专利名称：一种基于色彩分类的局部色彩转移方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于色彩分类的局部色彩转移方法及其装置。
背景技术：
随着数码多媒体的普及，快速直观的编辑数码内容的技术在日常生活中越来越重要。这种内容编辑通常是对图像内容(例如色彩、亮度、对比度)进行改变，而且可以是全局或是局部的。因为大多数终端用户并不是专业的摄影师或设计人员，他们只想对图像中不满意的区域进行图像增强，然而直接应用一些图像后处理工具直接进行图像增强并不是一件轻而易举的事。因为通常这样的工具只能用于对图像全局的编辑，例如用户单独对图像的中花的色彩，那么背景的绿叶色彩也会被同时转移，这显然不是用户期望的结果。即使图像的前景被细致地标记出来，这个过程也是相当耗时的，并且在前景和后景的边界处产生不良效果，因此将用户感兴趣的图像区域分割出来单独处理非常重要。色彩转移是一种常见的重要的图像编辑技术，有不同的应用，广泛用于电影制作、照片处理以及网页设计等中，因此，对用户指定的图像局部区域进行色彩转移具有十分重要的现实意义和应用前景。针对局部色彩转移，研究人员也提出了不少方法。图像分割是一种简单可行的局部色彩转移的解决方法。通过图像分割算法对图像进行分割，在图像区域对上应用高斯概率加权色彩转移算法根据相应的标记进行色彩转移，并用基于梯度的平滑项进行改善，这可提高方法的可控性；另一种重要的色彩转移方法是将标记中新的色彩扩散到图像的其他像素，扩散理论是基于相邻像素点有相似的亮度值应该有相似的色彩这种假设。现有的图像分割算法都无法实现精确的图像区域分割。若图像的内容和色彩比较丰富复杂时，图像分割的结果没有办法给出明确的区域边界，这直接影响了最后色彩转移到结果，在区域边界附近引入原色彩残留现象。而扩散方法需要计算扩散距离，并映射到高维空间进行线性分类后再降维到原空间，这个过程的计算消耗比较大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于色彩分类的局部色彩转移方法及其装置，能够实现精确的图像区域分割，有效实现图像增强效果，降低色彩转移过程中的消耗。为了解决上述问题，本发明提出了一种基于色彩分类的局部色彩转移方法，所述方法包括对原图像的像素进行分类，分割出色彩转移的图像目标区域；对所述图像目标区域的边界进行修正；对边界修正后的图像目标区域中的像素进行色彩转移。优选地，所述对原图像的像素进行分类，分割出色彩转移的图像目标区域的步骤包括
将原图像由RGB颜色空间转换为Lab颜色空间；通过K-means方法对用户标记的像素进行分类；根据分类后的像素提取出色彩转移的图像目标区域。优选地，所述对所述图像目标区域的边界进行修正的步骤包括通过抠图方式对所述图像目标区域的边界进行修正。优选地，通过引导滤波器的抠图方式对所述图像目标区域的边界进行修正。优选地，所述方法还包括输出经过色彩转移处理后的图像。相应地，本发明实施例还提供一种基于色彩分类的局部色彩转移装置，所述装置包括分类模块，用于对原图像的像素进行分类，分割出色彩转移的图像目标区域；修正模块，用于对所述分类模块所分割的图像目标区域的边界进行修正；色彩转移模块，用于对所述修正模块进行边界修正后的图像目标区域中的像素进行色彩转移。 优选地，所述分类模块包括转换单元，用于将原图像由RGB颜色空间转换为Lab颜色空间；分类单元，用于通过K-means方法对用户标记的像素进行分类；提出单元，用于根据分类后的像素提取出色彩转移的图像目标区域。优选地，所述修正模块还用于通过抠图方式对所述图像目标区域的边界进行修正。优选地，所述修正模块为弓I导滤波器。优选地，所述装置还包括图像输出模块，用于输出经过色彩转移处理后的图像。实施本发明实施例，能够实现精确的图像区域分割，准确地根据用户期望对图像目标区域进行色彩转移，有效实现图像增强效果，得到比较自然的图像效果，同时降低色彩转移过程中的消耗。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本发明实施例的基于色彩分类的局部色彩转移方法的流程示意图；图2是本发明实施例的色彩分类的示意图；图3是本发明实施例的基于色彩分类的局部色彩转移装置的结构组成示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例的基于色彩分类的局部色彩转移的流程示意图，如图1所示，该方法包括S101，对原图像的像素进行分类，分割出色彩转移的图像目标区域；S102，对图像目标区域的边界进行修正；S103，对边界修正后的图像目标区域中的像素进行色彩转移。在本发明实施例中，用这样的元组〈P，V, C，R>表示原始图像的像素，P代表像素的图像坐标，V代表像素的色彩向量，C代表像素的色彩分类，R标记像素位置(1:目标区域内；O:非目标区域)。给定原图像Is= ((PilVi, Ci, Ri) :1 = 1，2，...，N}，N为原图像中像素的数量，参考图像Ir，定义It为最后输出的结果。用户画线标记出目标区域，像素集合分别表示为Ps = Kpi, Vi, Ci, Ri) :1 = 1，2，..，η},自然地,Ps e Is。而参考图像色彩的像素标记集合表示为 Qr = {(Pj, Vj) j = 1，2，· · ·，m}。利用色彩分类，可以实现图像分割的效果。通过对图像进行分类，结合用户的标记指定，可以得到用户期望的目标区域的色彩分类，根据这些分类就能够提取出色彩转移的目标区域，如图2所示。进一步地，SlOl包括 将原图像由RGB颜色空间转换为Lab颜色空间；通过K-means方法对用户标记的像素进行分类；根据分类后的像素提取出色彩转移的图像目标区域。
下面结合图2对像素分类并提取出图像目标区域的过程进行详细说明首先将原图像由RGB颜色空间转换为Lab颜色空间，然后通过K-means方法对用户标记的像素进行分类。随机选择K个质心，Z1(I)^2(I),...，ζκ(1)，在每一次的迭代中，计算每一个像素与质心的距离dis(x, zk(l)), k = 1，2，· · ·，K。此处距离dis(i, j)定义如
下: Λ'ν(/·,./)=-1j)2 + ( ,. ,Y +(β, ~β,Γ分类可以为图像每一个像素划分色彩分类，若像素i具有像素j的颜色分类，其中j e Ps，那么& = 1，若不满足则& = O。通过该操作，则可将用户标记所指定的颜色从原图像中完整分离。在S102中，具体可通过抠图方式对图像目标区域的边界进行修正，进一步地，通过引导滤波器的抠图方式对图像目标区域的边界进行修正。若原始图像内容较丰富，基于颜色的图像分割仅能得到一个较为粗糙的分割结果，这样的结果容易产生边缘残留现象，对色彩转移的结果产生明显的影响。抠图是将图像的背景和前景精细分离的技术，广泛用于图像合成和影视特技制作中。通过抠图技术能够修正上一阶段的结果，强化用户目标区域的边界。引导滤波器具有很好边缘保持平滑滤波能力，并且不会出现的边缘残留现象。引导滤波器能够应用于去噪、细节保持、增强、高动态图像压缩、图像抠图等各方面，在本发明实施例中，利用引导滤波器实现边缘的校正。引导滤波器假设引导I和输出q之间是局部线性关系名=%/,.+&，We啤，其中常数％、匕是线性系数。假定q是对以像素k为中心的窗口《,的I的线性转换。因此，引导滤波器要最小化q和滤波器输入P之间的差异，可以通过对以下代价方程的求解最小值。
权利要求
1.一种基于色彩分类的局部色彩转移方法，其特征在于，所述方法包括 对原图像的像素进行分类，分割出色彩转移的图像目标区域； 对所述图像目标区域的边界进行修正； 对边界修正后的图像目标区域中的像素进行色彩转移。
2.如权利要求1所述的基于色彩分类的局部色彩转移方法，其特征在于，所述对原图像的像素进行分类，分割出色彩转移的图像目标区域的步骤包括 将原图像由RGB颜色空间转换为Lab颜色空间； 通过K-means方法对用户标记的像素进行分类； 根据分类后的像素提取出色彩转移的图像目标区域。
3.如权利要求1所述的基于色彩分类的局部色彩转移方法，其特征在于，所述对所述图像目标区域的边界进行修正的步骤包括通过抠图方式对所述图像目标区域的边界进行修正。
4.如权利要求3所述的基于色彩分类的局部色彩转移方法，其特征在于，通过引导滤波器的抠图方式对所述图像目标区域的边界进行修正。
5.如权利要求1所述的基于色彩分类的局部色彩转移方法，其特征在于，所述方法还包括输出经过色彩转移处理后的图像。
6.一种基于色彩分类的局部色彩转移装置，其特征在于，所述装置包括 分类模块，用于对原图像的像素进行分类，分割出色彩转移的图像目标区域； 修正模块，用于对所述分类模块所分割的图像目标区域的边界进行修正； 色彩转移模块，用于对所述修正模块进行边界修正后的图像目标区域中的像素进行色彩转移。
7.如权利要求6所述的基于色彩分类的局部色彩转移装置，其特征在于，所述分类模块包括 转换单元，用于将原图像由RGB颜色空间转换为Lab颜色空间； 分类单元，用于通过K-means方法对用户标记的像素进行分类； 提出单元，用于根据分类后的像素提取出色彩转移的图像目标区域。
8.如权利要求6所述的基于色彩分类的局部色彩转移装置，其特征在于，所述修正模块还用于通过抠图方式对所述图像目标区域的边界进行修正。
9.如权利要求6或8所述的基于色彩分类的局部色彩转移装置，其特征在于，所述修正模块为引导滤波器。
10.如权利要求6所述的基于色彩分类的局部色彩转移装置，其特征在于，所述装置还包括图像输出模块，用于输出经过色彩转移处理后的图像。
全文摘要
本发明实施例公开了一种基于色彩分类的局部色彩转移方法及其装置，其中，该方法包括对原图像的像素进行分类，分割出色彩转移的图像目标区域；对所述图像目标区域的边界进行修正；对边界修正后的图像目标区域中的像素进行色彩转移。实施本发明实施例，能够实现精确的图像区域分割，准确地根据用户期望对图像目标区域进行色彩转移，有效实现图像增强效果，得到比较自然的图像效果，同时降低色彩转移过程中的消耗。
文档编号G06T5/00GK103065317SQ20121058480
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者周凡, 杨雪, 苏卓 申请人:中山大学