颜色传递在图像处理领域一直备受关注, 传统的颜色传递方法往往存在细节保持能力不足、层次感欠缺和视觉效果不佳等问题。针对上述问题, 本文提出了一种结合图像签名和最优传输的局部颜色传递新方法。首先, 引入基于图像签名的显著区域检测方法, 得到参考图像和内容图像的前景区域和背景区域, 然后在对应区域进行颜色传递以提高结果图像的层次感。其次, 在传统线性颜色传递模型的基础上, 结合最优传输理论提出了一种保持内容图像亮度的颜色传递策略, 以较好地提升结果图像的质量。最后, 为了更好地评估颜色传递效果, 结合色度差和结构相似度设计了一种新的颜色传递客观评价指标。实验结果表明, 相比于传统的颜色传递方法, 文中所提方法得到的结果图像能够较好地保持内容图像的细节信息和层次感, 并且具有更佳的视觉效果(新方法综合效果较传统方法提升了约30%)。另外, 相对于传统的颜色传递评价指标而言, 文中所提客观评价指标更加忠实于用户的主观评价结果。实验分析表明, 与传统颜色传递方法相比, 文中所提方法得到的结果图像在细节保持、层次感保持以及视觉效果上均有更佳表现, 而且文中所提客观评价指标更为贴近主观评价结果。

颜色传递是近年来图像处理和计算机视觉领域的热门研究问题，随着立体图像技术的发展，对于立体图像的颜色传递越来越受关注。本文提出一种双目立体图像的颜色传递方法，在完成颜色传递的同时力求提升用户的观看体验。根据用户实际需求，可以对目标对象进行颜色传递，而保持背景的颜色不改变。在本文提出的方法中，由用户指定图像对象，然后用图割的方法进行图像分割，根据所选对象与目标图像颜色特征的多元高斯模型匹配完成颜色传递。为了进一步增强观看效果，本文在颜色传递的同时进行非线性视差优化，从而提高目标对象的深度感。本文从不同立体图像库中随机选取图像进行实验，实验结果表明，本文方法中颜色传递和视差优化的结合，可以很好地提升立体图像的观看体验。

提出一种基于改进颜色传递策略与非下采样 Contourlet变换(NSCT)的红外与可见光图像伪彩色融合算法。首先, 利用 NSCT与基于清晰区域的 Canny边缘检测算法获得灰度融合图。其次, 将融合灰度图像插入 Y通道, 源图像与融合灰度图像之间的残差图像分别插入 Cb、Cr通道以生成 YCbCr源彩色图像。最后, 利用本文设计的颜色传递模型对源彩色图像和目标图像进行色彩颜色统计匹配, 同时, 通过自适应颜色传递参数模型调整颜色传递参数。实验结果表明, 本文提出的融合算法使得伪彩色融合图像不仅对比度高、传递色彩自然、可以较好地抑制色彩渗入图像目标, 而且对目标图像质量要求不严格。

针对传统颜色传递算法只进行全局颜色传递, 未考虑图像局部特征, 出现颜色误传递的问题, 提出了一种基于Graph-Based图像分割与区域匹配的灰度图像彩色化算法。利用Graph-Based图像分割将目标图像和参考图像分割为若干个亮度和纹理特征一致的子区域。根据本文提出的思想, 认为“具有相似亮度和纹理的子区域具有相似的颜色分布”, 对目标图像和参考图像的子区域建立匹配关系, 利用亮度特征和LBP局部纹理特征对子区域进行匹配。最后, 在YCbCr颜色空间中对相匹配子区域利用亮度和纹理特征进行颜色传递。实验结果证明, 在该算法中其参考图像无需和目标图像配准, 只需特征相近, 就可以对目标图像实现全自动的彩色化技术并有效克服了颜色误传递的现象,彩色化结果图像在色彩分布和主观视觉上都有明显的提高。

针对红外与可见光双波段夜视图像增强提出了基于oRGB颜色空间的彩色融合算法。选择亮度与颜色分离的对立色颜色空间, 应用多尺度Top-hat变换方法将红外与可见光增强融合图像作为伪彩色图像的亮度分量, 根据双波段图像的差异性并结合参考图像色调构造颜色分量; 为避免线性变换的颜色传递方法容易造成灰度级压缩或过饱和情况, 在分析颜色传递机理的基础上, 使用非线性的直方图匹配方法实现颜色传递。实验结果表明, 融合图像的颜色分布更自然, 纹理细节、整体亮度和对比度等视觉特征表现更优。

为了提高灰度图像中人眼视觉的情景感知和目标的识别率, 提出了多参数亮度值重映射的颜色传递方法, 将灰度图像赋予色彩。该方法首先将灰度目标图像和彩色参考图像由RGB颜色空间转换到亮度与色彩分离的YCbCr颜色空间。然后, 引入由彩色参考图像和灰度目标图像的列数和亮度共同决定的参数, 对彩色参考图像的亮度值进行运算, 使彩色参考图像与灰度目标图像具有相同的亮度值动态范围。最后, 根据目标像素和它周围的像素存在相关性, 进行灰度目标图像与彩色参考图像的像素匹配后, 将得到的结果再逆变至可以表示出各种色彩的RGB颜色空间。该颜色传递方法降低了色彩误传现象, 提高了颜色传递的准确度并缩短了程序的运行时间。

针对用传统的颜色传递算法得到的彩色融合图像 存在目标与背景颜色相近、目标变淡的问题,提出了一种基于颜色对比度 增强的红外与微光图像彩色融合方法。首先对红外和微光图像进行 了伪彩色融合,然后对彩色参考图像与伪彩色融合图像进行了颜色传 递。其次,采用大津分割法分割出了微光图像中的目标信息,并得到了目标 区域。最后,在HSI颜色空间中利用目标区域对颜色传递后的融合图像 的H、S、I分量进行了调整,并得到了最终的融合图像。实验结果表明,利 用该方法得到的彩色融合图像具有目标与背景对比度高、细节丰富、色 彩较好等特点,可提高人眼对场景的理解和对目标的快速识别。

针对基于全局统计信息颜色传递过程中存在的染色效果不能很好保持图像色彩的自然性，局部区域颜色与真实场景的颜色不符、目标变淡的问题，提出一种夜视图像局部颜色传递算法。首先，采用稀疏表示的方法对红外与微光图像融合；其次，对得到的融合图像进行非线性扩散，扩散结果采用核模糊均值聚类算法进行图像分割；然后，在YCbCr颜色空间对红外与微光图像块进行颜色传递；最后，把得到的彩色图像块组合成一幅图像，随后用得到的灰度融合图像来表征YCbCr空间的Y通道。实验结果表明，文中算法得到的彩色图像更加自然、真实。

考虑硬件资源与运算速度的需求, 设计了一种基于数字信号处理(DSP)的具有自然彩色效果的红外与可见光图像融合系统。该系统采用软硬件结合的方法进行双通道图像配准, 基于YCbCr空间实现伪彩色融合, 然后利用自然真彩色参考图像对融合结果进行颜色传递。系统采用基于统计特性的颜色查找表技术, 利用参考图像与伪彩色融合图像的统计特性修正颜色查找表, 提高了计算效率。在系统的硬件平台上进行了实验, 结果表明, 系统融合图像接近自然色彩, 在保留可见光图像细节的前提下, 有效地突出了红外图像中的热目标。该系统融合速率达到25 frame/s, 能够实现红外与可见光图像的实时融合与自然彩色化, 有助于观察人员快速地发现目标, 弥补了单一图像传感器的不足。