[發明專利]一種基于權值優化的最優傳輸圖像顏色遷移方法

有效

• 申請號: 201711129007.3
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107909561B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 舒振宇;辛士慶;陳雙敏;龐超逸;孫德超;張楨英
• 申請（專利權）人: 浙江大學寧波理工學院
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50
• 代理公司: 寧波甬致專利代理有限公司 33228
• 代理人: 李迎春

本發明提供一種基于權值優化的最優傳輸圖像顏色遷移方法，包括步驟：S1、獲取形狀圖像和顏色圖像，對所述形狀圖像和所述顏色圖像均進行直方圖采樣；S2、對所述顏色圖像的權值進行標準化處理，使得所述形狀圖像和所述顏色圖像之間的KL散度最小，獲取更新后的權值；S3、利用所述顏色圖像更新后的權值獲取最優傳輸映射，利用所述最優傳輸映射將所述顏色圖像的顏色遷移至所述形狀圖像中。同傳統的基于最優傳輸的顏色遷移方法相比較，本文方法生成的結果雖依賴于顏色圖像，但是對顏色分布信息不敏感。

技術領域

本發明涉及數字圖像處理領域，尤其涉及一種基于權值優化的最優傳輸圖像顏色遷移方法。

背景技術

顏色遷移是基于圖像A和圖像B，合成一幅新的圖像C，使其同時具有B的顏色和A的結構分布等遺傳信息，即圖像A在不改變它自身所表達的形狀信息的情況下，學習了圖像B的整體顏色基調。其中圖像A稱為形狀圖像，圖像B稱為顏色圖像，也為參考圖像。顏色是最重要的視覺信息之一，顏色遷移是數字圖像處理的一個重要課題，其相關技術可應用在影片的后期處理、醫學影像彩色化、圖像增強、圖像色調再現等領域。

換個角度來看顏色遷移問題，它是指用一個從顏色到顏色的映射，把形狀圖像的顏色分布從一個狀態變換成另一個狀態，并要求傳輸代價最小，其本質上是最優傳輸問題。但是在現有的顏色傳輸方法中，合成圖像對顏色圖像的顏色分布信息敏感度較高。

發明內容

本發明的技術方案是：一種基于權值優化的最優傳輸圖像顏色遷移方法，所述方法包括步驟：

S1、獲取形狀圖像和顏色圖像，對所述形狀圖像和所述顏色圖像均進行直方圖采樣，其中所述形狀圖像的采樣信息為所述顏色圖像的采樣信息為

S2、對所述顏色圖像的權值進行標準化處理，使得所述形狀圖像和所述顏色圖像之間的KL散度最小，獲取更新后的權值；

S3、利用所述顏色圖像更新后的權值獲取最優傳輸映射，利用所述最優傳輸映射將所述顏色圖像的顏色遷移至所述形狀圖像中；

其中，所述形狀圖像聚類為i種顏色區域，所述顏色圖像聚類為j類顏色區域，表示所述形狀圖像中第i種顏色中心值，表示所述形狀圖像中第i種顏色所占的比重，表示所述顏色圖像中第j種顏色中心值，n表示所述形狀圖像和所述顏色圖像的顏色聚類均為n種，表示所述顏色圖像中第j種顏色所占的權值，i和j的取值范圍均為正整數且兩者相等。

較佳的，在步驟S2中，獲取公式

的最小值，其中，需要滿足公式：

在上式中，α＞0。

較佳的，利用L-BFGS算法獲取α值，進而獲取更新后的權值

較佳的，利用獲取最優傳輸映射f_i,j，其中，f_i,j滿足公式：

上述技術方案具有如下優點或有益效果：在上述方法中，依據形狀圖像的信息熵對顏色圖像的權重進行歸一化，通過求解使兩幅圖像KL散度最小的優化問題來更新顏色值權重信息，基于最優傳輸方法完成兩幅圖像之間映射，最后使用稀疏鄰域插值的方法完成顏色遷移合成。同傳統的基于最優傳輸的顏色遷移方法相比較，本文方法生成的結果雖依賴于顏色圖像，但是對顏色分布信息不敏感。

附圖說明

參考所附附圖，以更加充分的描述本發明的實施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構成對本發明范圍的限制。

圖1為本發明一種基于權值優化的最優傳輸圖像顏色遷移方法的流程示意圖一；

圖2為本發明一種基于權值優化的最優傳輸圖像顏色遷移方法的流程示意圖二。