چکیده: رنگی‌سازی تصاویر به محاسبه مولفه‌های رنگی در تصاویر خاکستری اشاره دارد. تغییرات در سطوح خاکستری به طور معمول نشان دهنده رنگ تصویر است، بنابراین از یک تصویر خاکستری می‌توان به تصویر رنگی معادل آن دست یافت. پژوهش‌های پیشین به منظور رنگ‌آمیزی تصاویرخاکستری با استفاده از تشخیص اشیاء موجود در صحنه انجام شده است، اما چالشی به نام ماهیت چندوجهی در این روش‌ها وجود دارد. ماهیت چندوجهی به این معناست که هر شی در تصویر خاکستری می‌تواند انواع مختلف رنگ به خود بپذیرد. در این پایان‌نامه، دو روش برای رنگی‌سازی تصاویر خاکستری، ارائه شده است. روش پیشنهادی اول، فرضیه انتخاب ترکیبرنگی هماهنگ در صحنه را ارائه می‌دهد، چرا که در طبیعت رنگ‌های صحنه‌های طبیعی اغلب به بهترین شکل با هم هماهنگی دارند. در رنگی‌سازی تصویر خاکستری بر اساس این روش، برای اطمینان از هماهنگی رنگ‌ها، از نوع بهبود یافته شبکه متخاصم مولد شرطی به نام Pix2Pix استفاده شده است. شبکه Pix2Pix نوعی از شبکه متخاصم مولد شرطی است که تصویر ورودی را به تصویر خروجی نگاشت می‌دهد. روش پیشنهادی دوم، بر مبنای انتخاب یک ترکیب‌رنگی هماهنگ به صورت مستقل به ازای هر شی در تصویر است. روش پیشنهادی اول، رنگی‌سازی را با در نظر گرفتن ترکیب‌رنگی برای کل تصویر انجام می‌دهد اما رنگی‌سازی را به ازای هر شی بطور مستقل انجام نمی‌دهد. به منظور انتخاب ترکیب رنگی به ازای هر شی در تصویر، از شبکه بهبود یافته Pix2Pix به همراه مکانیزم توجه استفاده شده است. در واقع، مکانیزم توجه به انتخاب تغییرات تند و اشیا درون تصویر کمک می‌کند. همچنین، از فضای رنگی Lab در هر دو روش پیشنهادی، به دلیل تمایز مولفه‌ روشنایی از مولفه‌ رنگی تصویر، استفاده شده است و فضای رنگی Lab قادر به نمایش بیشترین محدوده رنگ نیز می‌باشد. از دو نوع مجموعه‌داده شامل المان‌های رنگی سازگار با هم و المان‌های رنگی مستقل برای دو روش پیشنهادی استفاده شده است. به ازای هر دسته‌بندی از مجموعه‌داده، 4000 تصویر جهت آموزش و 1000 تصویر برای مرحله ارزیابی در نظر گرفته شده است. روش پیشنهادی ما با استفاده از روش‎‌های ارزیابی‌های کمی و کیفی به نتایج قابل توجهی رسیده است و تصاویر نهایی رنگی‌شده نیز طبیعی‌تر و از دید کاربر پسندیده‌تر هستند.