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1、 毕 业 论 文题 目： 基于最短路径的图像着色 毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解*学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅
2、。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期： 注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表
3、要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它毕业设计（论文）任务书 题目： 基于最短路径的图像着色 姓名 许凤英 学院 电气与信息学院 专业 电子信息 班级 07
4、01 学号 200701030119 指导老师 张可为 职称 讲师 教研室主任 刘望军 陈爱萍 一、 基本任务及要求：着色是一种给黑白图像、电影或电视节目加上颜色的计算机辅助处理技术，在影视、医疗、太空探索及其它许多工业及科学领域有着广泛的应用，同时也一直是图像处理中一个活跃的、有挑战性的研究课题。最短路径表示从图像中一点到另一点的灰度变化最平缓的路径，将它作为混色权重可以把着色问题转化为混色问题求解。设计要求： 1熟悉彩色化以及最短路径理论。2用matlab语言编程实现基于基于最短路径离的黑白图像着色算法。3完成毕业论文。二、 进度安排及完成时间：1、第12周：课题调研、文献检索。2、第36
5、周：毕业设计开题报告、文献综述3、第7周：总体设计，完成方案的选择4、第89周：确定数据模型，算法实现5、第1011周：基本算法验证、编程实现6、第1213周：论文撰写。论文初审，定稿。7、第14周：答辩。 目 录摘要3Abstract3第1章 绪论31.1 概述31.2 课题发展现状和前景展望31.3 论文内容3第2章 基于最短路径的图像着色32.1图像着色的介绍32.1.1图像着色32.1.2颜色与色彩空间32.2最短路径的介绍32.2.1最短路径32.2.2最短路径的定义32.2.3最短路径的基本思路32.1.4最短路径的基本方法32.3利用短程线距离进行颜色混合3第3章 最短路径的图像
6、着色在MATLAB中的实现33.1 MATLAB的介绍33.2 MATLAB的特点33.3 基于最短路径的图像着色在MATLAB中的实现33.4 基于最短路径的图像着色的结果3结束语3参考文献3致谢3基于最短路径的图像着色基于最短路径的图像着色摘要：彩色化是一种给黑白图像、电影或电视节目加上颜色的计算机辅助处理技术，在影视、医疗、太空探索及其它许多工业及科学领域有着广泛的应用，同时也一直是图像处理中一个活跃的、有挑战性的研究课题。本论文的研究课题是基于最短路径的图像着色，本文分别介绍了图像着色和最短路径的方法，然后两相结合提出了利用短程线距离进行颜色混合的算法来实现最短路径的图像着色。基于最短
7、路径的图像着色是一种快速的图像着色方法，在对黑白图像进行局部颜色涂抹得到涂抹图像后，运用颜色扩展的方式使整幅图像彩色化。最后编程运用Matlab软件实现。关键词：图像着色，彩色化，灰度图像着色，最短路径Color images based on the shortest pathAbstract: Colorization is a color processing technology with computer-aided to make color to black and white image, film and TV show. Film and television, healt
8、h care, space exploration and many other industrial and scientific fields has been widely used, but also has been an active and challenging research topic in image processing. Research of this thesis is a way of color images which based on the shortest path, the thesis introduced the image coloring
9、and shortest path, and then combining the two proposed geodesic distance using color mixing to achieve the shortest path algorithm for image rendering. Color images based on the shortest path is a fast image rendering method, the local color of black and white image after image applied by painting,
10、using color to make expand the way the whole image colorization. Finally，program and use Matlab software to gain results.Keywords: Image rendering, Colorization, Grayscale color, Shortest path第1章 绪论1.1 概述彩色化是一个给黑白图像、电影或电视节目加上颜色的处理过程。一般认为是有Wilson Markle 1970年发明，最初用于处理阿波罗登月计划获取的月球影像。黑白电影的彩色化在上世纪80年代曾经
11、是一个热门话题。一些早期电影通过彩色化处理焕发了新的光彩。尽管人们对老电影彩色化的艺术价值存在争议，但彩色化视频和图像能够增强人们的视觉效果却是不争的事实。而且彩色化技术涉及到图像的分割、聚类、运动估计等很多图像与视频处理中的通用技术，所以当前彩色化技术研究仍然是图像处理学界一个活跃的、有挑战性的课题，而且被更多的应用于图像、视频编辑和图像通信，以及科学、工业和军事等多个领域。短程线距离即最短路径衡量的是连接两点亮度变化最平缓的曲线上的亮度变化总量。虽然像素亮度变化与颜色变化并非严格的一一对应，但二者之间联系紧密：亮度剧烈变化的地方一般对应颜色的巨变，亮度平缓变化货保持恒定通常颜色变化程度也不
12、明显。因此可以认为，像素间的短程线距离越小，期间的颜色就越接近。这是短程线距离能够放映亮度变化、进而可以用来进行颜色扩展的现实基础。也是同Levin颜色扩展方法的操作类似，首先在图像各部分涂上适当颜色的线条作为初始颜色。设有N个互不相连的涂色区域，用表示，每个涂色区域仅对应一种颜色，彩色化地任务就是将现有中的颜色扩展到图像中的其他区域。1.2 课题发展现状和前景展望最短路径问题是图论中研究的一个重要课题,它广泛应用于交通、网络寻优等领域。此类问题不仅仅指一般地理意义上的距离最短,还可以引申到其他的度量,如时间、费用、线路容量等。例如,城市交通中出行者选择出行路径,通信网中的最可靠路、最大容量路
13、问题,统筹方法中关键路线问题等,都可以转化为最短路径问题。最短路径问题要解决的就是求加权图G=中两给定顶点之间的最短路径，实际上就是根据网络的链路代价计算一对节点之间的最小代价路径。最短路径一般包括以下5种情况：1.从某一节点到其它所有节点之间的最短路径；2.在各对节点之间的最短路径；3.在两个规定节点之间的最短路径；4.在某些规定节点通过某些规定节点之间的最短路径；5.次短或较短路径。其中第一种情况应用最为广泛。与图像处理的其它领域相比，在图像着色方面公开可查的资料较少。从现有方法及本文的研究结果来看，还有许多问题需要解决或改进。图像着色的发展前景主要偏重于以下3方面：(1)提高图像彩色化方
14、法的实用性。实用性包含两个方面，一是操作简便、处理高效，二是要有逼真的处理结果。当前在图像彩色化中还离不开人工参与，如在应用颜色扩展类方法时需要事先在图像上人工设置指示色，而颜色转移类方法则需要选择适配的参考图像。对处理效率和处理效果的要求同各类图像处理的是一致的，即力求以最小的处理代价获得最优的处理结果。(2)增强视频序列彩色化的稳健性。不同于单帧图像彩色化，多帧彩色化的关键是要充分利用相邻帧的处理结果。现有方法的突出问题表现为在后续帧的处理结果中常出现颜色偏差。设计稳健的后续帧彩色化及对颜色偏差的检测纠正方法是下一步工作的努力方向。可能的处理方式是综合利用相邻多帧进行运动估计及颜色传递。(3)拓宽对纹理图像、复杂场景的适用性。现有彩色化方法在应用上还有诸多局限性，如颜色扩展类彩色化方法不适于处理内容复杂的纹理图像，视频序列彩色化方法对于复杂场景的处理能力也有待加强。1.3 论文内容本文的内容是利用短程线的方法实现灰度图像的着色。基于短程线距离的颜色混合法处理速度最快，采用高效的短程线距离算法，该方法最接近实际的影像彩色化要求。像
