[發明專利]一種基于梯度方向直方圖的判決式視覺顯著性檢測方法

有效

• 申請號: 201010524357.1
• 申請日: 2010-10-29
• 公開（公告）號: CN101976338A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 周文暉;樓斌;張樺;孫志海;武二永;戴國駿
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.一種基于梯度方向直方圖的判決式視覺顯著性檢測方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

步驟(1)采用彩色變換方法，提取原始圖像在CIELAB空間的l彩色分量圖、a彩色分量圖和b彩色分量圖；

步驟(2)利用中央-周圍計算結構中的取樣點統計l彩色分量圖、a彩色分量圖和b彩色分量圖中每個像素點的局部梯度方向直方圖；

所述的中央-周圍計算結構為：以待統計的像素點中心，構成三個不同半徑的同心圓環形結構；所述的取樣點位于上述不同半徑的同心圓環上，每個同心圓環上按45°等角度間隔提取八個取樣點；同一半徑上的取樣點具有相同的高斯尺度值，不同一半徑上的取樣點高斯尺度值不同；

所述的統計方法具體為：

首先采用Daisy特征描述符提取方法，提取Daisy描述符D(u₀，v₀)，對于像素點(u₀，v₀)，其Daisy描述符D(u₀，v₀)表示為：

D(u0,v0)=H1T(u0,v0),H1T(l1(u0,v0,r1)),···,H1T(l8(u0,v0,r1)),H2T(l1(u0,v0,r2)),···,H2T(l8(u0,v0,r2)),H3T(l1(u0,v0,r3)),···,H3T(l8(u0,v0,r3))T]]>

其中表示像素點(u₀，v₀)的梯度方向直方圖，l_m(u₀，v₀，r_n)表示中央-周圍計算結構中第n個同心圓環上第m個取樣點的坐標，H_n(l_m(u₀，v₀，r_n))表示中央-周圍計算結構中第n個同心圓環上第m個取樣點的梯度方向直方圖，每個梯度方向直方圖的統計過程中都是將梯度方向從0°到360°均勻量化到八個等角度范圍區間，m＝1，2，...，8，n＝1，2，3；

然后將Daisy描述符D(u₀，v₀)中各梯度方向值，按相同梯度方向重新排列，由此中央-周圍計算結構的局部顯著性描述符定義為L(u₀，v₀)：

L(u0,v0)=[η1T,η2T,···,ηkT,···,η8T]T,]]>k＝1，2，....，8

其中ηk=h1(u0,v0,θk),h1(l1(u0,v0,r1),θk),···,h1(l8(u0,v0,r1),θk),h2(l1(u0,v0,r2),θk),···,h2(l8(u0,v0,r2),θk),h3(l1(u0,v0,r3),θk),···,h3(l8(u0,v0,r3),θk)T]]>

η_k為所有取樣點梯度方向直方圖中第k個梯度方向值的組合，h_n(l_m(u₀，v₀，r_n)，θ_k)為梯度方向直方圖H_n(l_m(u₀，v₀，r_n))中第k個梯度方向的值；

步驟(3)根據局部顯著性判決計算公式，計算每個像素點的局部顯著判決矢量S_local(u₀，v₀)；具體計算過程為：

首先計算中央-周圍計算結構中每個同心圓環對整個中央-周圍計算結構的顯著判決貢獻度p(n)，

p(n)=Σ1≤m≤8Σ1≤k≤8hn(lm(u0,v0,rn),θk)Σ1≤n≤3Σ1≤m≤8Σ1≤k≤8hn(lm(u0,v0,rn),θk)]]>

其次計算矢量η_k的均值和方差v_k：

vk=Σ1≤n≤3Σ1≤m≤8(hn(lm(u0,v0,rn),θk)h‾k)2p(n)h‾k=Σ1≤n≤3Σ1≤m≤8hn(lm(u0,v0,rn),θk)p(n)]]>

然后計算單個彩色分量圖的局部顯著判決值S_local(u₀，v₀)：

Slocal(u0,v0)=18Σ1≤k≤8vk]]>

最后計算每個像素點的局部顯著判決矢量S_local(u₀，v₀)，

Slocal(u0,v0)=(Slocall(u0,v0),Slocala(u0,v0),Slocalb(u0,v0))T]]>

其中表示l彩色分量圖的局部顯著判決值，表示a彩色分量圖的局部顯著判決值，表示b彩色分量圖的局部顯著判決值；

步驟(4)根據全局顯著性判決計算公式，計算每個像素點的全局顯著判決矢量S_global(u₀，v₀)；具體計算過程為：

首先分別計算原始圖像l、a、b彩色分量圖中所有像素點的均值μ_l、μ_a和μ_b，構成均值矢量μ_g＝(μ_l，μ_a，μ_b)^T；

然后采用高斯方差為2.5的二維高斯濾波器進行高斯濾波，則像素點(u₀，v₀)的濾波后結果為g_s(u₀，v₀)：

gs(u0,v0)=(g(u0,v0)l,g(u0,v0)a,g(u0,v0)b)T]]>

其中c∈(l，a，b)為不同彩色分量下像素點(u₀，v₀)的高斯濾波值；最后計算每個像素點的全局顯著判決矢量S_global(u₀，v₀)：

Sglobal(u0,v0)=(Sgloball(u0,v0),Sglobala(u0,v0),Sglobalb(u0,v0))T=|gs(u0,v0)·gsT(u0,v0)-μg·μgT|]]>

其中表示l彩色分量圖的全局顯著判決值，表示a彩色分量圖的全局顯著判決值，表示b彩色分量圖的全局顯著判決值；

步驟(5)根據計算獲得的局部顯著判決矢量和全局顯著判決矢量，采用線性加權方法獲得最終顯著判決結果S_final(u₀，v₀)，