随着现代科技的高速发展，由像目标跟踪、对象识别等这些图像或视频处理的相关技术发展而成的应用软件已经在各类移动终端中被广泛的应用。然而，很多图像处理技术却只能满足对低分辨率图像进行及时处理的要求，随着时代的进步，人们对图像清晰率的要求越来越高，在图像处理时，以单个像素为单位的图像处理技术早已无法满足系统对实时性的要求。而图像超像素的生成技术是将图像里面某些具有相似性质的点聚类，以此将图像分割的一种图像处理算法，这种方法能够降低图像处理过程中的数据量。作为图像或者视频后处理的第一个步骤，生成超像素的质量对后续的图像或视频处理有很大的影响。然而，目前还没有这么一种通用的方式对所有的图像都可以很好的生成超像素。所以，超像素生成依然是一个具有非常大的研究价值的课题。
对此，本文提出了对图像超像素生成相关方法的研究，主要讨论了图像超像素生成的各种方法的算法和优缺点等。同时，本文叙述了图像超像素生成的各种方法的算法，基于图论的超像素分割方法：Graph-based方法，Ncut方法，Superpixel lattice方法等；基于梯度下降的超像素分割方法：分水岭方法，基于Mean-shift方法，SLIC方法。在本文中，我们将会列出相应的图像对比，作为判断依据。在上述方法中，我们会选取SLIC方法进行相关横向处理并研究其色彩传递算法。
关键词：超像素，图像分割，SLIC,色彩传递
超像素图像处理 I
摘要 I
Abstract II
目录 III
第一章 绪论 1
1.1 课题的提出背景及意义 1
1.2超像素生成的历史及研究现状 2
1.3 本文研究的课题及章要安排 2
第二章 图像超像素生成方法及应用 3
2.1 基于梯度下降的方法 3
2.2 基于拓扑图的方法 4
2.3 超像素的应用研究现状 5
2.4 小结 6
第三章 SLIC超像素分割 6
3.1 SLIC分割法 7
3.1.1 LAB颜色空间 7
3.1.2 基于SLIC的超像素分割 7
3.1.3 SLIC算法实验及其评价 9
3.2 基于SLIC的色彩传递算法 12
3.2.1 自适应阈值 12
3.2.2 基于SLIC的色彩传递算法 12
3.2.3 SLIC超像素色彩传递算法性能比较 13
3.3 改进SLIC算法 13
3.4 实验结果及分析 14
3.5 本章小结 18
第四章 超像素生成算法评价 18
4.1 超像素分割法的评价 18
4.2 本章小结 19
总结与展望 19
致谢 19
参考文献 20
随着科学技术的发展，图像处理技术在近几十年来取得了重大的进步，并且，作为信息处理的一个方向，对人们的生活产生了越来越大的影响。我们日常生活中所使用的手机和电脑等工具，都带有完整的图像处理系统，为图片提供了像照片防抖、风格变化、图像锐化等功能，给人们生活带来了许多的方便。所以，图像处理技术的进步对人们生活质量的提高有很大的意义。
1.1 课题的提出背景及意义
计算机视觉技术是图像处理的一个重要的研究方向，它是利用摄像机拍摄到的图像视频等，通过计算机内部相关处理转换成数学模型，以此来代表真实世界的信息，之后通过计算机理解和计算分析该数据，做出相应的回应。这项技术具有重要意义，它能让计算机在某些方面代替人类大脑并进行场景分析计算，做出智能判断。在日常生活或者国防事业中，计算机视觉技术发挥了重要作用。例如，生活中的指纹识别钥匙，体感游戏，马路上车牌识别等，国防中的可以用来识别敌我飞机等。所以，计算机视觉技术对改变人们生活深远影响，因此，计算机视觉技术的研究非常有意义。
图像分割技术是计算机视觉技术的重要基础。人们通过眼睛观察一幅图像，通常只对图像中的某些部分感兴趣，而这一部分的图片通常是整个图像中的某一个或多个具有特殊性质的或者特定的区域，我们称之为目标区域，其他区域则被称为背景区域。在图像处理中，我们需要将图像中的不同区域分割开来，使我们感兴趣的区域独立，这就是图像分割中所要解决的问题。图像分割已经称为计算机视觉技术中一个非常关键的问题，但同时，也是一个传统难题。
超像素生成技术是将图像中具有相似性质得以一些点进行聚类，以此来将图像过分割的一种分割技术。传统的图像处理技术几乎都是以像素为基本单位来进行图像处理，用一个二维矩阵来存储一张图片各像素点的灰度。可是，这样的处理技术往往忽略了一些相邻像的具有具有共同特性的像素点之间的联系，所以在处理图片是，时间复杂度往往较高，而且运算比较复杂。我们以一张720P图像为例，它的大小是1280*720，那么它有921600个像素。我们以这样大小的图像视频多对象识别为例。如果我们对每个单独的像素进行处理，那么遍历一张图片一次需要近百万次处理，这样的处理效率完全不能达到视频对象处理中的实时性。所以超像素生成法作为图像处理的预处理步骤，具有非常重大的意义。
本文主要研究部分是超像素图像分割，主要是SLIC超像素分割算法。在论文中，我们介绍SLIC图像分割的预处理步骤，并且具体的介绍了SLIC超像素分割法的具体算法以及他的优缺点，并且在最后与其他算法进行了一定程度的对比，列举了一些采用SLIC分割法处理过的图片。在最后本文还介绍了一种基于SLIC的超像素快速彩色传递算法。
本文一共分为4章，章节安排如下：
第1章：介绍了本文的研究背景及意义，总结了超像素发展的由来以及意义，并且介绍了超像素图像分割技术的现状，以及对本文的结构做了安排。
第2章：介绍了几种现存并且被使用的超像素分割方法，包括这些方法的算法思想，以及部分方法的算法步骤。
第3章：主要针对目前使用最广泛的SLIC算法进行阐述，并介绍了一种基于SLIC的彩色传递算法，最后针对现有SLIC算法提出了一种改进的分割法
第4章：对超像素生成算法的各个方面进行了实验，并从各个方面进行评价。
