V兩個(gè)通道的色彩值；將Y、U、V通道的值轉(zhuǎn)化到RGB空間，獲得處理后的圖片。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)基于邊緣導(dǎo)向的擴(kuò)散算法來(lái)很好地保留用戶初始輸入，且極大地避免了傳統(tǒng)求解方法中的“病態(tài)”問(wèn)題，并提高圖片的視覺(jué)效果。
文檔編號(hào)G06T7/40GK103236069SQ201310141699
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者羅笑南, 吳雪蓮, 孟思明 申請(qǐng)人:中山大學(xué)