基于深度学习的图像着色算法研究与实现

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1、分类号：TP391单位代码：10110学号：S1507072华基于北深度学习中北大学的图像着色算全日制工程硕士学位论文法研究与实现基于深度学习的图像着色算法成梓研究与实现锐中北硕士研究生成梓锐大学校内指导教师秦品乐校外指导教师武敬民所在领域计算机技术2018年5月15日图书分类号TP391密级非密UDC全日制工程硕士学位论文基于深度卷的图像着色算法研究与实现成梓锐副教授校内指导教师（姓名、职称）秦品乐、副教授校外指导教师（姓名、职称）武敬民申请学位级别工程硕士所在领域（研究方向）计算机技术（深度学习与图像着

2、色）论文提交日期2018年5月15日论文答辩日期2018年5月25日学位授予日期年月日论文评阅人降爱莲、强彦答辩委员会主席强彦2018年5月15日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中

3、包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：基于深度学习的图像着色算法研究与实现摘要黑白图像着色是图像处理系统的重要组成部分，图像着色作为一种计算机辅助技术，在影视处理、老照片修复等方面有着广泛的应用场景。目前的图像着色技术主要有基于颜色传递和基于颜

4、色扩展两种方法，首先需要人为交互，以及专业的图像处理，处理难度大；其次着色效果不佳，且不能根据一个着色算法延伸到大量不同类型的图像中，难以大批量用于工业生产。随着数字图像处理、计算机视觉、机器学习和深度学习等技术的快速发展，深度学习与数字图像处理渐渐地结合，基于深度学习的图像处理方式也变得多种多样，因此研究基于深度学习的图像着色算法具有非常重要的意义。针对图像的着色处理和深度学习相关的知识，本文进行了基于深度学习的图像着色算法研究，具体内容如下：（1）采用深度学习公用图像数据库，其中包括动植物、山脉、森林等

5、复杂多变、多角度的图像。（2）针对传统着色算法需要人为干预且着色效果不佳的弊端，提出基于残差神经网络的图像着色算法，并与近几年出现的深度学习着色算法相比较。通过实验证明，本文提出的基于残差神经网络的图像着色算法效果好于其他着色算法。（3）提出基于对抗生成网络的图像着色算法。（4）实现了基于深度学习的图像着色系统，系统由图像上传模块、图像预处理和图像着色模块组成，其中图像的着色模块使用了本文提到的两种图像着色算法，并可以一次性地着色大批量的图像。通过理论与实践相结合的方式，证明了基于深度学习的图像着色算法的有

6、效性及意义。关键词：图像着色；深度学习；卷积神经网络；残差神经网络；对抗生成网络ResearchAndImplementationonImageColorizationAlgorithmBasedonDeepLearningAbstractItisanimportantpartoftheimageprocessingsystemtocolorizethegrey-scalemap.Asakindofcomputer-aidedtechnology,imagecoloringhasawiderangeofap

7、plicationsinthefieldofvideoprocessingandoldphotorestoration.Thecurrentimagecolorizationtechniquesmainlybasedoncolortransferandcolor-basedexpansionoftwomethods.Firstofall,itrequireshumaninteractionandprofessionalimageprocessingthatisdifficulttoprocess.Moreo

8、ver,thecoloringeffectsispoor.Besides,itcan’tbeextendedtoalargenumberofdifferenttypesofimagesaccordingtoacoloringalgorithm,whichmakesitdifficulttobeappliedtoindustrialproductioninlargequantities.Withtherapidde