导读:胡 涛,汪 鑫,张志刚(西安理工大学陕西 西安710048)摘 要:提出一种基于人工神经网络的色空间变换方法。该方法利用神经网...
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网络的最终目的是实现RGB→CIELab的精确转换。转换精度通过1 631个色块的色差ΔE*ab来评价,包括1 331个建模色块和300个检测色块。每个色块的色差定义为:
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为了在色空间转换后得到最小的色差,分别在9种不同的条件下对网络结构进行训练。网络结构从3层(3-8-3)到5层(3-20-20-20-3),在变换隐层数目的同时还要变换神经元的数目。用不同网络结构得到的建模色块和检测色块的色差分别填入表1。
实验表明,在训练样本取1 331个的情况下,测试色块的平均色差控制精度达到了2~4,属于小色差范围。从1号(3-8-3),4号(3-10-10-3)和7号(3-10-10-10-3)神经网络的训练结果可以看出,样本点的训练并不是网络层数越多越好。从5号(3-15-15-3)和6号(3-20-20-3)神经网络的训练结果可以看出,对于层数相同的网络,并不是神经元的数目越多结果越精确。?
从图2看出,检测色块的平均色差并不是严格与建模色块的平均色差一致。例如,8号(3-15-15-15-3)神经网络比9号(3-20-20-20-3)神经网络训练得到的建模色块的平均色差大,但是8号神经网络的检测色块的平均色差却比9号小,5号和9号也是如此。
如何选择BP网络的层数和神经元的数目,以使色空间转换后,得到最小的建模色差和检测色差,要根据具体的条件,如允许训练的时间和要求达到的最小色差,通过不断的训练取一个适当的值。对本次实验来说,训练得到最为满意的结果5号(3-15-15-3)神经网络,其建模色块的平均色差为0.852 1,检测色块的平均色差为2.458 8。 ? 3结语
由于神经网络具有自学习、自组织、自适应能力,有很强的容错能力以及高度的非线性表达能力,并能有效地解决许多实际问题,特别符合颜色空间变换和彩色图像处理的特点,因此得到广泛的研究。实验结果表明,本文基于人工神经网络的CRT色空间变换方法达到了传统色空间变换的较好水平。由于条件限制,目前使用的BP神经网络是计算机软件模拟的。如使用硬件神经网络,有望实现实时转换。参考文献[1]闻新,周露,王丹力,等.MATLAB神经网络应用设计[M].上海:科学出版社,2000
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