[发明专利]面向三维场景的节能颜色映射方法

摘要

本发明公开了一种面向三维场景的节能颜色映射方法。本发明首先在服务器端导入张预先已由三维场景图渲染好的二维场景图像。若，则直接将该张场景图像划为一类，记为类，然后执行节能颜色替换算法，来得到一个低功耗颜色子集。若，则首先基于颜色构成相似性执行Kmeans聚类算法，对场景图像进行分组，得到个场景图像子类，逐类执行节能颜色替换算法，来得到个低功耗颜色子集。然后对得到的个低功耗颜色子集执行并集运算，最终形成一个完整的低功耗颜色集。本发明利用颜色优化方案实现在功耗受限的移动客户端低代价绘制，从而达到节能效果。

主权项

面向三维场景的节能颜色映射方法，其特征在于该方法具体是：首先在服务器端导入l张预先已由三维场景图渲染好的二维场景图像；若0＜l≤50，则直接将该l张场景图像划为一类，记为类G，然后执行节能颜色替换算法，来得到一个低功耗颜色子集；若l＞50，则首先基于颜色构成相似性执行Kmeans聚类算法，对场景图像进行分组，得到m个场景图像子类{G₁,G₂,...,G_m}，逐类执行节能颜色替换算法，来得到m个低功耗颜色子集；然后对得到的m个低功耗颜色子集执行并集运算，最终形成一个完整的低功耗颜色集；其中所述的颜色替换算法具体是：针对每个场景图像子类G_i，抽取该子类图中所有颜色，得到颜色集{c₁,c₂,....,c_n}，并统计每个颜色的像素个数，记颜色c_j的像素数量为num_j，则根据已有的基于像素的颜色功耗模型，得到原始场景显示总功耗P_s，i＝1,2,....,m，j＝1,2,...,n；因此该算法的目标就是找出一个包含n个颜色的颜色集{c'₁,c'₂,....,c'_n}，在不影响原图像的感知特征和颜色保真的前提下使得功率总和P_s最小；其中不影响原图像的感知特征和颜色保真所必须遵循的约束条件有以下两个：已知每一种颜色在sRGB或L*a*b*或HSV颜色空间中都可被表示为由三个元素组成的向量，即$c_j=(R_j,G_j,B_j)=(L_j^{*},a_j^{*},b_j^{*})=(h_j,s_j,v_j);$1）为了保证场景图像像经颜色替换后仍然保留原感知特征，要求任意两种颜色经映射替换后不应远离原来的感知差别；假设在L*a*b*空间中的两个颜色分别为和将其看做三维空间的两个点坐标，则两者的感知差别通过欧氏距离ΔE_jk来进行衡量；为满足前面所述条件，要求子类图中任意两种颜色的原距离ΔE_jk与各自经颜色替换后新的距离ΔE'_jk满足ΔE'_jk∈[‑|λ|·ΔE_jk,|λ|·ΔE_jk]，其中λ为可允许误差范围调节参数；2）为了保证场景图像像经颜色替换后颜色尽量保真，要求在进行颜色替换时尽量选择在原色相临近范围内不同饱和度或明亮度的颜色进行替换，这样同时也可以缩小替换颜色的选择空间，提高搜索效率；将抽取到的RGB颜色c_j转换到HSV颜色空间表示为(h_j,s_j,v_j)，记该颜色的替代颜色c'_j＝(h'_j,s'_j,v'_j)，其中原色相h_j与替代后的颜色色相h'_j要求满足h'_j∈[h_j‑ω,h_j+ω]，其中ω为搜索范围调节参数；确定上述约束条件后，采用粒子群优化算法进行颜色搜索获得该图像子类对应的低功耗颜色子集；最后，利用前面得到的低功耗颜色集及其与原颜色的映射关系，在客户端对原始图像进行实时映射。