[发明专利]基于耦合自然矢量全变差的保边缘图像着色方法

权利要求书

1.基于耦合自然矢量全变差的保边缘图像着色方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)、对于一幅RGB颜色空间下的彩色图像，在该图像上画上黑色线条，得到图像1；

步骤2)、采用MATLAB将图像1转化为带彩色线条的灰度图像2，即含有人工着色区域D^c的图像，其中为含有利普希茨边界的图像区域，为待着色区域；

步骤3)、将灰度图像2由RGB颜色空间内的图像转变为YCbCr颜色空间上的图像3，得到图像3在区域Ω上的亮度信息Y₀和在人工着色区域D^c上的色度信息(Cb₀，Cr₀)，亮度信息Y₀在着色过程中不变；

步骤4)、根据以下公式建立基于耦合全变分的着色模型：

其中，

其中，∫_Ωg(|Δ(G_σ*Y₀)|)J₁V为耦合全变差正则项，为保真项，G_σ为高斯核，λ为权重系数，用于平衡正则项和保真项，J₁V表示自然矢量全变差，g为单调递减函数，设Δ为拉普拉斯算子，拉普拉斯的定义为：

利用矢量全变分TV_J＝∫_ΩJ₁Vdx，其中J₁V与导数矩阵DV的最大奇异值σ₁(DV)相关，即J₁V＝σ₁(DV)，其中，该矢量全变分可以用对偶公式写为：

该矢量TV在所有通道中，仅产生一个共同的边缘方向ξ，从而可以更有效地保留图像边缘，其中，div是散度算子；

步骤5)、结合亮度信息Y₀和色度信息(Cb₀，Cr₀)，根据步骤4)中的着色模型利用原始对偶算法求解区域Ω中的色度信息(Cb，Cr)；

步骤6)、将得到的区域Ω上的色度信息(Cb，Cr)和亮度信息Y₀联合，得到YCbCr颜色空间中的图像4；

步骤7)、将图像4由YCbCr颜色空间内的图像转变为RGB颜色空间内的图像5，图像5即为最终的着色图像；

步骤8)、对步骤7)中得到的图像5用峰值信噪比、均方误差、结构相似度作为评价指标得到其数值结果，峰值信噪比和结构相似度值越大，或均方误差值越小，着色效果越好。

2.根据权利要求1所述的基于耦合自然矢量全变差的保边缘图像着色方法，其特征在于，步骤3)中，所选择的YCbCr颜色空间进行归一化处理。