[發明專利]基于摳圖的顏色校正優化方法

有效

• 申請號: 202010120345.6
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111311517B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 牛玉貞;施偉峰;范媛媛;劉朋宇
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/90
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

本發明涉及一種基于摳圖的顏色校正優化方法，包括以下步驟：S1：輸入參考圖像和目標圖像，生成顏色校正結果圖像和初始殘差圖像；S2：利用初始殘差圖像建立損失函數并使其最小化，獲得關于最優殘差圖像的二次型損失函數；S3：利用MDSI和GSM方法分別生成目標圖像和顏色校正結果圖像的結構一致性置信圖和梯度相似性置信圖，進而得到圖像一致性置信圖；S4：在二次型損失函數中添加結構數據項來約束圖像的結構，生成最優殘差圖像，進而生成結果圖像；S5：利用梯度優化算法對結果圖像進行梯度一致性優化，增強結果圖像的邊緣結構，生成最終結果圖像。該方法有利于在對圖像進行顏色校正優化的同時保證圖像的清晰度。

技術領域

本發明屬于圖像和視頻處理及計算機視覺領域，具體涉及一種基于摳圖的顏色校正優化方法。

背景技術

顏色可以傳遞信息，表達情感，是我們視覺世界必不可少的一部分，也是藝術，攝影和可視化中用于傳遞圖像信息或影響個人情緒的主要圖像特征之一。由于數字信息技術的迅猛發展，數字圖像信息成為人們接觸最多的信息之一，隨之而來的圖像問題便成為目前的視覺研究領域的重點。圖像的顏色是圖像的眾多屬性中，比較重要的全局視覺特性。現實生活中我們根據物體的顏色特性，來辨識物體的外貌特征，所以顏色便成為物體表現外貌特征的視覺基礎。而通過修改圖像中的顏色，可以改變場景，模擬不同的照明條件或實現不同的風格效果。

由于物體表面對光線的反射角度不同，同一個物體在不同的視覺角度下可能呈現不同的顏色信息，這種差異可能會嚴重影響后期進一步處理的結果，生成錯誤的匹配信息，使實驗結果產生偏差，這時就需要用到顏色校正來消除這種色差，提升視覺體驗。根據應用場景的不同，顏色校正可以分為兩種類型。在第一類場景中，包括圖像拼接和立體圖像/視頻質量增強，主要在像素級別處理參考圖像和目標圖像之間的色差，這里的參考圖像是具有期望顏色外觀的輸入圖像，目標圖像是指具有不期望的顏色外觀和期望的結構的輸入圖像。例如，兩張用于拼接的圖像或捕獲了具有相似場景的立體圖像/視頻的左右視圖，但具有不同結構和顏色外觀的圖像顯示了有水平偏移和對應區域之間的顏色不一致的立體圖像左右圖像。這里的一致性要求較高，是像素級別的。對于第二類場景，即顏色遷移和風格轉移，顏色校正只考慮區域級別的對應關系(例如天空到天空，建筑物到建筑物)，甚至不考慮參考圖像和目標圖像之間物體的對應關系。我們主要針對第一種類型的場景進行顏色校正。

從概念上講，顏色校正的目的始終是相同的，即修改輸入目標圖像的顏色以匹配參考圖像的顏色，消除圖像之間的色差或將參考圖像的顏色風格應用于目標圖像。根據前期圖像的輸入類型，或應用時針對不同需求的特殊處理，已經出現了許多的顏色校正方法，這些算法根據校正函數的多少主要又可以分為全局算法和局部算法。但是面對多樣的顏色差異問題，單一的某個顏色校正算法對圖像進行處理時，會表現出校正效果不佳的問題，例如全局算法的全局映射導致的錯誤匹配，圖像模糊和邊緣偽影，局部算法的區域映射導致的結構不一致和區域模糊問題，這些問題會降低人的視覺感受，影響人們的感應效果，需要后期進一步處理。

于是當前一些顏色校正優化算法被提出用于解決顏色校正算法的后處理問題，例如基于梯度的優化算法、基于區域的均值優化和基于引導濾波的后期優化算法，但是這些優化算法都是區域級別的，進一步的優化會使圖像的局部區域模糊化，反而降低了圖像的視覺感受，因此需要一種像素級別的顏色校正優化算法來解決當前顏色校正算法的后處理問題，在進行像素級優化的同時，又不降低圖像的視覺感受。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于摳圖的顏色校正優化方法，該方法有利于在對圖像進行顏色校正優化的同時保證圖像的清晰度。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種基于摳圖的顏色校正優化方法，包括以下步驟：

步驟S1：輸入參考圖像和目標圖像，利用顏色校正算法生成顏色校正結果圖像和初始殘差圖像；

步驟S2：利用初始殘差圖像建立損失函數，并使損失函數最小化，獲得關于最優殘差圖像的二次型損失函數；