[发明专利]一种图像内容驱动的室内三维场景布局与颜色迁移生成方法

权利要求书

1.一种图像内容驱动的室内三维场景布局与颜色迁移生成方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：

步骤一：对室内图像场景数据集中的图像进行预处理，包括：人工标注语义信息，得到每张图像的语义标记图；人工标注布局信息，得到每张图像的布局俯视图；

步骤二：定义四种布局规则和四种颜色规则，在训练图像数据集上学习得到四种布局规则的分布和四种颜色规则的分布，以及布局-颜色规则之间的关联关系；

步骤三：对输入图像进行语义分割处理，通过语义标记将输入图像与输入室内三维场景建立关联关系；提取输入图像自身的布局约束和颜色约束，作为室内三维场景布局和颜色迁移时的先验约束；

步骤四：根据布局规则的分布，结合输入图像的布局约束，对室内三维场景进行布局迁移的生成，使得室内三维场景具有与输入图像相似的布局风格；

步骤五：在经过布局迁移的室内三维场景上，根据在颜色规则的分布、布局-颜色规则之间的关联关系，结合输入图像的布局和颜色约束，对室内三维场景进行颜色迁移，得到与输入图像颜色风格相似的室内三维场景。

2.根据权利要求1所述的一种图像内容驱动的室内三维场景布局与颜色迁移生成方法，其特征在于：步骤二中所述的“在训练图像数据集上学习得到四种布局规则”，分别是：第一项是室内物体的位置关系，第二项是室内物体对之间的相互关系，第三项是室内物体朝向关系，第四项是室内物体可接触关系；在训练数据集中每一张训练图像有两种基准图，一张语义标记图和一张布局标记俯视图，利用布局标记俯视图学习得到室内场景布局分布的四项规则，语义标记图是侧视图，辅助布局规则的学习。

3.根据权利要求1所述的一种图像内容驱动的室内三维场景布局与颜色迁移生成方法，其特征在于：步骤二中所述的“在训练图像数据集上学习得到四种颜色规则”，分别是：单一颜色风格分布规则、类似颜色风格分布规则、对比颜色风格分布规则、黑白灰颜色风格分布规则；由专业室内设计人员将训练数据集中的图像进行这四类颜色风格的划分，构成四个颜色风格的集合；在每个集合上，学习该类的色调、亮度的参数分布规律，形成该类颜色风格的模板。

4.根据权利要求1所述的一种图像内容驱动的室内三维场景布局与颜色迁移生成方法，其特征在于：其中，步骤二中所述的“布局-颜色规则之间的关联关系”，是利用训练图像的语义标记图和布局标记俯视图，学习布局-颜色规则，具体来说，是布局-单一颜色风格规则，布局-类似颜色风格规则，布局-对比颜色风格规则，布局-黑白灰颜色风格规则。

5.根据权利要求1所述的一种图像内容驱动的室内三维场景布局与颜色迁移生成方法，其特征在于：步骤三中所述的“对输入图像进行语义分割处理”,是针对室内场景图像而提出的一种语义标记算法；具体实现过程是：从训练图像数据集中提取出每种语义类别的形状模板，每一类模板具有自己的由伽波滤波器响应值构成的特征向量，对输入的室内场景图像进行过分割处理得到超像素集合，将图像分成N*M个小方块构成块集合，利用室内平面朝向估计算法得到图像每个像素的平面朝向标记；选择语义类别模板，计算模板的特征向量和图像方块特征向量的差异值，取差异值最小的方块作为最显著区域，结合超像素边界和朝向标记，得到语义类别的准确标记。

6.根据权利要求1所述的一种图像内容驱动的室内三维场景布局与颜色迁移生成方法，其特征在于：步骤三中所述的“通过语义标记将输入图像与输入室内三维场景建立关联关系”是指根据图像的语义标记得知图像中的语义类别，给定的室内三维场景中存在各种语义类别已知的物体，由此可知输入图像和三维场景的语义类别对应关系，同时由图像的语义标记还得知对象的轮廓边界，为三维场景布局风格变形做准备。

7.根据权利要求1所述的一种图像内容驱动的室内三维场景布局与颜色迁移生成方法，其特征在于：步骤三中所述的输入图像自身的布局约束，是指提取图像场景中显著物体的距离约束；所述的输入图像自身的颜色约束，是指在HSV颜色空间中，提取图像所有像素H通道的颜色值，利用K聚类算法得到图像H通道的颜色类别，由此得到图像自身的主色调分布，为三维场景颜色风格变形做准备。