1、彩色化是一種給黑白圖像、電影或電視節(jié)目加上顏色的計算機輔助處理技術，在影視、醫(yī)療、太空探索及其它許多工業(yè)及科學領域有著廣泛的應用，同時也一直是圖像處理中一個活躍的、有挑戰(zhàn)性的研究課題。 按照應用目的及處理方式的差異，彩色化可分為偽彩色和假彩色兩種類型。偽彩色指處理對象本身并沒有顏色屬性，而是通過彩色化實現圖像增強以利于人眼進行查看；與之對應，假彩色的處理對象本應具有顏色，但是顏色在成像過程中丟失，因此要利用彩色化來模擬真實的場景

2、。本文的研究重點是圖像和視頻序列的假彩色處理，在分析和總結現有方法的基礎上，開發(fā)實用化的黑白影像彩色化技術。 論文工作的創(chuàng)新點主要體現在以下幾個方面： 1.圖像彩色化方法的理論性總結。本文將圖像彩色化視為病態(tài)問題，根據處理病態(tài)問題的規(guī)整化形式將彩色化分為基于顏色轉移和基于顏色擴展的兩類處理方法。通過對比分析，認為基于局部顏色擴展的方法更具合理性，其機理在于圖像中顏色的局部相似性，并將顏色擴展的控制方式歸結為微觀控制和宏觀

3、控制。 2.根據顏色擴展原理，提出兩種圖像彩色化方法，并驗證其有效性。①針對Levin算法處理大尺寸圖像效率明顯下降的問題，改用區(qū)域代替像素作為彩色化的處理單元，提出基于過度分割的彩色化方法。②依據圖像顏色的局部相似性，將圖像中顏色梯度的L2范數平方和設置為價格函數，利用變分法將最小化問題轉換為求解偏微分方程，此即基于拉普拉斯方程的彩色化方法。 3.提出兩種視頻序列彩色化的新方法，其中一種是基于真實運動估計，另一種利用局

4、部的嚴格運動估計。①常用運動估計通常不能有效地反映實際運動、進而難以直接用于幀間顏色傳遞，本文利用運動場的空間一致性約束進行真實運動估計。②鑒于完全真實運動估計的實際困難，通過附加條件去除運動估計結果中不可靠的成分、以進行局部嚴格運動估計；在此基礎上只需在兩幀圖像的部分對應區(qū)域內進行顏色傳遞，對傳遞結果再利用單幀圖像的彩色化方法完成處理。 4.設計了一個人機交互式的黑白電影彩色化流程，并已應用于實際處理。提出一種新的圖像質量評價