[發明專利]多尺度的圖像分割方法有效

申請號：	201210425033.1	申請日：	2012-10-31
公開（公告）號：	CN102915541A	公開（公告）日：	2013-02-06
發明（設計）人：	劉志;查林;羅書花;沈明華	申請（專利權）人：	上海大學
主分類號：	G06T7/00	分類號：	G06T7/00;G06T5/40
代理公司：	上海上大專利事務所(普通合伙) 31205	代理人：	陸聰明
地址：	200444***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	尺度圖像分割方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及計算機圖像處理技術領域，具體地說是涉及一種多尺度的圖像分割方法。

背景技術

圖像分割是將圖像劃分成若干個具有特征一致性且互不重疊的圖像區域的過程。理想的圖像分割能抽取出和真實世界對應的“圖像對象”，從而使更高層的圖像理解成為可能。目前現有的圖像分割方法包括：基于均值漂移（Mean?Shift）的分割方法(參見文獻：Comanicu?D，Meer?P.?Mean?shift:?A?robust?approach?toward?feature?space?analysis.?IEEE?Trans?on?Patten?Analysis?and?Machine?Intelligence,?2002,?24(5):603-619.)，這種方法是通過模式空間密度函數的梯度來實現特征空間的顏色聚類，從而達到圖像分割的目的，該方法的缺點在于過分割現象比較嚴重；基于歸一化割（Normalized?Cuts）的分割方法(參見文獻：F?Sun,?JP?He.?A?normalized?cut?based?image?segmentation?method.?Information?and?Computing?Science,2009,?2:333-336.),這種方法是把圖像映射為一個帶有權值的無向圖，圖像中的像素對應圖中的結點，像素之間的相鄰關系對應圖的邊，像素特征之間的差異性或相似性對應圖中邊上的權重，然后在所建立的圖上尋找一個規范化最小割對圖中的結點進行劃分，進而完成對圖像的分割，但是這種方法往往會把孤立的點作為分割的目標，因此容易受到圖像中的噪聲干擾；基于區域分裂合并（Region?Split?Merge）的方法（參見文獻：Kelkar,?S?Gupta.?Improved?Quadtree?Method?for?Split?Merge?Image?Segmentation.?Emerging?Trends?in?Engineering?and?Technology,?2008,?44-47.）是從整個圖像開始不斷分裂得到各個區域，再將相鄰的具有相似性的區域合并得到分割結果，區域分裂合并方法的難點是分裂和合并規則的設計，這種方法的缺點在于算法的復雜度高，執行效率低。

發明內容

本發明提出了一種多尺度的圖像分割方法，解決現有分割方法過分割現象嚴重，分割方法易受圖像中的噪聲干擾，分割方法復雜度高的問題；其多尺度的分割結果有助于提高后續的圖像分析，圖像識別等高級處理階段的工作效率。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：上述多尺度的圖像分割方法，其具體步驟如下：

（1）、建立預分割后每個區域歸一化的均值偏移直方圖步驟：輸入原始圖像，對原始圖像預分割，采用核密度估計的方法建立預分割后每個區域歸一化的均值偏移直方圖，其步驟如下：

（1-1）、輸入原始圖像，用均值漂移算法將原始圖像預分割成????????????????????????????????????????????????個圖像區域,式中表示圖像區域中第個區域，并將個圖像區域的顏色空間由RGB顏色空間轉換到Lab顏色空間；

（1-2）、統計Lab顏色空間中每個圖像區域的所有像素值出現的概率，建立每個區域歸一化的顏色直方圖；

（1-3）、選擇三角核函數對上述步驟（1-2）生成的顏色直方圖卷積平滑，得到每個區域歸一化的均值偏移直方圖；

（2）、計算獲得兩個鄰接區域和的顏色相似性值步驟：對上述步驟（1）所述的每個區域歸一化的均值偏移直方圖，使用公式（1）計算獲得兩個鄰接區域和的顏色相似性值：

???????（1）

式中,?和分別表示鄰接區域和的標號，和分別表示鄰接區域和的像素個數，和分別表示鄰接區域和歸一化的均值偏移直方圖，是每個像素的量化顏色值；

（3）、區域合并，生成二叉樹步驟：合并鄰接區域和，生成合并區域，計算合并生成合并區域的歸一化的均值偏移直方圖，其具體步驟如下：

（3-1）、比較鄰接區域的顏色相似性值的大小，迭代進行區域合并，其步驟如下：