布料圖像顏色遷移中細節保持方法研究

《布料圖像顏色遷移中細節保持方法研究》是依託深圳大學，由韓雨擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：布料圖像顏色遷移中細節保持方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：韓雨
• 依託單位：深圳大學

項目摘要

本項目擬給出基於主題顏色的顏色遷移新方法，更好地保持顏色遷移過程中圖像的紋理、邊緣等細節。與傳統的基於顏色直方圖匹配的顏色遷移方法不同，新方法由圖像分割、圖像重構兩個階段組成，並且主題顏色中各顏色的比例未知。項目主要創新點有：1.將圖像卡通-紋理分解耦合到圖像顏色遷移過程中，並對圖像的紋理成份引入紋理塊低秩非凸逼近度量，一方面可以避免紋理成份對圖像分割階段的干擾，另一方面可以更逼真地顯示圖像重構階段的顏色遷移結果。2.對圖像分割階段的模糊隸屬度函式引入自適應非凸正則項約束，更好地保持顏色遷移過程中各區域的邊緣細節。用加權正則項逼近非凸正則項，以克服模型的非凸性。3.利用加權函式空間理論研究加權逼近模型全局解的存在性、收斂性等問題，並利用Chambolle投影、增廣Lagrange乘子等算法構造出新的快速算法。項目的研究成果將為基於主題顏色的布料全自動顏色設計提供理論依據和技術支持。

結題摘要

在計算機上實現布料圖像顏色設計，其過程通常對應一個在顏色主題給定前提下的顏色遷移問題。顏色遷移過程通常包括圖像分割和圖像重建兩個階段。本項目給出了布料圖像新的顏色遷移方法。與傳統的顏色遷移方法相比，新方法主要有四點創新：第一、新方法將圖像卡通-紋理分解的思想引入圖像顏色遷移過程中，從而獲得了更好的布料圖像分割結果以及圖像重構結果。其原因是：首先，新方法在圖像分割階段假定布料圖像可以分解成卡通成份和紋理成份。由於圖像分割階段中傳統的變分模型通常需要假定圖像在加權意義下是局部分片常數，而布料圖像通常不符合上述假定，故本項目通過引入圖像卡通-紋理分解過程可以使圖像分割階段僅作用在圖像的卡通成份上而非整幅圖像上，從而可以避免圖像的紋理成份對圖像分割階段的影響。其次, 由於在布料圖像分割階段可以獲取圖像的紋理成份，故將圖像的紋理成份套用於圖像重構階段中，可以得到更多的圖像紋理細節。第二、為了解決布料圖像中普遍存在的孔洞對圖像分割階段的影響，本項目一方面在模糊區域競爭框架下，採用模糊隸屬度函式來指示圖像的不同區域，從而可以較好地分割出布料圖像中線的邊緣，另一方面對模糊隸屬度函式引入一種新的非凸正則項約束，從而可以避免出現模糊隸屬度函式隨疊代過程不斷退化的問題。第三，為了獲得更好的卡通-紋理分解結果，本項目採用總廣義變差正則項來度量圖像的卡通成份的亮度細節，這是因為總廣義變差正則項可以保護各向同性顏色區域亮度的不均勻性。第四、為了消除布料圖像分割過程中相干斑噪聲的影響，項目組在最大後驗機率估計的框架下，基於Gamma分布和廣義Gibbs分布的假設，推導出適合分割含相干斑噪聲的新的圖像分割模型。該模型含一個加權的正則項，該正則項繼承了凸的總變差正則項所具有的能夠被快速求解以及非凸正則項所具有的能夠保持圖像邊緣細節信息的優勢。數值實驗結果表明新的顏色遷移方法可以獲得更好的布料圖像顏色遷移結果。