优化分割的手绘图像彩色化技术研究

摘要

在日常的信息传递和交换中,图像是一种非常重要的传播载体,而颜色又是决定图像表现力的关键因素,因此,图像彩色化技术近年来在计算机视觉领域和数字图像处理领域中都得到了广泛的研究。通常,图像彩色化技术可以分为两大类,一类是非交互式的彩色化方法,如伪彩色方法和基于颜色转移的方法,另一类是交互式的彩色化方法。纵观已有的为黑白图像着色的算法,大多数要求绘制对象具有连通的独立着色区域和明显的封闭边界。而手绘图像作为特殊的一类图像,它的随意性很大,往往有着不规则的线条和纹理。所以是否能够准确并且快速地对其着色是一个既具挑战性又有实用性的问题。因此,本文的研究重点是面向手绘图像的交互式彩色化处理,在分析和总结现有方法的基础上,开发了具有一定实用性和通用性的手绘图像彩色化技术。
　　本课题最终提出一种既能够有效处理复杂纹理、线条,又能够容忍一定的用户标色错误的,面向多种风格手绘图像的交互式彩色化方法。由于本文处理的是手绘图像,往往有着比较繁杂的线条、纹理、阴影等,造成了大量的灰度不连续。所以本文使用了一个既能有效快速地平滑灰度,又能保持边缘信息的方法来对图像进行处理。然后将标色信息考虑进来,以克服用户不精确标色的问题。最后将灰度信息和标色信息构建成一个全局能量函数,利用优化后的迭代Graph Cut技术检测全局最优分割,实现了一种新颖、灵活的彩色化工具。本文算法由于不受内部纹理、边界缺口和不精确标色的影响,能够更准确地划分着色区域,可以应用到多种手绘图像上去。
　　实验结果表明本文实现的彩色化工具能够对多种风格的手绘图像进行更为准确的着色区域分割,因此最终生成的彩色化结果的有效性、适应性更强。

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第一章 绪论

1.1 论文研究背景及意义

1.2 主要研究内容及技术路线

1.3本文创新点

1.4 论文组织结构

1.5 本章小结

第二章 彩色化相关理论与技术

2.1 常见颜色模型

2.2 图像分割

2.3 边缘保持的平滑滤波

2.4 交互式彩色化方法

2.5 本章小结

第三章 优化分割的手绘图像彩色化技术

3.1算法设计与实现

3.2能量函数的构造

3.3能量函数的构造

3.4 优化的Graph Cut计算过程

3.5 本章小结

第四章 系统实现与结果分析

4.1系统描述

4.2实验结果与分析

4.3 本章小结

第五章 全文总结

5.1 本文工作总结

5.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文