[發(fā)明專利]一種提取目標(biāo)區(qū)域的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210035012.9
• 申請(qǐng)日: 2012-02-16
• 公開（公告）號(hào): CN102609960A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王瓊?cè)A;彭華榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/60
• 分類號(hào): G06T7/60
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及立體圖像處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

已知一個(gè)目標(biāo)區(qū)域，欲在一幅圖像中提取出無(wú)旋轉(zhuǎn)和無(wú)縮放的該區(qū)域，稱為提取目標(biāo)區(qū)域。提取目標(biāo)區(qū)域常用方法之一是將該目標(biāo)區(qū)域放入一個(gè)恰好包含該目標(biāo)區(qū)域的矩形窗，矩形窗的長(zhǎng)為目標(biāo)區(qū)域的長(zhǎng)的最大值，寬為目標(biāo)區(qū)域的寬的最大值，然后在圖像中以相同大小的矩形窗逐步搜索，將圖像中每個(gè)矩形窗內(nèi)所有像素與目標(biāo)區(qū)域像素按一定方式予以比較，滿足一定條件則認(rèn)為已經(jīng)從圖像中提取出目標(biāo)區(qū)域；一定方式指窗口內(nèi)像素值的均值、像素值之差的絕對(duì)值之和以及歸一化方差等。該方法一般需要對(duì)窗口內(nèi)所有像素值做差，較易受噪聲影響，同時(shí)某些方式受旋轉(zhuǎn)影響很大。提取目標(biāo)區(qū)域常用方法之二是將該目標(biāo)區(qū)域放入一個(gè)恰好包含該目標(biāo)區(qū)域的矩形窗，在該矩形窗內(nèi)選取有代表性的像素點(diǎn)，然后在圖像中按一定方式搜索出這些有代表性的像素點(diǎn)；代表性是指具有明顯特征，比如三角形的頂點(diǎn)、線段的交點(diǎn)等。該方法依賴于有代表性的像素點(diǎn)的選取。

圖像的分維度是對(duì)圖像局部與圖像全體的相似性的一種量度，分為圖像全體的分維度和圖像像素點(diǎn)的分維度。前者對(duì)一幅圖像計(jì)算出一個(gè)數(shù)值作為圖像全體的分維度，不能區(qū)分出圖像內(nèi)的點(diǎn)，對(duì)圖像的轉(zhuǎn)置具有不變性；后者可以區(qū)分出圖像內(nèi)的像素點(diǎn)，但不能區(qū)分圖像全體，且常用計(jì)算方法計(jì)算出的像素點(diǎn)的分維度對(duì)圖像的轉(zhuǎn)置不具有不變性，即圖像矩陣的分維度矩陣的轉(zhuǎn)置不等于圖像矩陣的轉(zhuǎn)置的分維度矩陣；兩者不能定義于尺寸小于4×4的圖像。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種提取目標(biāo)區(qū)域的方法。該方法首先計(jì)算矩形窗內(nèi)每個(gè)像素點(diǎn)的分維度形成分維度矩陣，在目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)部分選取部分像素點(diǎn)的分維度，使得這些選出的分維度盡可能多且不等，優(yōu)選的，如果分維度矩陣中存在至少3個(gè)不等的分維度，則選擇3個(gè)不等的分維度，如果分維度矩陣中僅存在少于3個(gè)不等的分維度，則選取目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)部分所有像素點(diǎn)的分維度，這些選出的分維度連同其在矩形窗內(nèi)的位置構(gòu)成該目標(biāo)區(qū)域的特征分維度；然后在圖像中以與包含目標(biāo)區(qū)域的矩形窗相同大小的矩形窗逐步搜索，計(jì)算矩形窗內(nèi)每個(gè)像素點(diǎn)的分維度，搜索是否也存在目標(biāo)區(qū)域的特征分維度。如果存在，則視為從圖像中提取出了目標(biāo)區(qū)域，搜索出的特征分維度的位置即為目標(biāo)區(qū)域相應(yīng)像素點(diǎn)在圖像中的位置；如果不存在，則圖像中不存在該目標(biāo)區(qū)域。

圖像矩陣中每個(gè)像素的分維度的計(jì)算方法如下。假設(shè)窗口的尺寸為???????????????????????????????????????????????。如果且，則將該區(qū)域放入4×4的窗口，窗口內(nèi)非目標(biāo)區(qū)域的像素值為0，按尺寸4×4進(jìn)行如下計(jì)算。第一步，將窗口內(nèi)圖像通過周期擴(kuò)展方式擴(kuò)大到大小，形成臨時(shí)窗口圖像。第二步，對(duì)窗口內(nèi)圖像的每個(gè)像素點(diǎn)，在臨時(shí)窗口圖像中選取以其為近似對(duì)稱中心，奇數(shù)時(shí)即對(duì)稱中心，偶數(shù)時(shí)偏離對(duì)稱中心半個(gè)像素，且大小為的圖像作為該像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圖像。第三步，如附圖1所示，對(duì)該像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圖像，用個(gè)邊長(zhǎng)為的矩形盡量且不重復(fù)覆蓋，窗口內(nèi)圖像的下方未覆蓋區(qū)域用以為長(zhǎng)的矩形覆蓋，不要求寬為，右方未覆蓋區(qū)域用以為寬的矩形覆蓋，不要求長(zhǎng)為；計(jì)算每個(gè)矩形范圍內(nèi)最大像素值與最小像素值的差值，對(duì)所有的差值乘以再加上一個(gè)常數(shù)再求和得到，優(yōu)選的，該常數(shù)為0.001。第四步，令從2增加到一個(gè)值，該值為與兩個(gè)值中的較小值，得到一系列數(shù)對(duì)；最后以直線擬合對(duì)數(shù)坐標(biāo)獲得對(duì)應(yīng)于窗口內(nèi)圖像該像素點(diǎn)的分維度。這樣的計(jì)算方法能使圖像像素點(diǎn)的分維度對(duì)圖像轉(zhuǎn)置操作具有不變性，即圖像的分維度矩陣的轉(zhuǎn)置等于圖像的轉(zhuǎn)置的分維度矩陣。

本發(fā)明沒有利用所有像素值做差，抗噪聲能力較強(qiáng)，而且所用特征分維度對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)不要求具有代表性，能夠用特征分維度提取尺寸大于等于以及小于4×4的目標(biāo)區(qū)域。在圖像有少量噪聲或少量縮放時(shí)可以突顯出本方法帶來(lái)的便利。

附圖說(shuō)明

附圖1為分維度計(jì)算的覆蓋過程。

附圖2為目標(biāo)區(qū)域。

附圖3為恰好包含目標(biāo)區(qū)域的矩形窗。

附圖4為包含目標(biāo)區(qū)域的多個(gè)矩形窗。

附圖5為矩形窗內(nèi)每個(gè)像素點(diǎn)的分維度形成的分維度矩陣。

附圖6為包含目標(biāo)區(qū)域的圖像。

附圖7為圖像內(nèi)某一矩形窗。

附圖8為圖像內(nèi)某一矩形窗內(nèi)每個(gè)像素點(diǎn)的分維度形成的分維度矩陣。

附圖中標(biāo)號(hào)示意為：(1)從目標(biāo)區(qū)域所在矩形窗的分維度矩陣中選取的特征分維度；(2)從圖像某一矩形窗的分維度矩陣中搜索出的特征分維度圖5為矩形窗內(nèi)每個(gè)像素點(diǎn)的分維度形成的分維度矩陣。

應(yīng)該理解上述附圖只是示意性的，并沒有按比例繪制。