[發明專利]一種均值漂移圖像分割算法的并行化方法

無效

• 申請號: 201010241972.1
• 申請日: 2010-07-29
• 公開（公告）號: CN101916432A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 江萬壽;姚璜
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明涉及圖像分割技術領域，尤其涉及一種均值漂移圖像分割算法的并行化方法。

背景技術

圖像分割算法是圖像處理技術應用的重要內容之一，而均值漂移分割算法是目前實際應用較多、比較成熟的圖像分割算法之一。此外由于均值漂移分割算法在運行中需要將圖像數據一次性全部讀入內存，同時需要保存圖像的濾波、聚類等中間結果，在此過程中需要占用大量的內存資源。另外，由于此算法需要通過迭代查找樣本點中的局部密度極大值點，計算量巨大，影響了算法在實用中的效率。克服這兩種困難的一個手段就是對均值漂移分割算法以并行計算方式實現。參考文獻1提供了一個實例來實現對均值漂移分割算法以并行計算方式。

但是，由于均值漂移分割中是通過迭代的方式查找局部密度極大值點直到收斂，最后找到的收斂點可能遠離查找的起始點。如果像通常并行化圖像處理算法時那樣并行化均值漂移分割算法，簡單的將圖像分成數塊后對每一塊分別處理并在最后將處理結果合并，會造成分割區域的不完整。

參考文獻1：吳煒，沈占鋒等.《均值漂移高分辨率遙感影像多尺度分割的集群實現》[J].計算機工程與應用，2009.45(034)：p.7-9

發明內容

針對上述存在的技術問題，本發明的目的是提供一種均值漂移圖像分割算法的并行化方法，以解決直接對圖像分塊后進行均值漂移分割后再合并結果的并行化計算方式造成的分割結果不正確的技術問題。

為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：

①根據圖像的大小自動或手動劃分成N個子區域，其中N≥2；

②分別對劃分得到的所述子區域內的像素逐個進行均值漂移濾波處理，記錄每個像素的收斂模態點坐標位置；

③將步驟②得到的結果合并為一個表結構，其中表的關鍵字為像素的坐標位置，數據項為像素的收斂模態點的坐標位置；

④建立一個空的記錄R，在第3步得到的表結構的基礎上，對圖像上的一個像素點，以其坐標位置P₁，在表中查找其收斂模態點的坐標位置P₂，記錄下P₁的值到R中，將P₂的值賦給P₁，并重復查找與記錄過程，直至查找到的像素點的坐標位置和其收斂模態點的坐標位置相等，記這個坐標位置的值為P_End；

⑤更新表中的數據，將表中所有關鍵字在R中的記錄項的收斂模態點坐標位置賦予值P_End；

⑥對圖像上所有像素都進行第④、⑤步操作；

⑦使用區域生長算法將具有相同收斂模態點的像素合并為區域，完成分割。

所述步驟①劃分之后得到的子區域之間沒有交集，所有子區域的并集等于圖像的區域。

所述步驟②中的均值漂移濾波處理，通過緩沖區方式讀取圖像數據進行處理。

所述緩沖區方式讀取圖像數據包括以下子步驟：

A.申請一塊內存作為內存緩沖區，用于讀取一定范圍的圖像數據：將范圍的長寬分別記為BufferWidth和BufferHeight，圖像的波段數記為BandNum，像素的一個波段的值占用的字節數為ByteNum；那么申請的內存的大小就為BufferSize個字節，其中BufferSize＝BufferWidth×BufferHeight×BandNum×ByteNum；

B.將圖像區域的寬度、高度分別記為imgWidth和imgHeight，當前均值漂移濾波所要處理的數據點或模態點的位置坐標為(Px，Py)，在均值漂移濾波的過程中根據當前查找局部密度極大值點所需要讀入的像素范圍調整緩沖區中讀入的圖像數據。

所述步驟B進一步包括以下子步驟：

-記均值漂移分割算法中空間帶寬的大小為SpaBandWid，判斷當前查找密度極大值點所需讀取的像素的覆蓋范圍SpatialExtent：

若Px-SpaBandWid/2≥0，記Left＝Px-SpaBandWid/2，否則記Left＝0；

若Px+SpaBandWid/2≤imgWidth，記Right＝Px+SpaBandWid/2，否則記Right＝imgWidth；

若Py-SpaBandWid/2≥0，記Top＝Py-SpaBandWid/2，否則記Top＝0；

若Py+SpaBandWid/2≤imgHeight，記Bottom＝Py+SpaBandWid/2，否則記Bottom＝imgHeight；

其中Left，Right，Top，Bottom分別是像素覆蓋范圍的左、右、上、下邊界；