論文名稱:Color transfer between images

作者:Erik Reinhard, Michael Ashikhmin, Bruce Gooch, and Peter Shirley

期刊名稱:IEEE Computer Graphics and Applications

刊號頁碼:October 2001, Volume 21, Issue 5, pp 34-41

 

這篇論文作者已在網路上公開,各位可到這裡下載

如需本論文的程式碼,請上 Google 搜尋,還蠻多網站有提供。


 

在我跟大家報告這篇論文的技術以前,我們先來看三張照片。

第一張照片是港邊日正當中的照片。

李侑青,高等影像處理,資訊工程,博士  

第二張是黃昏的日照。

黃昏日照,李侑青,影像處理,博士,資訊工程  

本篇論文的技術,就是能自動判斷第二張照片的色系,

然後將第一張相片的色系,轉換成第二張照片的色系。

因此,原本港口日正當中的照片,就會變成黃昏的港口。結果如下。

李侑青,影像處理,中醫,按蹻,藥用植物,色彩轉換    

這樣的功能是不是很酷呢?

以後大家只要輸入兩張影像,一張當參考,一張當被轉換的,

然後就可以將被轉換的影像色系,變成參考影像的色系。

春天可以變秋天,夏天可以變冬天,中午可以變黃昏。

在原始論文內,作者還展示將真實照片的色彩,變成參考油畫的色彩。

功能強大,使用方法又簡單,所以我在這裡跟大家分享這篇論文技術。

 

這篇論文的觀念其實很簡單,就是讓兩張影像的亮度、彩色分布相似而已。

全文的重點在於如何讓照片 RGB 的色彩空間,

轉換到亮度與色彩完全獨立的色彩空間。

 

作者首先將影像從 RGB 色彩空間,轉換到 LMS 色彩空間,

然後將 LMS 值取自然對數 (ln),再將取對數的 LMS 數值轉到 Lαβ空間。

將待轉影像的 Lαβ 數值,平均值與標準差調成跟參考影像一樣,

再逐步反轉換回到 RGB 色彩空間,就完成整個轉換流程。

RGB 轉換到 LMS 的公式如下。

李侑青,RGB轉LMS,資訊工程,影像處理  

取對數後的 LMS 數值轉到 Lαβ空間的公式如下。

李侑青,中醫,按蹻,藥用植物,影像處理,資訊工程  

當我們將參考影像與待轉影像由 RGB 轉換到  Lαβ後,

首先要計算參考影像的 L 平均值、標準差,

還有 α 的平均值、標準差、β的平均值、標準差。

同樣地,待轉影像的 Lαβ個別的平均值、標準差也要算出。

然後,用下面的公式調整待轉影像的 Lαβ:

李侑青,色彩轉換,中醫,資訊工程,影像處理,按蹻,推拿  

上面公式裡,待轉影像的下標為 r (replace),

參考影像的下標為 b (base),

上標有橫 bar 表示平均值,σ是標準差。

 

調整完 Lαβ 之後,再將它反轉換回 LMS 空間:

李侑青,影像處理,軟體工程,中醫,按蹻,推拿,藥用植物  

然後,因為先前是將 LMS 取對數值(ln),

所以要將它取指數值(exp),

最後再將取指數值後的 LMS 轉回到 RGB 色彩空間:

李侑青,影像處理,軟體工程,中醫,按蹻,推拿,藥用植物  

整個轉換收工。

 


 

李侑青,資訊工程博士

 

影像處理, Image Processing,

彩色空間轉換, Color Space Transformation

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