床上用品色彩風(fēng)格輔助設(shè)計

馬云芳，宋明黎，卜佳俊

(1.臺州職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣信息學(xué)院，浙江臺州 318000;2.浙江大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，浙江杭州 310027)

和諧的色彩搭配是一款床上用品能否贏得市場青睞的關(guān)鍵因素之一。目前，床上用品色彩風(fēng)格設(shè)計主流方法［1］是由經(jīng)驗(yàn)豐富的產(chǎn)品設(shè)計者依靠其個人的藝術(shù)美感和豐富的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)搭配出色彩方案，這種方法主要由設(shè)計者的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)、個人喜好決定，在產(chǎn)品風(fēng)格多樣化、創(chuàng)新速度要求快速化的時代，這種設(shè)計方法耗時耗力，不能有效地滿足產(chǎn)品快速設(shè)計生產(chǎn)、搶占市場的目的，但是借助于計算機(jī)圖像輔助技術(shù)，設(shè)計者可參考已有的一幅圖像，將該圖像的色彩搭配方案和諧轉(zhuǎn)移到目標(biāo)圖像，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品風(fēng)格多樣化的快速設(shè)計，本文對床上用品色彩風(fēng)格輔助設(shè)計展開研究。

1 相關(guān)工作

色彩和諧是指多種顏色有秩序協(xié)調(diào)地組織在一起，帶給人美的感覺，如何設(shè)計出和諧的色彩方案一直是設(shè)計和科研人員關(guān)注并致力于解決的問題。MOON等［2］首先提出了以秩序?yàn)楹诵牡纳屎椭C局部理論，將色彩調(diào)和關(guān)系分成垂直、內(nèi)面調(diào)和等7種。OSTWALD等［3］提出了相似顏色和諧量化描述。ITTEN［4］對不同色調(diào)在紅黃藍(lán)調(diào)色盤上的位置給出了定量說明，提出了基于色調(diào)的顏色協(xié)調(diào)理論，并在應(yīng)用領(lǐng)域得到了廣泛使用。TOKUMARU等［5］將色彩和諧分為基于色調(diào)的和諧和基于飽和度、亮度的和諧，在HSV顏色空間依據(jù)圖像H分量的分布情況建立色彩和諧模版，該模版共有8種類型，如圖1所示。圖中類型i、V、T是相似顏色和諧模版，類型I、Y、X是互補(bǔ)顏色和諧模版，類型L則是混合顏色模版，類型N是灰度圖像的和諧模版，圖像的所有顏色只要落在和諧模版的灰色區(qū)域內(nèi)，TOKUMARU就認(rèn)為圖像顏色是和諧的。

圖1 色彩和諧模版Fig.1 Color harmony templates

基于色彩轉(zhuǎn)移的產(chǎn)品風(fēng)格設(shè)計起源于20世紀(jì)80年代的黑白電影的彩色化處理，最具代表意義的是REINHARD等［6］提出的方法，該方法利用色彩空間轉(zhuǎn)換，在LAB顏色空間使用均值和標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計信息對圖像顏色進(jìn)行校正，使得目標(biāo)圖像各個通道均值、方差與參考圖像具有相同的分布從而實(shí)現(xiàn)參考圖像到目標(biāo)圖像的色彩風(fēng)格轉(zhuǎn)移。之后，TSAI等［7］使用灰色理論、孟賽爾色彩調(diào)和理論和遺傳算法開發(fā)了色彩設(shè)計支持系統(tǒng)，能夠幫助設(shè)計師模擬雙色產(chǎn)品配色和搜索滿足外觀需求的兩色配色組合。WANG等［8］將OU等［9］的方法應(yīng)用到基于顏色傳遞的著色方法中，提出一種根據(jù)配色模板增強(qiáng)圖像視覺主題的方法。劉炯宙等［10］提出了以色彩語義為驅(qū)動、交互式遺傳算法為操作手段的產(chǎn)品配色設(shè)計方法。

這些應(yīng)用都在相應(yīng)的領(lǐng)域?yàn)楣I(yè)產(chǎn)品的色彩方案設(shè)計提供了幫助，降低了產(chǎn)品開發(fā)周期，提高了效率，但是大部分的應(yīng)用中沒有考慮色彩和諧的因素，而如何選擇和諧的色彩搭配不是一件容易的事情，這正是大部分設(shè)計人員迫切需要計算機(jī)提供幫助的地方;再者，在現(xiàn)有的文獻(xiàn)中沒有專門關(guān)于床上用品色彩方案輔助設(shè)計的方法，因此，本文將以擴(kuò)展的色彩和諧模版作為和諧評價的依據(jù)展開床上用品風(fēng)格的輔助設(shè)計研究，將參考圖像的顏色轉(zhuǎn)移到源圖像中，得到目標(biāo)圖像，最終實(shí)現(xiàn)床上用品圖像的色彩風(fēng)格轉(zhuǎn)移。主要解決2個問題:一是床上用品色彩風(fēng)格數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建;二是參考圖像色彩風(fēng)格如何轉(zhuǎn)移到源圖像從而得到目標(biāo)圖像。具體流程圖見圖2。

2 床上用品圖像色彩風(fēng)格數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

色彩風(fēng)格研究目的是要在設(shè)計者和使用者之間建立溝通的橋梁，改變設(shè)計者從藝術(shù)角度關(guān)心產(chǎn)品設(shè)計中“美”的準(zhǔn)則的應(yīng)用，而消費(fèi)者則關(guān)注色彩感覺，二者之間沒有一條有效溝通渠道的現(xiàn)狀［11］。本文中床上用品色彩風(fēng)格數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，主要考慮主色調(diào)和床上用品色彩描述語義2個方面。

2.1 床上用品主色調(diào)確定

對于主色調(diào)(冷暖感)，文獻(xiàn)［12］研究了國內(nèi)家紡品牌的設(shè)計風(fēng)格、市場現(xiàn)狀和消費(fèi)者心理，將家紡設(shè)計主流風(fēng)格分為簡約設(shè)計風(fēng)格、田園設(shè)計風(fēng)格、卡通設(shè)計風(fēng)格、混搭設(shè)計風(fēng)格、歐式古典設(shè)計風(fēng)格、中式設(shè)計風(fēng)格、美式設(shè)計風(fēng)格、異國風(fēng)情設(shè)計風(fēng)格8種。在淘寶網(wǎng)、當(dāng)當(dāng)網(wǎng)、京東商城等綜合購物網(wǎng)站搜索床上用品風(fēng)格類型，主要有地中海風(fēng)格、中式古典風(fēng)格、美式鄉(xiāng)村風(fēng)格、韓版田園風(fēng)格、粉色田園風(fēng)格、東南亞風(fēng)格、現(xiàn)代簡約風(fēng)格、卡通風(fēng)格等。從應(yīng)用實(shí)際出發(fā)，考慮到有些風(fēng)格顏色種類較多，主色調(diào)很難確定，像混搭設(shè)計風(fēng)格，有些風(fēng)格類型則主要由圖案決定的，像卡通風(fēng)格，因此本文主要討論地中海風(fēng)格、中式古典風(fēng)、美式鄉(xiāng)村風(fēng)格、韓版田園風(fēng)格、東南亞風(fēng)格、現(xiàn)代簡約風(fēng)格6種。

圖2 色彩和諧的床上用品風(fēng)格交互式輔助設(shè)計流程Fig.2 Bed clothes style interactive computer aided design process based color harmony

床上用品主色調(diào)主要由HSV色彩空間的H分值決定(HSV色彩空間是根據(jù)顏色的直觀特性創(chuàng)建的一種顏色空間，其參數(shù)分別是色調(diào)H，飽和度S，亮度V)，H取值范圍為0～360，使用精確數(shù)學(xué)難以確定床上用品的主色調(diào)，比如中式古典風(fēng)格和東南亞風(fēng)格的主色調(diào)就沒有明確的界限，人們很難說明金黃色一定是屬于中式古典風(fēng)格的床上用品還是東南亞風(fēng)格的床上用品，2種風(fēng)格的主色調(diào)都有可能是金黃色，因此本文采用K-means算法和模糊隸屬函數(shù)來計算床上用品主色調(diào)的類型。算法如下:1)計算床上用品圖像的H分量直方圖，對直方圖做一維平滑濾波，分析直方圖局部特征，設(shè)定H分量直方圖最小的波峰距離，計算出H通道的直方圖中波峰個數(shù)，得到床上用品圖像中顏色數(shù)目，即確定色彩特征提取的顏色數(shù)目;2)將圖像的H值和顏色特征聚類數(shù)目作為輸入進(jìn)行顏色分類;3)求取圖像H矩陣向量的最小H值，計算向量元素總數(shù)目，確定初始聚類中心;4)計算圖像向量中每個分量與所有聚類中心的距離，找到圖像向量中每個分量與聚類中心距離中最短的那一個聚類中心，記錄圖像向量中每個分量所屬的分類號;5)找到圖像向量中所有屬于第i類的分量，更新第i類的聚類中心，直至聚類中心不再變化，聚類結(jié)束;6)計算每個像素屬于類別的矩陣，返回，得到類顏色聚類的Hi、Si、Vi值及其像素點(diǎn)數(shù)Pi;7)計算床上用品圖像第i類的Hi、Si、Vi均值 HMi、SMi、VMi;8)定義論域 U 為床上用品風(fēng)格［0，360］，通過主成分分析方法(SD)得出6種床上用品風(fēng)格(中式古典風(fēng)格、東南亞風(fēng)格、美式鄉(xiāng)村風(fēng)格、韓版田園風(fēng)格、現(xiàn)代簡約風(fēng)格、地中海風(fēng)格)的模糊子集，使用模糊隸屬函數(shù)對床上用品圖像進(jìn)行分類，確定床上用品的主色調(diào)。

2.2 床上用品色彩描述語義確定

在實(shí)際應(yīng)用中，人們習(xí)慣使用“時尚的”“喜慶的”“雅致的”等形容詞來描述由顏色引發(fā)的感官效果。對于床上用品色彩描述語義的確定，本文首先從藝術(shù)類和設(shè)計類的書籍、網(wǎng)絡(luò)、期刊、雜志中選擇60個可描述床上用品色彩感覺的形容詞，請經(jīng)過一定訓(xùn)練的藝術(shù)學(xué)院和設(shè)計專業(yè)的學(xué)生和教師共計20人對這些形容詞進(jìn)行篩選，選出適合描述床上用品的，符合東方人審美感覺的30個形容詞。然后在淘寶網(wǎng)、百度圖片、家紡設(shè)計網(wǎng)選擇各種風(fēng)格的床上用品圖片各20張，共計120張圖片，將這些圖片全部混合作為樣本，給受測者講解6種床上用品風(fēng)格的特點(diǎn)、來源，請受測者對120張圖片按6種風(fēng)格進(jìn)行分類，這樣色彩描述語義形容詞也就相應(yīng)地歸到了不同的床上用品分類中，得出了床上用品顏色風(fēng)格為“主色調(diào)+床上用品色彩描述語義”，例如中式古典風(fēng)主色調(diào)為紅色、金黃色、藍(lán)色，色彩描述語義為華麗的、喜慶的、高貴的、雅致的、寫意的5種。不同色彩風(fēng)格床上用品的主色調(diào)、對應(yīng)的H值范圍以及描述語義具體見表1。

色彩除了上述的冷暖感(主色調(diào))外，還有濃淡感、明暗感、素艷感和輕重感［13］，這些感覺主要由S和V分量確定。對于這些色彩感的確定，本文同樣請20個經(jīng)過訓(xùn)練的受測者對色彩語義描述形容詞進(jìn)行分類，最后將30個形容詞分別歸到濃淡感、明暗感、素艷感和輕重感4種分類中，接著選擇4類典型的床上用品圖像計算其S和V值，按照S和V值大小進(jìn)行排序，就得到濃淡感、明暗感、素艷感和輕重感4類語義描述形容詞從大到小的排序分類，具體見表2。

表1 床上用品色彩風(fēng)格及描述語義Tab.1 Color style of bed clothes and description semantics

表2 床上用品描述語義排序Tab.2 Description semantics sorting of bed clothes

色彩的濃淡感主要由HSV色彩空間的S分量決定，根據(jù)本文分類，將床上用品的濃淡程度分成9種(具體見表2)，設(shè)色彩的飽和度為Si，則色彩的濃淡類別Is定義為

式(1)中Is按照四舍五入取值，計算結(jié)果為1～9，分別對應(yīng)床上用品按濃淡程度分的9個描述語義，假設(shè)Is大于0小于0.5，Is取值為1，下文中其他幾種類別也做類似處理。

色彩的明暗感主要由HSV色彩空間的V分量決定，床上用品按明暗程度分成5種，設(shè)色彩的亮度分量為Vi，則色彩的明暗類別Iv定義為

色彩的素艷感主要與飽和度相關(guān)，飽和度高的會產(chǎn)生鮮艷、華麗的感覺，亮度高的色彩比起亮度低的色彩顯得更為華麗，本文床上用品按素艷程度分為7種，選擇S和V作為控制色彩素艷感參數(shù)，考慮到飽和度、亮度過低，色彩變得黯淡，并且與明暗感的部分顏色相似，所以S和V變換區(qū)間沒有選擇飽和度和亮度的所有取值，且亮度的變化幅度小于飽和度，因此定義素艷類別Iy為

色彩的輕重感主要由亮度決定，高亮度的色彩感覺輕，低亮度的色彩感覺重，本文床上用品按輕重程度分為9種，定義輕重類別Iw為

根據(jù)上述定義，可得到6種不同風(fēng)格床上用品的各種描述意義的色彩風(fēng)格數(shù)據(jù)庫，圖3為使用上述方法計算出來的中式古典風(fēng)格各種描述語義所對應(yīng)的床上用品圖片。

3 圖像色彩風(fēng)格轉(zhuǎn)移

床上用品的風(fēng)格轉(zhuǎn)移分為2部分:一是前景顏色優(yōu)化轉(zhuǎn)移;二是背景顏色轉(zhuǎn)移。首先采用交互式分割方式實(shí)現(xiàn)床上用品圖像前景背景分割，由用戶選擇床上用品圖像背景的若干個像素點(diǎn)，計算像素點(diǎn)鄰域的R、G、B各分值均值(RGB色彩模式是工業(yè)界的一種顏色標(biāo)準(zhǔn)，通過紅R、綠G、藍(lán)B 3個顏色通道的變化以及它們相互之間的疊加來得到各式各樣的顏色)，設(shè)置顏色聚類球體半徑值，實(shí)現(xiàn)前景背景分割，前景背景分割效果可參見圖2。背景顏色的轉(zhuǎn)移是將源圖像的背景顏色用參考圖像的背景顏色替換得到的。

3.1 參考圖像顏色風(fēng)格的提取和優(yōu)化

對于前景優(yōu)化轉(zhuǎn)移首先是找到與參考圖像色彩最匹配的和諧模版，按照文獻(xiàn)［14］的方法，有一部分和諧變化后的圖像與原圖像風(fēng)格相距較遠(yuǎn)，如圖4(a)中的床上用品圖像經(jīng)過色彩和諧之后變成了圖4(b)，圖像中的葉子顏色和背景都發(fā)生了很大的變化，究其原因是因?yàn)閳D4(a)的圖像經(jīng)過計算得到的和諧模版類型是T，旋轉(zhuǎn)的角度為248.6°(順時針方向)，從圖1可看出T類型的和諧模版灰色區(qū)域?yàn)榘雮€圓，H變化范圍較大，這樣圖4(a)葉子的顏色在色彩轉(zhuǎn)移的過程中就選擇了距離較近的紅色，而不是黃色，因此需要對圖1中的和諧模版進(jìn)行修改擴(kuò)充。

圖3 中式古典風(fēng)格床上用品圖像及顏色和色彩語義Fig.3 Chinese classical style bed clothes images and color bar and color description semantics.(a)Gorgeous;(b)Joyous;(c)Noble;(d)Elegant;(e)Comfortable

圖4 床上用品參考圖像和諧變換Fig.4 Harmonized result of bed clothes reference image.(a)Reference image;(b)Harmonized result before harmony templates to expand;(c)Harmonized result after harmony templates to expand

對床上用品圖像顏色風(fēng)格數(shù)據(jù)庫中的所有圖像進(jìn)行和諧變化，分析和原圖像差異較大的圖像，參照色彩和諧I和 Y模版，取 V、L、T、Y、X模版灰色區(qū)域的子集，增加8 種顏色模版，命名為 I2、I3、I4、I5和Y2、Y3、Y4、Y5，見圖 5。其中 Y 和 Y2～ Y5模版的大灰色區(qū)域弧長減少五分之一，經(jīng)過擴(kuò)充，現(xiàn)在顏色模版增加到15種，這樣變化后的圖像就能夠盡可能地保持圖像原有的風(fēng)格，同時增加的模版是原來模版的子集，變化之后的圖像還是和諧的。圖4(c)示出床上用品圖像經(jīng)過擴(kuò)充之后的色彩和諧變化結(jié)果，和原圖像4(a)的色彩風(fēng)格基本能保持一致。

圖5 擴(kuò)充的和諧模版Fig.5 Extended harmony templates

假設(shè)床上用品色彩風(fēng)格方案為(m，a)，定義和諧模版(m，a)和參考圖像Ir之間的顏色距離F(Ir，(m，a))［14］為:

本文中S值在這里不做考慮，放到色彩風(fēng)格轉(zhuǎn)移完成之后進(jìn)行整體調(diào)整。為盡可能地保持圖片的原有風(fēng)格，對于圖像中面積較大的顏色不能丟棄，一定要出現(xiàn)在色彩和諧模版中，因此增加一個變量R(p)，式(5)則變?yōu)?/p>

式(6)中 m∈{i，V，L，l，I2～ I5，T，Y，Y2～ Y5，X，N}，H為色調(diào)，a是和諧模版灰色區(qū)域沿順時針方向離0度的弧長，只要確定了m和a值就可確定參考圖像Ir的和諧色彩方案，所以F(Ir，(m，a))函數(shù)是尋找一個能量最小F使床上用品圖像顏色最和諧。||H(p)－ETm(a)(p)||代表參考圖像的像素H值與和諧模版灰色區(qū)域的弧長距離絕對值，只要是落在和諧模版灰色區(qū)域內(nèi)的H值，色彩距離為0。R(p)表示參考圖像的像素所在色塊在圖像中占的像素的比值，如圖6(a)源圖像的顏色條中第1個色塊(淺黃色的色塊)在圖像中所占的像素最多，比值最大，則圖像中淺黃色的像素點(diǎn)的R(p)就大，這樣就能保證圖像中主要顏色都能傳遞到目標(biāo)圖像中。

圖6 色彩和諧床上用品風(fēng)格轉(zhuǎn)移結(jié)果Fig.6 Bed clothes color transfer result based color harmony.(a)Source image;(b)Reference image;(c)Color transfer result before S，V values adjustment;(d)Color transfer result after S，V values adjustment

3.2 顏色傳遞

經(jīng)過上一部分的圖像和諧處理，確定了圖像的色彩塊能量最小的和諧色模版的m和a值，接下來要將參考圖像的前景顏色傳遞到源圖像前景中，也就是讓源圖像前景的每一像素點(diǎn)顏色都落在由參考圖像計算出來的和諧色彩模版的灰色區(qū)域內(nèi)。在顏色傳遞中，為避免顏色簡單地從和諧模版到目標(biāo)圖像的線性轉(zhuǎn)移，采用標(biāo)準(zhǔn)高斯分布函數(shù)來實(shí)現(xiàn)顏色正態(tài)轉(zhuǎn)移，使得顏色能夠向和諧模版灰色區(qū)域集中，定義色彩傳遞函數(shù):

式(7)中:H(It)是目標(biāo)圖像的H值;C(Ir)是參考圖像和諧模版灰色區(qū)域的中心像素點(diǎn)的H值;ω是參考圖像和諧模版灰色區(qū)域的圓弧長度，高斯分布函數(shù)的σ值取值為ω的二分之一，σ越小，顏色分布越集中在和諧模版灰色區(qū)域C(Ir)附近，σ越大，顏色分布越往灰色區(qū)域的邊界靠近。經(jīng)過上述顏色傳遞之后，目標(biāo)圖像的每一像素的H值都落在了和諧模版灰色區(qū)域內(nèi)，并且由于高斯函數(shù)的約束，H值都收斂到和諧模版灰色區(qū)域C(Ir)，實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)圖像的單調(diào)性和一致性，最終實(shí)現(xiàn)顏色和諧傳遞。

3.3 目標(biāo)圖像的S和V值調(diào)整

將和諧變化之后的前景圖像和背景圖像融合得到的圖像H值已經(jīng)和參考圖像相似，但是S和V值還是有一定的差異。圖6(a)示出來自文獻(xiàn)［15］的寶相花床上用品圖像，圖6(b)示出家紡網(wǎng)的獲獎床上用品圖像，圖6(c)示出經(jīng)過色彩風(fēng)格轉(zhuǎn)移之后的變化結(jié)果，和參考圖像在顏色飽和度和亮度方面還存在一定的差異，導(dǎo)致圖像整體風(fēng)格還有區(qū)別，所以還要對目標(biāo)圖像的S和V值進(jìn)行調(diào)整，定義公式為:

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

用戶打開要處理的床上用品源圖像，根據(jù)需要選擇參考圖片的床上用品主色調(diào)，床上用品色彩風(fēng)格語義，這樣就可得到若干張參考圖像，選擇其中的1張，得到參考圖片，將參考圖片的前景背景顏色分別轉(zhuǎn)移到源圖片中就可得到目標(biāo)圖像。

圖7示出某家紡企業(yè)提供的“詩情畫意”系列床上用品色彩風(fēng)格變化結(jié)果1。圖7(a)是源圖像，7(b)是參考圖像，7(c)是使用文獻(xiàn)［6］方法轉(zhuǎn)移的結(jié)果，7(d)是使用本文方法變化的結(jié)果。從圖7變化結(jié)果可看出，2種方法的變化結(jié)果總體都和參考圖像的風(fēng)格比較一致，但在細(xì)節(jié)上，使用文獻(xiàn)［6］方法轉(zhuǎn)移的目標(biāo)圖像中黃色花瓣的顏色并沒有被轉(zhuǎn)移，還是源圖像中的黃色，葉子的顏色也比較深，和目標(biāo)圖像的顏色有一定的差距，而使用本文方法轉(zhuǎn)移的目標(biāo)圖像和參考圖像上的色彩都比較接近，沒有很明顯H值的差異，這是因?yàn)樵磮D像前景的所有顏色都被映射到參考圖像和諧模版的灰色區(qū)域內(nèi)。

圖7 “詩情畫意”床上用品色彩風(fēng)格變化結(jié)果1Fig.7 Bed clothes color transfer resultⅠ of poetic and pictorial splendor.(a)Source image;(b)Reference image;(c)Color transfer result by reference［6］;(d)Color transfer result by paper

圖8示出“詩情畫意”床上用品色彩網(wǎng)格變化結(jié)果2。圖中使用文獻(xiàn)［6］方法進(jìn)行風(fēng)格轉(zhuǎn)移的目標(biāo)圖像8(c)整體的顏色風(fēng)格和參考圖像8(b)差異比較大，目標(biāo)圖像花的顏色和背景都往紅色色調(diào)轉(zhuǎn)移，而實(shí)際上目標(biāo)圖像的背景應(yīng)該是參考圖像中背景的淺灰綠色，而且花的顏色和目標(biāo)圖像中的顏色差異較大。使用本文方法進(jìn)行色彩風(fēng)格轉(zhuǎn)移比較成功，目標(biāo)圖像和參考圖像中花的顏色相似，葉子和背景的顏色也比較類似，較為成功地將參考圖像的色彩風(fēng)格轉(zhuǎn)移到了目標(biāo)圖像。

圖8 “詩情畫意”床上用品色彩風(fēng)格變化結(jié)果2Fig.8 Bed clothes color transfer resultⅡ of poetic and pictorial splendor.(a)Source image;(b)Reference image;(c)Color transfer result by reference［6］;(d)Color transfer result by paper

圖9所示的2種方法圖像變化結(jié)果和圖8類似。

圖9 “詩情畫意”床上用品色彩風(fēng)格變化結(jié)果3Fig.9 Bed clothes transfer resultⅢ of poetic and pictorial splendor.(a)Source image;(b)Reference image;(c)Color transfer result by reference［6］;(d)Color transfer result by the paper

圖10示出某家紡企業(yè)提供的“天籟”床上用品色彩風(fēng)格變化結(jié)果。圖中源圖像整體顏色偏暗，經(jīng)過本文方法的風(fēng)格轉(zhuǎn)移后，參考圖像中比較鮮亮的顏色風(fēng)格成功地轉(zhuǎn)移到了目標(biāo)圖像中，花的顏色是鮮紅色，整體風(fēng)格比較亮麗活潑。

圖10 “天籟”床上用品色彩風(fēng)格變化結(jié)果Fig.10 Bed clothes color transfer result of teana.(a)Source image;(b)Reference images;(c)Target images

5 結(jié)語

本文提出了一種基于色彩和諧的床上用品風(fēng)格轉(zhuǎn)移的方法，構(gòu)建基于“主色調(diào)+描述語義”的床上用品圖像數(shù)據(jù)庫，根據(jù)用戶的需求在數(shù)據(jù)庫中搜索參考圖像，采用擴(kuò)充的色彩和諧模版作為色彩和諧評價依據(jù)，實(shí)現(xiàn)源圖像前景顏色的正態(tài)變化，使用方差和均值調(diào)整前景背景融合之后的目標(biāo)圖像S和V值，最終得到和參考圖像風(fēng)格一致的目標(biāo)圖像，這種交互式的床上用品圖像色彩設(shè)計輔助方法降低了床上用品設(shè)計人員對專業(yè)知識和反復(fù)試驗(yàn)的依賴，縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期，提高了產(chǎn)品研發(fā)效率。

本文方法存在以下缺陷:第一，沒有考慮圖像紋理的因素;第二，當(dāng)參考圖像顏色豐富，而源圖像的顏色相對比較單一的時候，參考圖像的顏色傳遞到目標(biāo)圖像顏色會比較單一;第三，當(dāng)前景背景顏色比較接近的話，前景背景分割不完整，顏色風(fēng)格轉(zhuǎn)移結(jié)果就會不理想。針對以上問題，后續(xù)的研究將從以下方面展開:第一，圖像紋理主要與飽和度和亮度相關(guān)，在色彩傳遞中增加這2個分量;第二，對色彩單一的源圖像進(jìn)行預(yù)處理，使之與參考圖像顏色數(shù)接近;第三，對于前景背景顏色比較接近的源圖像，進(jìn)行整體色彩轉(zhuǎn)移，不進(jìn)行前景背景分割。

［1］ 楊鵬.風(fēng)格轉(zhuǎn)移驅(qū)動的產(chǎn)品色彩方案設(shè)計技術(shù)研究［D］.杭州:浙江大學(xué)，2013:1－30.YANG Peng.Research on the design technology of product color scheme driven by style transfer［D］.Hangzhou:Zhejiang University，2013:1 －30.

［2］ MOON P，SPENCER D.Geometric formulation of classical color harmony［J］.Journal of the Optical Society of America，1944，34(1):4 －17.

［3］ OSTWALD W，BIRREN F.The Color Primer:A Basic Treatise on the Color System of Wilhelm Ostwald［M］.New York:Van Nostrand Reinhold Company，1969:3 －60.

［4］ ITTEN J.The Art of Color:the Subjective Experience and Objective Rationale of Color［M］.New York:Van Nostrand Reinhold Company，1973:4 －50.

［5］ TOKUMARU M，MURANAKA N，IMANISHIS.Colordesign support system considering color harmony［C］//Proceedings of the 2002 IEEE International Conference on Fuzzy Systems，Honolulu，HI.USA:IEEE，2002:378 －383.

［6］ REINHARD E，ASHIKHMIN M，GOOCH B，et al.Color transfer between images［J］.IEEE Computer Graphics and Applications，2001，21(5):34 －41.

［7］ TSAI H，CHOU J.Automatic design support and image evaluation of two-coloured products using colour association and colour harmony scales and genetic algorithm［J］.Computer-Aided Design，2007，39(9):818－828.

［8］ WANG B，YU Y，WONG T，et al.Data-driven image color theme enhancement［J］.ACM Trans Graph，2010，29(6):1－10.

［9］ OU L C，LUO M R，WOODCOCK A，et al.A study of colour emotion and colour preference.part I:colour emotions for single colours［J］.Color Research and Application，2004，29(3):233－240.

［10］ 劉炯宙，李基拓，陸國棟.色彩語義驅(qū)動的產(chǎn)品交互式遺傳配色設(shè)計［J］.計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報，2012，24(5):669－676.LIU Jiongzhou，LI Jituo，LU Guodong.Color scheme design through color semantic and interactive genetic algorithm［J］.Journal of Computer-Aided Design ＆Computer Graphics，2012，24(5):669 －676.

［11］ 陳雁.紡織服裝顏色風(fēng)格的原理與應(yīng)用［D］.蘇州:蘇州大學(xué)，2002:1－50.CHEN Yan.The principal and application of color style on textile and clothing［D］.Suzhou:Soochow University 2002:1－50.

［12］ 鄭重.家紡設(shè)計主流風(fēng)格分類及其品牌定位［J］.世界家苑，2011(11):229.ZHENG Zhong.Main style classification of home textile design and brand positioning［J］. World Garden，2011(11):229.

［13］ 王可.計算機(jī)輔助色彩設(shè)計理論和方法研究［D］.西安:西北工業(yè)大學(xué)，2006:1－50.WANG Ke.Theories and methods of computer aided color design［D］.Xi'an:Northwestern Polytechnical University，2006:1 －50.

［14］ COHEN-OR D，SORKINE O，GAL R，et al.Color harmonization［J］.ACM Transactions on Graphics，2006，25(3):624－630.

［15］ 張晶.基于 CAD軟件床上用品織物的設(shè)計與試制［D］.蘇州:蘇州大學(xué)，2009:1－36.ZHANG Jing.Design and trial-manufacture of the bedding fabrics based on the CAD software［D］.Suzhou:Soochow University，2009:1 －36.