[發明專利]彩色圖像的主基元圖模型建立系統及提取方法

在審

• 申請號: 201410814943.8
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN104537658A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 趙瑩
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

1.一種彩色圖像的主基元圖模型建立系統，包括：

顏色空間變換模塊，用于將原始RGB圖像通過顏色空間變換到Lab顏色空間；

結構基元建模模塊，將圖像中的結構部分分為一組K個不相交的圖像塊，每一圖像塊通過一種圖像基元表示，圖像的結構部分通過一組圖像基元形成一個結構圖表示，實現結構基元建模；

紋理基元建模模塊，對圖像中的紋理部分先通過對一組選定的濾波器響應進行聚類，分為一組不相交的同質紋理區域，每個同質紋理區域被一組直方圖隱式表達，最后對圖像中的紋理區域進行標注，實現紋理基元的建模；

彩色圖像主基元建模模塊，根據該結構基元建模模塊與該紋理基元建模模塊得到灰度圖像主基元圖表示的概率數學模型，并利用獲得的概率模型對彩色圖像主基元建模。

2.如權利要求1所述的一種彩色圖像的主基元圖模型建立系統，其特征在于，每一圖像塊通過一種圖像基元表達如下：

其中，k為圖像基元的索引，k＝(θ_top，θ_geo，θ_pho)，θ_top表示圖像基元的類型，θ_geo表示圖像基元的幾何位置信息，θ_pho表示圖像基元的灰度強度或彩色強度信息。

3.如權利要求2所述的一種彩色圖像的主基元圖模型建立系統，其特征在于，圖像中的結構部分通過一組圖像基元形成一個結構圖表示如下：

其中，B_k表示圖像基元k對應的圖像塊，a_k是其地址變量，用來表示B_k在結構圖S_sk中和其他圖像塊的連接，為圖像中的結構部分。

4.如權利要求3所述的一種彩色圖像的主基元圖模型建立系統，其特征在于：對圖像中的紋理部分，通過對一組選定的濾波器響應進行聚類，分為一組大小為M＝3～7的不相交的同質紋理區域，其中，以及?

5.如權利要求4所述的一種彩色圖像的主基元圖模型建立系統，其特征在于，每個同質紋理區域被一組直方圖h_mi(m＝1，...，M，i＝1，...，n)隱式表達如下：

。

6.如權利要求5所述的一種彩色圖像的主基元圖模型建立系統，其特征在于：該紋理基元建模模塊建模如下：

其中，β_mi是紋理區域模型的參數，通過最小最大熵方法求解。

7.如權利要求6所述的一種彩色圖像的主基元圖模型建立系統，其特征在于，該彩色圖像主基元建模模塊建模如下：

其中，E(S_sk)和E(S_nsk)表示結構圖和紋理部分的先驗能量，σ為高斯混合模型的方差，Z為歸一化概率模型。

8.一種彩色圖像的主基元圖提取方法，包括如下步驟：

步驟一，選定一組濾波器，對原始輸入圖像，產生一組提議圖，作為選取結構圖中圖像基元的基礎，同時對紋理部分作簡化處理，獲得彩色圖像主基元圖模型的簡化模型；

步驟二，根據最大化信息量或最小化描述長度的原則，從提議圖中逐個選擇圖像基元和直方圖描述，提取彩色圖像的主基元圖，直至收斂。

9.如權利要求8所述的一種彩色圖像的主基元圖提取方法，其特征在于，該簡化模型為

其中σ為高斯混合模型的方差，Z為歸一化概率模型，Δ_sk為結構部分的一組K個不相交的圖像塊。

10.如權利要求9所述的一種彩色圖像的主基元圖提取方法，其特征在于:在步驟二中，利用匹配追蹤算法每次在待選基元中選擇圖像編碼信息增量最大的基元，添加到結構圖S_sk中，通過更新該簡化模型并比較，即得當前待選取基元的帶來的信息增量，并通過計算如下公式提取彩色圖像的主基元圖：