[發明專利]基于鄰域和非鄰域平滑先驗的圖像前景精準提取方法

有效

• 申請號: 201310080379.7
• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN103177446A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 陳小武;鄒冬青;趙沁平;丁峰
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

1.一種基于鄰域和非鄰域平滑先驗的圖像前景精準提取方法，其中，包括如下步驟：

步驟S100，標記輸入圖像中的前景區域、背景區域和未知區域；

步驟S200，對于輸入圖像的未知區域中的每一個像素，使用顏色采樣方法初始化該像素屬于前景的概率α值，并計算α值的置信度，對于其α值的置信度大于給定閥值的像素，采信該像素的α值，并將該像素標記為已知像素，并將前景區域中的每一個像素的α值設為一個最大值，而將背景區域中的每一個像素的α值設為一個最小值；

步驟S300，對于輸入圖像中的每一個像素，根據各像素的α值計算其數據項權重，并計算出每一個像素的鄰域平滑約束項權重和非鄰域平滑約束項權重，并根據這三種權重構建輸入圖像所有像素的整體圖模型；

步驟S400，根據所有前景區域像素、背景區域像素和未知區域中已知像素的α值，在步驟S300的圖模型的約束下，通過最小化能量方程解得每一個像素點屬于前景的概率，得到掩像。

2.如權利要求1所述的基于鄰域和非鄰域平滑先驗的圖像前景精準提取方法，其中，在驟S100中，用戶采用畫筆式交互標記輸入圖像中的前景區域、背景區域和未知區域，或者用戶輸入一張三分圖以將輸入圖像標記為前景區域、背景區域和未知區域。

3.如權利要求2所述的基于鄰域和非鄰域平滑先驗的圖像前景精準提取方法，其中，前景區域中的每一個像素的α值設為最大值1，背景區域中的每一個像素的α值設為最小值0。

4.根據權利要求2所述的基于鄰域和非鄰域平滑先驗的圖像前景精準提取方法，其中，在步驟S100中，用戶采用畫筆式交互標記前景區域、背景區域和未知區域包括：用戶采用畫筆標記圖像的前景像素和背景像素，用白色畫筆覆蓋的像素為前景像素，用黑色畫筆覆蓋的像素為背景像素，其他像素為未知像素；

或者用戶提供一張與輸入圖像相同尺寸的黑白灰三分圖，白色區域所對應的輸入圖像的像素為前景像素，黑色區域所對應的輸入圖像的像素為背景像素，灰色區域所對應的輸入圖像的像素為未知像素。

5.根據權利要求1所述的基于鄰域和非鄰域平滑先驗的圖像前景精準提取方法，其中，在步驟S200中，計算未知區域中每一個像素屬于前景的概率α值的方式如下：根據未知像素在輸入圖像上的位置，尋找其在輸入圖像上距離最近的k個前景像素F_i(i＝1～k)和k個背景像素B_j(j＝1～k)，每個前景像素和每個背景像素結成一對，組合成k²個前景背景點對F_i?B_j，針對每一個前景背景點對計算一個α′值：

α′(C-Bj)(Fi-Bj)||Fi-Bj||2]]>

其中C為未知像素的顏色值，由此得到k²個α′值。

其中，再通過如下方法計算α′值的置信度：C-(α′F_i+(1-α′)B_j)＝d(F_i，B_j)，即根據未知像素顏色值C與基于α′值的估計顏色值α′F_i+(1-α′)B_j之差d(F_i，B_j)來計算置信度，由此得到k²個差值，差值越小，α′值置信度越高，選取其中置信度最高的α′值作為未知像素的α值，對應的置信度作為該未知像素的α值的置信度，若置信度大于閥值d，則采信其α值，并將該未知像素作為已知像素。