在信息传递和交换中，图像是重要的传播媒体，颜色和灰度是决定一幅图像表现力的关键因素．在人类视觉系统中，颜色是重要的因素．由于人眼对灰度的敏感度远不如彩色，因此希望把灰度图像变成彩色图像以增强视觉效果，即图像的彩色化处理．图像的彩色化是将色彩添加到静态图像或视频序列的计算机辅助的过程．目前在影视、医疗、太空探索及工业、科学等领域有着广泛的应用，同时也是图像处理中一个活跃的、有挑战性的研究课题．本文主要测重对假彩色图像的处理即要求给静态灰度图像赋予自然的、接近于真实的色彩．在对彩色化研究现状进行分析总结的基础上，以图像彩色化中局部向全局扩展的算法为主要研究内容，重点分析了图像彩色化的优化扩展算法和快速算法，并对某些算法进行仿真实验。在基于最短距离和混合加色的彩色化基础上，本人提出了本质距离的另一种定义，以亮度差作为两相邻像素的本质距离，并对其增加能量，然后扩展到任意的像素间的本质距离，夸大了强度的改变，使目标之间的边界更明显．