一种基于稀疏表示的多层次图像风格的转换方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于稀疏表示的多层次图像风格的转换方法及装置，该方法包括：将待转换的彩色图像转换成第一灰度图像，通过提取第一灰度图像和目标风格图像的边缘特征重建第一灰度图像的结构层作为第二灰度图像和纹理层作为第三灰度图像，获取彩色图像中的显著区域和非显著区域，在显著区域和非显著区域采用不同的权值融合第二灰度图像和第三灰度图像得到第四灰度图像，根据目标风格图像调整所述第四灰度图像的饱和对比度，获得与目标风格图像风格相同的彩色图像。该方法不仅保留了待转换图像的结构特征，也增添了目标风格图像的纹理特征，实现了通过一张目标风格图像就可以完成待转换图像的风格转换，展示了良好的视觉效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像合成重建
，具体涉及一种基于稀疏表示的多层次图像风格的转换方法及装置。
技术介绍
图像风格化旨在将一种风格的图像转变为另一种指定风格的图像，输入的待转换图像和输出的转换后图像有相同的内容但是却有着完全不同的视觉体验。过去几十年，图像风格化一直是研究的热门领域。Hertzmann提出通过叠加虚拟笔触合成风格化的图像，这种方法适用于将待转换图像转变成固定的目标风格的图像，比如油画风格、蜡笔风格，却不适用于对输入图像进行自定义风格的转化。为了将用户自定义的图像风格移植到待转换图像上，目前还提出在特征空间进行映射的方法。基于字典的稀疏表示因其在恢复场景方面的出色性能而被广泛研究，这种方法通常分为两个阶段：字典训练阶段和图像重建阶段。在字典训练阶段，待转换图像和目标风格图像对被分解为小的图像块，图像块对之间的关系通过稀疏空间的映射进行训练；在图像重建阶段，基于图像对之间共享相同稀疏系数的假设，重建的图像块与对应的目标风格图像块具有相同的稀疏系数表示。这种方法建立在存在外部训练集的假设上，但是在现实生活中，人们在遇到了一个特定的图片后，通常希望能够通过这一仅有的风格图片将目标风格迁移到自己的图片上，导致用于训练字典的图像对过少，因而这一方法没能得到广泛的应用。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种基于稀疏表示的多层次图像风格的转换方法及装置，实现了通过一张目标风格图像就可以完成待转换图像的风格转换，具有良好的视觉效果。第一方面，本专利技术提供一种基于稀疏表示的多层次图像风格的转换方法，包括：将待转换的彩色图像转换成第一灰度图像，通过提取所述第一灰度图像和目标风格图像的边缘特征重建所述第一灰度图像的结构层和纹理层，并将包括所述结构层的图像作为第二灰度图像，将包括所述纹理层的图像作为第三灰度图像；根据所述彩色图像中每一像素的对比度，获取所述彩色图像中的显著区域和非显著区域，并在所述显著区域和非显著区域采用不同的权值融合所述第二灰度图像和所述第三灰度图像得到第四灰度图像，其中，所述显著区域为所述对比度大于等于预设阈值的区域，所述非显著区域为所述对比度小于预设阈值的区域；根据所述目标风格图像调整所述第四灰度图像的饱和对比度，获得与所述目标风格图像风格相同的彩色图像。可选的，所述通过提取所述第一灰度图像和目标风格图像的边缘特征重建所述第一灰度图像的结构层和纹理层，包括：提取所述第一灰度图像和目标风格图像的边缘特征构建字典，利用稀疏表示的方法对所述字典进行训练，通过稀疏分解得到重建后的结构层；将所述目标风格图像中每一像素的纹理层合成到所述第一灰度图像中与所述目标风格图像对应像素的纹理层。可选的，所述提取所述第一灰度图像和目标风格图像的边缘特征，包括：对所述第一灰度图像和目标风格图像进行滤波分别得到滤波后的第一灰度图像和目标风格图像，并将所述第一灰度图像和目标风格图像与所述滤波后的第一灰度图像和目标风格图像进行差值运算，得到所述第一灰度图像和目标风格图像的边缘特征。可选的，所述根据所述目标风格图像调整所述第四灰度图像的饱和对比度，包括：分别获取所述彩色图像与所述目标风格图像在HSV空间中表示S饱和度和V值两个方向轴的第一直方图和第二直方图；将所述第一直方图和第二直方图进行匹配，调整所述第四灰度图像的饱和对比度。可选的，所述方法还包括：根据所述目标风格图像，采用正片叠底的方法对调整饱和对比度后的第四灰度图像添加画板层。第二方面，本专利技术还提供了一种基于稀疏表示的多层次图像风格的转换装置，包括：转换模块，用于将待转换的彩色图像转换成第一灰度图像；第一构建模块，用于将待转换的彩色图像转换成第一灰度图像，通过提取所述第一灰度图像和目标风格图像的边缘特征重建所述第一灰度图像的结构层和纹理层，并将包括所述结构层的图像作为第二灰度图像，将包括所述纹理层的图像作为第三灰度图像；获取模块，用于根据所述彩色图像中每一像素的对比度，获取所述彩色图像中的显著区域和非显著区域，其中，所述显著区域为所述对比度大于等于预设阈值的区域，所述非显著区域为所述对比度小于预设阈值的区域；第二构建模块，用于在所述显著区域和非显著区域采用不同的权值融合所述第二灰度图像和所述第三灰度图像得到第四灰度图像；第三构建模块，用于根据所述目标风格图像调整所述第四灰度图像的饱和对比度，获得与所述目标风格图像风格相同的彩色图像。可选的，所述第一构建模块，具体用于：提取所述第一灰度图像和目标风格图像的边缘特征构建字典，利用稀疏表示的方法对所述字典进行训练，通过稀疏分解得到重建后的结构层；将所述目标风格图像中每一像素的纹理层合成到所述第一灰度图像中与所述目标风格图像对应像素的纹理层。可选的，所述第一构建模块，还用于：对所述第一灰度图像和目标风格图像进行滤波分别得到滤波后的第一灰度图像和目标风格图像，并将所述第一灰度图像和目标风格图像与所述滤波后的第一灰度图像和目标风格图像进行差值运算，得到所述第一灰度图像和目标风格图像的边缘特征。可选的，所述第三构建模块，具体用于：分别获取所述彩色图像与所述目标风格图像在HSV空间中表示S饱和度和V值两个方向轴的第一直方图和第二直方图；将所述第一直方图和第二直方图进行匹配，调整所述第四灰度图像的饱和对比度。可选的，所述装置还包括：第四构建模块，用于根据所述目标风格图像，采用正片叠底的方法对调整饱和对比度后的第四灰度图像添加画板层。由上述技术方案可知，本专利技术提供的一种基于稀疏表示的多层次图像风格的转换方法及装置，该方法通过根据目标风格图像重建待转换图像的结构层和纹理层，然后分离出待转换图像的显著区域和非显著区域，并在融合结构层和纹理层的同时根据某块像素是否属于显著区域给予不同的权重值，得到最终风格化后的图像，该方法不仅保留了待转换图像的结构特征，也增添了目标风格图像的纹理特征，实现了通过一张目标风格图像就可以完成待转换图像的风格转换，展示了良好的视觉效果。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的一种基于稀疏表示的多层次图像风格的转换方法的流程示意图；图2为本专利技术一实施例提供的一种基于稀疏表示的多层次图像风格的转换装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。图1示出了本专利技术实施例提供的一种基于稀疏表示的多层次图像风格的转换方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括以下步骤：101、将待转换的彩色图像转换成第一灰度图像，通过提取所述第一灰度图像和目标风格图像的边缘特征重建所述第一灰度图像的结构层和纹理层，并将包括所述结构层的图像作为第二灰度图像，将包括所述纹理层的图像作为第三灰度图像；102、根据所述彩色图像中每一像素的对比度，获取所述彩色图像中的显著区域和非显著区域，并在所述显著区域和非显著区域采用不同的权值融合所述第二灰度图像和所述第三灰度图像得到第四灰度图像，其中，所述显著区域为所述对比度大于等于预设阈值的区域，所述非显著区域为所述对比度小于预设阈值的区域；103、根据所述目标风格图像调整所述第四灰度图像的饱和对比度，获得与所述目标风格图像风格相同的彩色图像。上述方法通过根据目标风格图像重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于稀疏表示的多层次图像风格的转换方法，其特征在于，包括：将待转换的彩色图像转换成第一灰度图像，通过提取所述第一灰度图像和目标风格图像的边缘特征重建所述第一灰度图像的结构层和纹理层，并将包括所述结构层的图像作为第二灰度图像，将包括所述纹理层的图像作为第三灰度图像；根据所述彩色图像中每一像素的对比度，获取所述彩色图像中的显著区域和非显著区域，并在所述显著区域和非显著区域采用不同的权值融合所述第二灰度图像和所述第三灰度图像得到第四灰度图像，其中，所述显著区域为所述对比度大于等于预设阈值的区域，所述非显著区域为所述对比度小于预设阈值的区域；根据所述目标风格图像调整所述第四灰度图像的饱和对比度，获得与所述目标风格图像风格相同的彩色图像。

【技术特征摘要】
1.一种基于稀疏表示的多层次图像风格的转换方法，其特征在于，包括：将待转换的彩色图像转换成第一灰度图像，通过提取所述第一灰度图像和目标风格图像的边缘特征重建所述第一灰度图像的结构层和纹理层，并将包括所述结构层的图像作为第二灰度图像，将包括所述纹理层的图像作为第三灰度图像；根据所述彩色图像中每一像素的对比度，获取所述彩色图像中的显著区域和非显著区域，并在所述显著区域和非显著区域采用不同的权值融合所述第二灰度图像和所述第三灰度图像得到第四灰度图像，其中，所述显著区域为所述对比度大于等于预设阈值的区域，所述非显著区域为所述对比度小于预设阈值的区域；根据所述目标风格图像调整所述第四灰度图像的饱和对比度，获得与所述目标风格图像风格相同的彩色图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过提取所述第一灰度图像和目标风格图像的边缘特征重建所述第一灰度图像的结构层和纹理层，包括：提取所述第一灰度图像和目标风格图像的边缘特征构建字典，利用稀疏表示的方法对所述字典进行训练，通过稀疏分解得到重建后的结构层；将所述目标风格图像中每一像素的纹理层合成到所述第一灰度图像中与所述目标风格图像对应像素的纹理层。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述第一灰度图像和目标风格图像的边缘特征，包括：对所述第一灰度图像和目标风格图像进行滤波分别得到滤波后的第一灰度图像和目标风格图像，并将所述第一灰度图像和目标风格图像与所述滤波后的第一灰度图像和目标风格图像进行差值运算，得到所述第一灰度图像和目标风格图像的边缘特征。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标风格图像调整所述第四灰度图像的饱和对比度，包括：分别获取所述彩色图像与所述目标风格图像在HSV空间中表示S饱和度和V值两个方向轴的第一直方图和第二直方图；将所述第一直方图和第二直方图进行匹配，调整所述第四灰度图像的饱和对比度。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述目标风格图像，采用正片叠底的方法对调整饱和对比度后的第四灰度图像添加画板层。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋思捷，杨撒博雅，刘家瑛，郭宗明，
申请(专利权)人：北京大学，北大方正集团有限公司，北京北大方正电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11