基于顏色變化曲線的多視點(diǎn)視頻顏色校正方法研究【文獻(xiàn)綜述】

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述電子信息科學(xué)與技術(shù)基于顏色變化曲線的多視點(diǎn)視頻顏色校正方法研究【摘要】隨著數(shù)字圖像設(shè)備的廣泛應(yīng)用，自由視點(diǎn)視頻的研究已經(jīng)成為了一個(gè)熱點(diǎn)，自由視點(diǎn)視頻涉及的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)就是顏色校正，如何通過(guò)顏色校正獲得真實(shí)的顏色重現(xiàn)已成為圖像處理中普遍存在的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者以顏色校正的三種方法為基礎(chǔ)，從顏色直方圖、像素點(diǎn)匹配等出發(fā)，在顏色校正這一研究中取得了一定的成就。【關(guān)鍵詞】顏色直方圖；顏色空間；像素匹配；圖像分割【正文】在圖像識(shí)別和分析中，彩色圖像比灰度圖像提供了更多的信息——顏色值，充分利用好這一信息，是進(jìn)行彩色圖像識(shí)別和分析的關(guān)鍵

2、。隨著計(jì)算機(jī)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，多自由視點(diǎn)視頻已經(jīng)越來(lái)越受人們關(guān)注，其涉及的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題就在于不同視點(diǎn)間的顏色差異，進(jìn)行顏色校正已成為趨勢(shì)之一。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外學(xué)者文獻(xiàn)的整理，目前為止，概括起來(lái)對(duì)顏色校正的研究可概述如下：徐曉昭[3]等學(xué)者在顏色校正方法及其在圖像處理中的應(yīng)用中高度概括了顏色校正的三種方法：a）為基于映射的顏色校正方法，通過(guò)確定源顏色空間到目標(biāo)空間的映射關(guān)系實(shí)現(xiàn)顏色空間的轉(zhuǎn)換。b)基于光譜反射率還原的顏色校正方法，根據(jù)系統(tǒng)成像模型，由采集得到的顏色值還原對(duì)象物體的光譜反射率，進(jìn)而結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)光源的光譜功率分布得到標(biāo)準(zhǔn)顏色值。c)基于圖

3、像分析的顏色校正方法，首先根據(jù)圖像的色度平均值及色度分布特性檢測(cè)圖像是否偏色以及偏色程度，進(jìn)而對(duì)偏色圖像進(jìn)行顏色校正。其分別對(duì)這三種方式的校正進(jìn)行了描述，并通過(guò)實(shí)踐比較了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。很多研究都是基于上述三種校正方法出發(fā)從而對(duì)其進(jìn)行細(xì)化，得到了不同的顏色校正方法，但其原理以及結(jié)果是基本一致的。王章野等學(xué)者[8]采用了一種基于顏色傳遞的多色調(diào)圖像統(tǒng)一調(diào)整方法，解決了現(xiàn)有多色調(diào)圖像調(diào)整方法中存在的色調(diào)不連續(xù)。其采用的為上述方法中的第一種，將參考圖像和待調(diào)整圖像的每個(gè)分割區(qū)間建立映射關(guān)系，對(duì)待調(diào)整圖像的每個(gè)點(diǎn)，在參考圖像的采樣點(diǎn)中尋找與其最匹配的點(diǎn)

4、，將參考圖像中最匹配的顏色值傳遞給待調(diào)整圖像中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，使待調(diào)整圖像進(jìn)行亮度的縮放，從而實(shí)現(xiàn)與參考圖像的亮度保持一致性，其優(yōu)點(diǎn)在于計(jì)算量小、方便以及快速。顏色直方圖是在許多圖像檢索系統(tǒng)中被廣泛采用的顏色特征，描述了不同色彩在整幅圖像中所占的比例，而不關(guān)心每種色彩所處的空間位置，在顏色校正的研究中，正是由于顏色直方圖自身的優(yōu)勢(shì)而被廣泛利用。常志華等[9]利用直方圖匹配的方法最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)顏色圖像的校正，其基本思想是在目標(biāo)圖像和源圖像的直方圖間建立像素的映射關(guān)系，與一維直方圖匹配不同，通過(guò)對(duì)三維空間的連續(xù)采樣，建立起類似一維的匹配函數(shù)，而又完全滿足三維

5、直方圖的特性。姜浩等[10]雖然也是實(shí)現(xiàn)基于直方圖匹配的立體視頻顏色校正算法，但其深入分析視點(diǎn)圖像間存在的乘性和加性差異，其認(rèn)為乘性差異受相機(jī)元件的感光靈敏度、放大和量化因子、以及鏡頭的透射系數(shù)變化所影響，加性差異表示像素亮色度值的線性變化，并且結(jié)合顏色差異建模，使用直方圖匹配算法校正顏色誤差。使用的顏色校正算法計(jì)算復(fù)雜度較低，并且在保持圖像視覺(jué)效果的同時(shí)，能較好的消除參考圖像和目標(biāo)圖像之間的顏色差異，能夠帶來(lái)比較好的視頻編碼性能。除此之外，寧波大學(xué)的蔣剛毅教授等[11]也提出了一種基于直方圖的顏色校正方法，前提是先計(jì)算目標(biāo)圖像和源圖像的直方圖，

6、其創(chuàng)新點(diǎn)主要在于利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法求取最小成本路徑，從而建立源圖像和目標(biāo)圖像間的顏色映射，并且通過(guò)在水平和垂直方向增加補(bǔ)償因子來(lái)保證路徑的平滑，最后通過(guò)視頻跟蹤技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)多視點(diǎn)視頻的顏色校正，這一方法具有一定的優(yōu)勢(shì)，消除了邊緣失真，降低了計(jì)算復(fù)雜度，同時(shí)也提高了校正的速度和精度。除了建立直方圖以外，國(guó)內(nèi)外學(xué)者還從其他方面出發(fā)達(dá)到了較好的校正效果。例如劉關(guān)松[14]等在監(jiān)督顏色校正方法研究中就提出了新的監(jiān)督顏色校正方法，其原理是在圖像攝取環(huán)境中放置監(jiān)督色板，采用了線性回歸、多項(xiàng)式回歸和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法來(lái)求解轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而對(duì)顏色值進(jìn)行了校正。這三種方

7、法的優(yōu)勢(shì)都在于應(yīng)用條件不受限制，但正因?yàn)槿绱?，在某些惡劣環(huán)境下，比如說(shuō)光源變化較大的情況下，這種顏色校正就會(huì)有不自然的顏色出現(xiàn)，會(huì)出現(xiàn)一定的偏差。顏色校正的目的是為了取得更好的編碼效果，但上述研究都沒(méi)有和編碼結(jié)合，因此對(duì)其算法的有效性缺少客觀的評(píng)價(jià)方法，因此寧波大學(xué)的蔣剛毅教授等[16]結(jié)合編碼的效果提出了一種面向編碼和繪制的多視點(diǎn)視頻顏色校正算法，其原理主要是基于背景分離，通過(guò)分離圖像的背景，計(jì)算校正因子，從而達(dá)到校正的效果，這一研究促進(jìn)了顏色校正研究的進(jìn)一步發(fā)展。多視點(diǎn)視頻視點(diǎn)間存在著視差信息，而且顏色不一致主要存在于視點(diǎn)之間，充分利用目標(biāo)視

8、點(diǎn)圖像與源視點(diǎn)圖像之間的空間相關(guān)性，將會(huì)是顏色校正領(lǐng)域中的一個(gè)趨勢(shì)。顏色曲線由于其不會(huì)出現(xiàn)同色異譜的困擾得到了廣泛的應(yīng)用。馮景華[1]在