基于视觉感知的空间色域匹配研究

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1、基于视觉感知的空间色域匹配研究ResearchonVisualPerceptionBasedSpatialGamutMapping领域：计算机技术作者姓名：李士超指导教师：刘世光教授企业导师：张宏涛高工天津大学计算机科学与技术学院二零一五年十一月摘要随着显示和打印技术的发展，图像在不同设备高保真复现问题一直是图像处理领域的热点研究课题。色域匹配算法是其中的关键技术。传统的色域匹配算法没有考虑到图像本身的特性及视觉感知特性，结果难以保持图像细节。为了解决上述问题，本文对传统的色域匹配算法进行了改进。首先，本文提出了一种基于色域匹配图像评价（GM

2、IM）的色域匹配优化算法。该算法以GMIM为目标函数，依据信息权重的大小改变迭代步长。GMIM分为彩色和非彩色两部分对图像进行评价，非彩色部分用于分析图像亮度分量的差值和梯度信息，可以更好的检测出图像的非彩色失真情况；彩色部分用来分析图像的色调和色度信息，色调值的计算采用了圆形统计理论，更加符合色调的周期特性。实验结果显示本文的色域匹配算法能够更好的保持源图像的亮度、颜色和细节信息。其次，本文设计了另一种基于视觉感知和显著性的色域匹配算法。该算法将图像的显著性信息引入了基于视觉感知的变分框架。为了使色域匹配图像保持更好地细节信息，将色域匹配的

3、过程构造成优化一个能量函数的过程。此外，为了减小匹配结果与源图像的显著性的差异，本文在能量优化过程中考虑显著性信息的影响。而且，本文设计了一种基于人眼侧抑制机制的采样策略，以便简化能量函数的计算和保持细节信息；在计算过程中，选取目标点周围符合侧抑制机制范围内的点。实验表明，本文的算法相比传统方法在细节保持方面有一定优势。关键词：色域，色域匹配，图像评价，视觉感知，显著性IABSTRACTTheproblemofhighfidelitycolorinformationreproductionhasbeenahottopicinthefieldo

4、fimageprocessingwiththedevelopmentofdisplayingandoutputtingtechnologies.Thegamutmappingalgorithmisthekeytechnologytosolvetheproblem.Traditionalgamutmappingalgorithmsofteninvolvealossofinformation,duetorarelytakingintoaccountthespatialinformationandcharacteristicsofhumanvisu

5、alperception.Firstly,thisthesisproposesagamutmappingoptimizationalgorithmbasedongamutmappedimagemeasure(GMIM).ThisalgorithmsetsGMIMasanobjectivefunction,changingthelengthofstepaccordingtoinformationweight.Anewmetric,GMIM,isdevelopedtocomputeachromaticandchromaticdifferences

6、ofimages.Fortheachromaticpart,weintroducethegradientinformationtodetecttheachromaticdistortionsbetweentwoimages;thechromaticpartaimstoanalyzethehueandchromainformation.Further,thecircularstatisticaltheoryisemployedtocalculatethehuevalue.Experimentalresultsdemonstratedthatou

7、rnewgamutmappingmethodcanpreservethebrightness,color,anddetailinformationoforiginalimages.Secondly,wedesignagamutmappingalgorithmbasedonvisualperceptionandsaliency.Ouralgorithmintroducessaliencyinformationintoavariationalframeworkbasedonvisualperception.Inordertoretaindetai

8、lsingamutmappedimagesasmuchaspossible,weformulategamutmappingastheoptimizationofan