基于視覺(jué)感知的圖像處理方法研究.pdf

1、大量可以被人類(lèi)和其它動(dòng)物毫不費(fèi)力完成的視覺(jué)任務(wù)，如在照片中識(shí)別朋友的面容，理解一個(gè)從未見(jiàn)過(guò)的物體是飛機(jī)還是輪船，用當(dāng)前的機(jī)器視覺(jué)或圖像處理系統(tǒng)卻難以實(shí)現(xiàn)。人類(lèi)及其他靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的視覺(jué)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)而充分地感知外界的環(huán)境信息，并迅速地做出判斷，無(wú)論從哪方面比較和衡量，都優(yōu)于目前最好的機(jī)器視覺(jué)和圖像處理系統(tǒng)。因此，探究人或靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)外界場(chǎng)景進(jìn)行感知和信息處理的過(guò)程，并以其為參照來(lái)設(shè)計(jì)能完成特定視覺(jué)任務(wù)的圖像處理算法，即模擬人視覺(jué)感知

2、的圖像處理方法，已成為當(dāng)前用計(jì)算機(jī)完成視覺(jué)任務(wù)的新的研究思路和熱點(diǎn)。遵循這種研究思想，本文針對(duì)顏色遷移、彩色圖像去色和用于全景拼接的圖像排序等圖像處理問(wèn)題中所涉及的視覺(jué)感知現(xiàn)象和模型進(jìn)行分析，進(jìn)而提出能解決這三類(lèi)問(wèn)題的新的基于視覺(jué)感知的處理方法。具體工作如下：
　　 (1)顏色遷移。選擇在()αβ顏色空間中完成顏色遷移的處理，該顏色空間是利用大量的自然界圖像來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)人的視覺(jué)感知的實(shí)驗(yàn)而得到的一個(gè)統(tǒng)計(jì)上各分量間相互獨(dú)立的空間，其

3、灰度和色彩分量分離，近似模擬視網(wǎng)膜->側(cè)膝體中神經(jīng)元對(duì)可見(jiàn)光信號(hào)的刺激響應(yīng)和處理過(guò)程。針對(duì)已有顏色遷移算法仍存在的問(wèn)題，提出了適用于復(fù)雜場(chǎng)景的多源圖像顏色遷移算法；并從色彩相似度和結(jié)構(gòu)相似度兩方面對(duì)遷移合成圖像質(zhì)量進(jìn)行衡量，提出了適用于顏色遷移算法的客觀(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)；大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提算法的正確性和評(píng)價(jià)指標(biāo)的有效性。
　　 (2)彩色圖像的去色。提出了兩種彩色圖像到灰度圖像的轉(zhuǎn)換算法：一種是采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析的方法，嘗試從圖像中尋

4、找色彩的差異值，并以此對(duì)物理明度分量進(jìn)行增強(qiáng)；另一種是從彩色圖像去色問(wèn)題所涉及的視覺(jué)感知問(wèn)題的角度進(jìn)行分析。利用Helmholtz-Kohlrausch色貌效應(yīng)所定義的主觀(guān)亮度指標(biāo)來(lái)確定彩色圖像的物理明度和飽和度的順序關(guān)系，并將該主觀(guān)亮度指標(biāo)與色調(diào)作為視覺(jué)注意選擇算法PFT(Phase-spectrum of Fourier Transform)的兩個(gè)輸入變量，計(jì)算后獲得圖像的色彩顯著性圖。由于該色彩顯著性圖綜合反映了原彩色圖像的明度、

5、飽和度和色調(diào)的顯著性差異，最終得到的灰度圖像更符合人的視覺(jué)感知。
　　 (3)用于全景拼接的圖像序列排序。提出了兩種全景圖像序列自動(dòng)排序算法：一種采用傳統(tǒng)的圖像處理方法，在梯度域計(jì)算得到圖像的相似曲線(xiàn)，并以此作為特征來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像序列的排序；另一種從視覺(jué)感知的層面出發(fā)，分析人在判斷圖像序列拍攝順序時(shí)的處理方法，利用視覺(jué)注意力選擇算法PQFT(Phase spectrum ofQuaternion Fourier Transform