專利名稱：一種自適應的邊緣導向彩色化的實現方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及圖片處理技術領域，尤其涉及一種自適應的邊緣導向彩色化的實現方法及其裝置。
背景技術：
將計算機作為輔助工具來完成著色這項工作，最初出現于Wilson Maxkle和BrianHunt在1970年提出的彩色化這個概念中，當時他將計算機輔助彩色化方法應用于處理黑白老照片和黑白電影電視節目，例如“阿波羅”登月獲取的月球影像.HalRoach工作室的主席Glick在1984年就曾有過這樣的論斷，彩色化經典的黑白作品所創造出的經濟價值遠遠超過新創造的黑白作品，因此，在社會價值上，我們可以看到圖像彩色化技術的經濟利益。彩色化是當前計算機圖形學與計算機視覺領域的熱點課題，它們在影視、動漫、娛樂、廣告、數字化影像以及古畫修復等眾多工程領域具有十分廣闊的應用前景。隨著技術水平的進步及一些新的彩色化處理方式的啟發，人們開展進一步的研究，以求開發出真正簡便實用的彩色化技術。從實際應用及技術發展本身來講，進行彩色化研究都是非常有意義的。圖像彩色化在醫學和工業等領域有著重要的應用，例如一個圖像通信過程，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，這時就可能利用彩色化技術恢復出完整的彩色圖像。彩色化從根本上講就是要對圖像中的每個像素，用多維顏色空間的一個矢量(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，卻具有不同的色調和飽和度，為了降低這種映射的不確定性，少量的人工干預常起很重要的作用?；谏鲜鲈颍F有的彩色化過程必須具備兩個要素:一是參考的顏色信息 ’另一個是基于這些顏色信息的著色策略 。另一方面，到目前為止，還缺乏評價彩色化效果的客觀標準，還沒有一種“正確”的解決方案。因此，隨著數字技術的廣泛應用和產業化技術越來越得到人們的關注，數字圖像彩色化技術作為其中的重要部分之一，仍是一個富有挑戰性的研究課題。2004年，Levin等人提出了使用優化進行計算機著色的方法，優化著色方法基于一個簡單的假定:相鄰的像素之間如果有相似的灰度值，那么就會有相似的顏色值。利用這一假定，計算機著色的過程轉化為一個優化求解的過程，而人工進行少量的標色工作則成為優化求解的約束條件。Levin等人的做法是先由人工在圖像中各個區域涂上適當的彩色線條，顏色擴展過程要使所有像素與其鄰域像素色度加權和的平方差最小。顏色擴展是在色差空間(YUV顏色空間)進行的，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空間進行處理可能產生的顏色混擾。為此，在將顏色進行YUV分解之后的UV色差空間，設定最小化目標:
YIJV..1 7 7 u^v
int ensiiy channel color channels
權利要求
1.一種自適應的邊緣導向彩色化的實現方法，其特征在于，所述方法包括: 輸入一幅灰度圖片； 對輸入的灰度圖片各區域描上彩色線條，獲得帶有彩色線條的彩色圖片； 將所獲得的彩色圖片轉換為YUV空間； 基于圖像的幾何正則性，根據彩色圖片的Y通道值獲得U、V兩個通道的色彩值； 將Y、U、V通道的值轉化到RGB空間，獲得處理后的圖片。
2.如權利要求1所述的自適應的邊緣導向彩色化的實現方法，其特征在于，所述將所獲得的彩色圖片轉換為YUV空間的步驟包括: 將所獲得的彩色圖片轉換為YUV空間，并將彩色圖片在YUV空間下的初始彩色值標記為b，所述初始彩色值包括U通道的值和V通道的值。
3.如權利要求1所述的自適應的邊緣導向彩色化的實現方法，其特征在于，所述基于圖像的幾何正則性，根據彩色圖片的Y通道值獲得U、V兩個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方程:
4.如權利要求3所述的自適應的邊緣導向彩色化的實現方法，其特征在于，所述基于圖像的幾何正則性獲得目標方程的步驟包括: 對所獲得的目標方程進行規范優化，獲得優化后的目標方程:
5.如權利要求4所述的自適應的邊緣導向彩色化的實現方法，其特征在于，所述根據目標方程獲得U、V兩個通道的色彩值的步驟包括: 根據優化后的目標方程獲得目標圖片的U通道的值和V通道的值。
6.一種自適應的邊緣導向彩色化的實現裝置，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，用于對輸入的灰度圖片各區域描上彩色線條，獲得帶有彩色線條的彩色圖片； 轉換單元，用于將所獲得的彩色圖片轉換為YUV空間；色彩獲得單元，用于基于圖像的幾何正則性，根據彩色圖片的Y通道值獲得u、v兩個通道的色彩值； RGB轉化單元，用于將Y、U、V通道的值轉化到RGB空間，獲得處理后的圖片。
7.如權利要求6所述的自適應的邊緣導向彩色化的實現裝置，其特征在于，所述轉換單元還用于將所獲得的彩色圖片轉換為YUV空間，并將彩色圖片在YUV空間下的初始彩色值標記為b，所述初始彩色值包括U通道的值和V通道的值。
8.如權利要求6所述的自適應的邊緣導向彩色化的實現裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 目標方程獲取單元，用于基于圖像的幾何正則性獲得目標方程:
9.如權利要求8所述的自適應的邊緣導向彩色化的實現裝置，其特征在于，所述目標方程獲取單元還用于對所獲得的目標方程進行規范優化，獲得優化后的目標方程:
10.如權利要求9所述的自適應的邊緣導向彩色化的實現裝置，其特征在于，所述色彩獲得單元還用于根據優化后的目標方程獲得目標圖片的U通道的值和V通道的值。
全文摘要
本發明實施例公開了一種自適應的邊緣導向彩色化的實現方法及其裝置，其中，該方法包括輸入一幅灰度圖片；對輸入的灰度圖片各區域描上彩色線條，獲得帶有彩色線條的彩色圖片；將所獲得的彩色圖片轉換為YUV空間；基于圖像的幾何正則性，根據彩色圖片的Y通道值獲得U、V兩個通道的色彩值；將Y、U、V通道的值轉化到RGB空間，獲得處理后的圖片。在本發明實施例中，通過基于邊緣導向的擴散算法來很好地保留用戶初始輸入，且極大地避免了傳統求解方法中的“病態”問題，并提高圖片的視覺效果。
文檔編號G06T7/40GK103236069SQ201310141699
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月22日 優先權日2013年4月22日
發明者羅笑南, 吳雪蓮, 孟思明 申請人:中山大學