皮影是极具地方特色的中华民族传统文化瑰宝,蕴含着丰富的民俗意识和文化内涵。作为一门古老的民间艺术,皮影中的服饰图案蕴含着独特的美学特征和传统的文化内涵,是人类艺术创造的精华。随着时代的发展,娱乐形式愈加多样化,皮影艺术正面临着退出历史舞台的危机。为了使其更有效地融入信息化的社会、实现更加广泛地传播,本文将计算机图像处理技术应用于皮影图案的研究中。一方面可以实现准确客观的识别及数字化的保存;另一方面可以进行系统地对比研究,突出皮影文化特点,更充分地利用传统文化元素进行再设计及创新应用,激活传统文化的生命力,实现新形势下的保护与传承。故本文做出如下研究。首先,为客观有效地识别局部图案轮廓,实现可选择性目标的提取,针对皮影图像局部细节丰富、色彩饱和度高而背景信息干扰较大的特点,设计了一种皮影图案轮廓的智能提取算法GABRS（Grab Cut Algorithm Based on RTV and SLIC）:1)采用相对总变差模型进行噪声与主结构的分离,实现图像的平滑处理;2)设计Grab Cut算法,通过分析图案轮廓的边界紧密度指标,确定最优的超像素分割数量,实现局部图案的优化分割;3)运用Canny算子对分割后的皮影图案进行了轮廓提取。其次,根据皮影服饰的色彩构成及图案特点,设计一种基于色彩聚类的皮影图案主色的识别方法:1)通过纹理滤波和图像分割技术实现了皮影图案的自动提取;2)采用DPC聚类对单幅皮影图案进行首次聚类,提取每幅图案的主色;3)根据角色的不同,对提取的主色进行再次聚类,获取了每类角色的主色搭配。在此基础上,结合皮影的制作工艺与所塑造角色的特征,对所得主色的色调、饱和度及明度的分布特点进行了深入的对比分析。从科学的角度可视化的展示了主色的分布情况,为后续进行基于皮影文化因子的图案再设计提供了色彩搭配参考。最后,将皮影服饰图案研究中所提取的纹样及色彩特征作为设计基础,选择能够反映皮影文化内涵的轮廓及色彩因子。结合皮影图案的组合形式及构成特点,基于形状文法对所选择的轮廓纹路进行设计演变,获得重构图案纹样。根据重构纹样的风格选择相应的色彩因子进行图案填充,最后将再设计后的重构图案应用到现代的服装设计中,并在3D软件中进行虚拟展示。