[发明专利]一种时空一致的立体视频颜色校正方法

权利要求书

1.一种时空一致的立体视频颜色校正方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：从参考视频帧I_r和目标视频帧I_t中每隔a帧选出一对关键帧，在每个时间滑动窗口内选取k对；

步骤S2：对于每一对关键帧，采用图像颜色校正算法获得目标视频关键帧的初始颜色校正结果帧I_d，然后利用引导滤波计算得到和输入的目标视频关键帧I_t结构更加一致的颜色校正结果视频帧I_f；

步骤S3：在时间滑动窗口内，利用改进的直方图匹配算法求出目标视频关键帧和颜色校正后的目标视频关键帧之间的颜色映射函数；

步骤S4：用该颜色映射函数校正位于时间滑动窗口中心的a帧目标视频帧，得到a帧颜色校正后的最终目标视频帧I_v；其中第一个和最后一个颜色映射函数校正的目标视频数目是2.5a帧；

其中，步骤S2中，所述引导滤波采用局部线性模型；所述利用引导滤波计算得到和输入的目标视频关键帧I_t结构更加一致的颜色校正结果视频帧I_f包括以下步骤：

步骤S21：在引导滤波中，假设输出像素p是以像素q为中心的窗口ω_q中的某个像素，它的值是索引图像中以像素q为中心的对应窗口中的像素的线性变换：

式中，p和q是像素索引，表示颜色校正后的结果视频帧中的第p个像素的颜色值，表示目标视频帧中第p个像素的颜色值，a_q和b_q是线性系数，并且在窗口ω_q中是常数；

步骤S22：最小化以下成本函数，使得最终的颜色校正结果视频帧I_f和初始颜色校正结果视频帧I_d之间的差异最小：

式中，表示初始颜色校正结果帧中第p个像素的颜色值；通过最小二乘法，得到线性系数a_q和b_q的值：

式中，ε是正则化系数用于防止求得的a_q过大；u_q和是目标视频帧I_t的窗口ω_q中的均值和方差；|ω|是窗口ω_q中像素的数量，是初始颜色校正结果帧I_d在窗口ω_q中的均值；

一个像素会被多个窗口包含，因此每个像素都由多个线性函数所描述；当要求某一个像素的输出值时，需计算所有包含该像素的线性函数值平均

通过让并且将上式写成如下表达式：

由此，得到和目标视频关键帧保持结构一致的颜色校正结果视频关键帧。

2.根据权利要求1所述的一种时空一致的立体视频颜色校正方法，其特征在于：步骤S3中，所述改进的直方图匹配算法为：首先将参考图像和目标图像从RGB颜色空间转换为HSV颜色空间，然后对于每个颜色通道单独计算其颜色直方图；所述颜色映射函数为：

式中，v表示颜色值，s和e是参考图像中被匹配到的最大颜色值和最小颜色值，i∈v，n_i表示颜色值为i时的像素数目。

3.根据权利要求1所述的一种时空一致的立体视频颜色校正方法，其特征在于：步骤S4具体为：将在每个时间滑动窗口中求出的颜色映射函数应用到位于该窗口中心的a个目标视频帧，得到a个颜色校正后的最终目标视频帧，然后时间滑动窗口向前移动a帧，直至校正完所有的目标视频帧。