[发明专利]基于双边滤波器的黑白图像彩色化方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种图像处理技术领域的方法，具体是一种基于双边滤波器的黑白图像彩色化方法。

背景技术

黑白图像彩色化是给黑白图像加上色彩的处理过程。早期的彩色化技术主要用于黑白照片或电影，并且通常采用人工染色的方法来处理照片或电影。这样的做的工作量非常巨大。随着计算机技术的出现，计算机辅助的彩色化方法极大地提高了处理的工作效率。计算机辅助的彩色化方法通常分为：基于模板的方法和半人工干预的方法，前者在做彩色化的最大挑战是获取合适的图像模板；而后者则是通过增加了人工干预来准确地添加目标颜色。因此相对于模板匹配的彩色化方法，后者具有更好的实用性。

经过对现有技术的文献检索发现，A.Levin.，D.Lischinski.，Y.Weiss在《ACM TransactionOn Graphics(美国计算机学会图形学汇刊)》第23卷，第3期，第689页到694页发表的“Colorization Using Optimization(基于优化的彩色化方法)”一文中提出基于YUV空间亮度和色度相关性假设，通过最小均方差求解地彩色化方法，该技术是基于已有的色度信息，利用了亮度和色度相关性来获取未知色度信息的方法，并且求解空间在YUV空间。但是该技术无法对图像中信息丢失的区域进行彩色化。

又经过检索发现，L.Yatiz.，G.Sapiro在《IEEE Transaction 0n Image Processing(IEEE图像处理学报)》第15卷，第5期，第1120页到1129页发表的“Fast Image and VideoColorization Chrominance Blending(基于色度混合的快速图像/视频彩色化方法)”一文中提出基于测地距离(geodesic distance)的色度加权的彩色化方法。但是该技术未能考虑亮度信息缺失的情况，即原黑白图像破损的情况。另外，由于破损区域的亮度信息丢失，从而无法获得正确的色度空间的加权，这就带来了破损区域误着色的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种基于双边滤波器的黑白图像彩色化方法。本发明采用距离变换获得像素处理优先级，以便保证色彩扩散的正确性；并且建立双边滤波器处理框架，利用框架中的点加权和块加权来描述图像的自相似性；最后采用自适应加权选择策略来加速色彩化的过程。

本发明是通过以下技术方案实现的，具体包括如下步骤：

步骤一，对待处理黑白图像进行标注处理，得到包含标注点和非标注点的标注图像。

所述的标注处理是通过Photoshop实现的。

步骤二，以标注图像中左上角的像素点为原点建立直角坐标系，得到标注图像中每个像素点的位置信息和灰度信息，进而将标注的图像作色彩空间转换，得到转换后的图像的亮度分量Y、色度分量U和色度分量V，并将转换后的图像划分为m×n个大小相等的子图像，分别给每个子图像进行数字编号。

所述的色彩空间转换，是将图像从RGB空间转换到YUV空间，具体公式为：

Y＝0.299*R+0.587*G+0.114*B

U＝0.436*(B-Y)/(1-0.114)  ，

V＝0.615*(R-Y)/(1-0.299)

其中：R，G，B分别为图像的红、绿、蓝颜色分量，Y为图像的亮度分量，U，V为图像的色度分量。

步骤三，分别对每个子图像中的非标注点进行距离变换处理，得到每个非标注点的变换距离，将每个子图像中变换距离最大的非标注点作为该子图像的参考点，将包含变换距离最大的参考点的子图像的处理顺序设为最高，以此类推，包含变换距离最小的参考点的子图像的处理顺序最低。

所述的距离变换处理，是：