纹理传递在lαβ色彩空间中的实现*

比较了lαβ色彩空间与其他颜色模型的特点,阐述了lαβ色彩空间在图像处理中的应用,包括颜色传递技术和图像类比技术。     

纹理传递在lαβ色彩空间中的实现

比较了lαβ色彩空间与其他颜色模型的特点,阐述了lαβ色彩空间在图像处理中的应用,包括颜色传递技术和图像类比技术。     

基于多阶段优化的壁画图像色彩还原

敦煌壁画是中国最有价值和不可再生的文化遗产之一。而壁画图像的色彩复原对敦煌壁画的数字化保护和展示具有重要意义。为了解决褪色壁画图像色彩还原过程中出现的边缘伪影和色彩混叠问题,提出一种基于多阶段优化的壁画图像色彩还原方法。该方法利用高斯核函数得到壁画图像的多尺度表示。同时,构建三个基于编码器-解码器的迁移子网来学习壁画图像多尺度表示的语义特征,在参考壁画和褪色壁画之间建立语义关联来恢复壁画颜色。采用由粗到细的优化策略,在各个阶段间构建跨尺度特征融合模块实现图像多尺度表示的特征融合,建立不同阶段间的特征依赖关系。通过多阶段逐步优化,实现壁画图像的色彩还原。通过对临摹壁画和真实壁画的实验表明,该方法能够较有效地消除噪声影响,在还原壁画色彩的同时能较好地保持褪变色壁画图像的边缘纹理信息。     

基于Lab色彩空间和色调映射的彩色图像增强算法

针对低照度图像对比度增强处理中的细节保留和色彩恒常问题,提出一种新颖的基于Lab色彩空间和色调映射的Retinex图像对比增强算法。首先,在Lab色彩空间中将一个低对比度的输入图像分解成亮度和色度分量,并使用自适应双边滤波估计照明的强度,以便根据亮度和颜色值来考虑合适的相邻像素。然后利用基于抛物线的色调映射函数来提高估计光照图像的对比度。最后,将加强的亮度和原始的色度结合在一起以产生一个增强的彩色输出图像。实验结果表明,所提算法通过减弱图像伪影增强了图像的细节和边缘结构,同时通过避免色彩偏移较好地保留了图像的自然度。     

多颜色空间上的交互式图像分割

介绍了视觉颜色空间及其在交互式图像分割中的作用,实验分析了它的奇异性,在此基础上,考虑像素的空间和色彩分布,提出了基于区域生长法的多颜色空间、多度量准则的聚类算法和零碎区域的合并算法,颜色空间选取HSL和RGB两种,相似性度量包括了种子点、扩张点和生长区域三个方面,并用于敦煌壁画图像的分割。     

基于超像素的图像语义区域引导的色彩迁移

针对图像色彩处理技术,提出基于超像素的图像色彩迁移方法,其以图像语义区域进行引导,以LAB色彩空间进行映射。首先,采用K-means和SLIC算法对输入图像进行分割;其次,对每一子区域块进行区域协方差处理,获得其二阶语义特征并生成超像素,并利用相似度测量函数构造相似矩阵,对区域块聚类可生成图像超像素;最后,再对图像内语义信息相似的像素基于LAB空间映射,完成色彩迁移。结果显示,该方法具有处理复杂图像能力较高及颜色迁移效果准确的优点。     

基于色彩传递的图像马赛克算法研究

针对传统图像马赛克算法中的瓦片图像颜色调整问题,提出一种基于全局色彩传递的图像马赛克算法,提高瓦片图像对源图像颜色空间的拟合阶数,在此基础上采用矩形碎片图像拼贴方式实现了相应的马赛克系统。实验结果表明,该算法能够获得良好的性能。     

HSV色彩空间的Retinex结构光图像增强算法

在结构光几何重建中,由于拍摄方式和场景照明情况的复杂多变,使得产生的图像可能会因为光线的亮暗不均造成图像细节的缺失.为此,提出一种基于HSV色彩空间变换的带颜色恢复Retinex算法和色彩饱和度校正策略.针对颜色保持的需要,首先将传统RGB空间上的多尺度Retinex算法转换到HSV颜色空间;然后通过分析HSV颜色空间模型来增强模型中的V分量,同时利用相关系数使S分量随着V分量的增强进行自适应调整;最后将HSV模型转换到RGB空间,使增强后的图像颜色得到保持.实验结果表明,该算法应用于结构光条纹图像的增强中将使结构光图像在颜色得到保持的同时细节信息也得到了增强,更利于后续条纹信息的提取及自动编码.     

一种基于最大相似子阵的彩色图像检索算法

颜色是图像的重要特征之一,被广泛用于图像检索。传统的颜色直方图检索算法丢弃了色彩的空间位置信息,影响了算法的检索精度。针对这一问题,提出了一种基于最大相似子阵的彩色图像检索算法,即采用奇数方阵分割图像以捕捉颜色的空间分布特征,从而得到颜色矩阵,通过求解两个颜色矩阵的最大相似子阵实现相似度计算。研究结果表明,所提算法能够准确描述图像的颜色特征,相似度计算非常有效,相比全局直方图有较好的检索精度。     

基于HSI色彩空间累加直方图的图像检索算法

本文给出了一种基于HSI色彩空间累加直方图进行图像检索的方法。该方法使用符合人类视觉特性的HSI颜色模型将颜色空间压缩为72种具有代表性的颜色,设计了一种具有重叠方式的图像分块方法;然后统计每块区域内的颜色直方图得到该图像的HSI颜色空间直方图,再计算各块的累加直方图,并根据相似度计算方法计算每块子图像的累加直方图和图像库中图像对应块的累加直方图的相似度;最后根据各块子图像的重要性进行加权,得出最后的检索结果。实验表明,该方法实现简单,能够更加灵活、准确地描述图像的颜色特征,从而有效提高了检索的精度。     

Using hybrid knowledge engineering and image processing in color virtual restoration of ancient murals

This paper proposes a novel scheme to virtually restore the colors of ancient murals. Our approach integrates artificial intelligence techniques with digital image processing methods. The knowledge related to the mural colors is first categorized into four types. A hybrid frame and rule-based approach is then developed to represent knowledge and to inter colors. An algorithm that takes into account color similarity and spatial proximity is developed to segment mural images. A novel color transformation method based on color histograms is finally proposed to restore the colors of murals. A number of experiments based on real images have demonstrated the validity of the proposed scheme for color restoration.     

基于生成模型的古壁画非规则破损部分修复方法

为了更好地保存和修复珍贵的古代壁画艺术,在现有的人工修复技术之上,结合 数字虚拟修复方法,使用深度学习中生成网络的方法自动生成壁画缺失部分,可以有效地提高 修复效率,降低修复成本。用于修复的网络整体上是一个自编码器结构,编码器将待处理壁画 图像和破损部分对应的掩膜作为输入,进行特征提取。解码器将编码器得到的特征图通过反卷 积的方法恢复到原来尺寸,完成修复,自动将破损区域进行补全。同时,通过对待修复壁画进 行分块修复再拼接的方法实现了对任意尺寸壁画的修复。与其他数字壁画修复方法相比,该方 法更加通用,不受壁画种类和破损情况的限制。在一般破损的壁画上可以得到超过目前先进水 平的修复效果,并且在人眼无法辨识有效信息的大面积破损的壁画上,仍可以恢复得到有完整 语义的图像。     

融合迁移学习的Inception-v3模型在古壁画朝代识别中的应用

针对古代壁画图像数量少、质量差、特征提取困难和存在壁画文本与绘画风格相似等问题,提出了一种融合迁移学习的Inception-v3模型来对古代壁画的朝代进行识别与分类。首先,将Inception-v3模型在ImageNet数据集上进行预训练以得到迁移模型;然后,将迁移模型在小型壁画数据集上进行参数微调后对壁画图像提取高层特征;其次,增加两个全连接层来增强特征表达能力,并用颜色直方图与局部二值模式（LBP）纹理直方图提取壁画的艺术特征;最后,将高层特征与艺术特征相融合,用Softmax分类器进行壁画的朝代分类。实验结果表明,所提出的模型训练过程稳定,在构造的小型壁画数据集上,其最终准确率为88.70%,召回率为88.62%,F1值为88.58%,以上各评价指标均优于AlexNet、VGGNet等经典网络模型;与LeNet-5、AlexNet-S6等改进的卷积神经网络模型相比,该模型对各朝代类别准确率平均提升了至少7个百分点。可见,该模型泛化能力强,不易出现过拟合现象,能有效识别壁画所属朝代。     

基于边缘重建的多尺度壁画修复方法

中国古壁画历经千百年历史,不可避免地出现了不同程度的破损,其修复研究具有重要的历史价值和文化价值.传统的手工修复直接作用于壁画,操作不当会造成保护性破坏,所以采用数字虚拟修复,提出了基于边缘重建的多尺度壁画修复方法.由于现存壁画数量较少,通过收集与整理我国不同地域年代的壁画获得了实验数据.对自由裁剪后的壁画进行滤波平滑...     

基于尺度空间的小波纹理描述算法的壁画修复

近年来,壁画的数字化修复技术得到了很大的发展,但是其主要算法在图像纹理方向的修复效果一般。为了解决这些问题,还原壁画的原有样貌,提出了一种简单快速的壁画修复算法。该算法在改进的Telea算法的基础上,根据图像纹理的多尺度特征性,利用小波纹理描述算法对壁画的纹理结构进行了修复处理,运用非局部梯度算子,通过计算待修复区域的像素点的非局部梯度值并依据曲率选取的全局最优方向进行扩散,达到壁画纹理修复的目的。实验结果表明了该算法的有效性。     

基于分块PCA与端元提取的壁画线条增强研究

线状特征是壁画中的重要元素。然而受到自然及人为因素的影响,壁画的部分线条常常变得模糊,人眼难以辨别。因此,提出一种利用高光谱影像分块主成分分析(PCA)与端元提取相结合的线状特征增强方法。首先,利用支持向量机(SVM)对壁画的合成真彩色影像进行分类,根据分类结果得到壁画标签数据,实现高光谱影像同质区域的分块数据。其次,对各分块影像进行顶点成分分析(VCA)得到候选端元集,通过构造投影矩阵合并相似端元确定最终端元集。然后,利用非负最小二乘算法解混得到线条丰度图。最后,将分块PCA的第一主成分影像归一化后与线条丰度图进行波段加权平均获取线状特征增强影像,将其与合成真彩色影像进行HSV图像融合得到线状特征融合影像。以瞿昙寺壁画局部高光谱影像为例进行了验证,结果表明,该算法能增强壁画中的线状特征,且较PCA增强法效果更好。     

基于多通道可分离网络的古代壁画分类方法

古代壁画艺术价值高、内容丰富,对壁画种类进行准确分类是研究者的难题之一.传统的壁画分类任务繁重且需要有经验的研究者完成;现有的图像分类算法已不适于分类含有较强背景噪声的壁画图像.针对以上问题提出了一种新的多通道可分离网络模型(multi-channel separable network model,MCSN)的解决方案.以GoogLeNet网络模型为基本框架,用小卷积核对壁画背景特征进行浅层提取,然后将7×7、3×3等较大卷积核十字分离成7×1、1×7和3×1、1×3等较小的卷积核提取壁画重要的深层次特征信息;使用软阈值化激活缩放策略(activation scaling)增加网络训练时的稳定性,最后通过softmax对壁画分类;使用小批量随机梯度下降(min-batch SGD)算法更新参数.精确率、召回率和F1值分别为88.16％、90.01％和90.38％.与主流分类算法相比,分类准确率、泛化能力、稳定性有了一定的提升,提高了壁画分类效率.     

数字壁画病害提取与修复算法研究

数字图像修复为古代石窟壁画的科学保护与修复提供了重要依据,目前数字壁画病害信息的完整提取与合理化修复是文物虚拟修复的重要课题.以麦积山数字壁画为研究对象,分析风化裂隙伴随点状剥落的病害特征与形成机理,病害信息的完整提取以文物修复的最小干预为原则,采用以加权平均为相似性度量的局域最优层次聚类进行提取,并形成病害信息掩膜.以此掩膜图像为对象,其合理化修复利用增加了有效像素估计的曲率驱动扩散模型实现图像修复.该方法使得麦积山石窟壁画病害的虚拟修复更精确,达到了文物修复最小干预原则的效果.     

基于综合特征的图像分割

文章提出了一种有效的基于颜色和纹理综合特征的图像分割方法。将图像以块为单位进行划分,在YUV空间,提取块的颜色特征和纹理特征,在这种综合特征基础上,采用改进的K均值聚类法进行图像分割。该方法能自适应确定聚类中的参数,且兼顾点的位置连通关系,从而达到了较好的分割效果。     

色彩复原图像的质量评价方法

针对褪色文物数字化保护中色彩复原图像的质量评价问题,研究客观质量评价方法。结合峰值信噪比(PSNR)的计算优势与人眼视觉特征信息熵的结构特性,提出一种基于视觉特征信息熵的彩色图像质量评价方法。该方法建立带权值的质量评价函数和对应评价算法流程,利用归一化方法确定权值。通过评价算法流程计算复原的彩色图像与参考彩色图像的函数值,比较两者的相似程度。值越小,代表相似度越高,对应的复原彩色图像质量越好,以此客观判断色彩复原方法的优劣。实验通过四种性能差异复原方法的质量评价参数比较,表明评价结果与人眼视觉主观感受相一致,验证了所提方法的有效性。