[發明專利]一種基于顏色樣本與電場模型的圖像分割方法

有效

• 申請號: 201210043227.5
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN102663723A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 趙儉輝;袁志勇;章登義
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/40
• 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: 薛玲

1.一種基于顏色樣本與電場模型的圖像分割方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，從樣本圖片中，選取目標區域的像素作為正樣本數據，選取非目標區域的像素作為負樣本數據；

步驟2，建立電場模型，包括以下子步驟，

步驟2.1，將三維的顏色空間作為電場空間，將電場空間中每個單位坐標作為一個點電荷，（a）將正樣本數據以散亂點集的形式置于電場空間，點電荷所帶電量等于相應單位坐標處的正樣本數據個數；?

設點電荷????????????????????????????????????????????????的電量為，點電荷在電場空間中任一單位坐標處產生的電場場強為；

其中，為與之間的距離函數，常量參數為調節場強梯度的參數；

設在電場空間任一單位坐標處，由所有點電荷產生的電場場強疊加后的結果為；

其中，N為電場空間的單位坐標總數，由電場空間分辨率決定；

（b）將負樣本數據以散亂點集的形式置于電場空間，點電荷所帶電量等于相應單位坐標處的負樣本數據個數；?

設點電荷的電量為，點電荷在電場空間中任一單位坐標處產生的電場場強為；

其中，為與之間的距離函數，常量參數為調節場強梯度的參數；

設在電場空間任一單位坐標處，由所有點電荷產生的電場場強疊加后的結果為；

其中，N為電場空間的單位坐標總數，由電場空間分辨率決定；

步驟2.2，基于貝葉斯準則推導在電場空間任一單位坐標處顏色值屬于目標區域的概率，相應公式如下，

其中，與分別為正樣本數據的個數與負樣本數據的個數在所有樣本數據中所占的比例；表示若已知某像素為正樣本數據，則該像素的顏色為處顏色值的概率；表示若已知某像素為負樣本數據，則該像素的顏色為處顏色值的概率；

步驟2.3，通過描述分類效果的ROC曲線尋找電場空間中目標區域的最優分割閾值；

步驟3，根據步驟2建立的電場模型，確定距離函數的形式、常量參數的取值以及電場空間分辨率，從而確定電場模型的場強計算公式；

步驟4，根據步驟3確定的場強計算公式，利用映射表法建立索引，將顏色空間中每個單位坐標的顏色值映射成是否為目標的布爾值；圖像分割時，對每個像素的判斷直接通過查表得到是否屬于目標區域的結論，實現快速分割。

2.根據權利要求1所述的一種基于顏色樣本與電場模型的圖像分割方法，其特征在于：步驟2.3中通過ROC曲線尋找目標的最優分割閾值時，包括以下子步驟，

①基于正樣本數據和負樣本數據計算并繪制ROC曲線，其橫縱坐標分別為假陽性率和真陽性率；

②遍歷ROC曲線上的點，比較每一點對應的分割閾值；

③選取最優分割閾值，使得真陽性率盡量大且假陽性率盡量小。

3.根據權利要求1所述的一種基于顏色樣本與電場模型的圖像分割方法，其特征在于：步驟3中，將函數定義為單位坐標與點電荷之間歐氏距離的平方；通過ROC曲線確定常量參數和電場空間分辨率的取值。