[發明專利]一種圖像處理方法

有效

• 申請號: 201510068199.6
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN104636728B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 鄭李明;崔兵兵
• 申請（專利權）人: 南京原覺信息科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司32218
• 代理人: 瞿網蘭

技術領域

本發明涉及一種圖像處理方法，尤其是一種通過降維處理實現計算機快速識別圖像的技術，具體的說是一種基于人類對色彩多尺度圖感知特性的超像素聚類并行處理方法。

技術背景

當前電子計算機技術獲得了突飛猛進的發展，但計算機在機器學習和模式識別等領域中仍然有許多問題有待解決。計算機在計算速度和數據存儲等方面的能力遠遠勝于我們人類，但是在面對如識別圖像中的不同物體等方面，卻很難達到一個普通人就能達到的水平。

但是，許多的科學家和工程師仍在日以繼夜的工作著，以找到更好的機器視覺、機器學習和人工智能方法，因為這些方面的技術突破將極大的改變我們人類未來的生活。

在圖像處理的領域里，如何有效降低維度并且能維持運算的準確性，在后續的各種應用與處理中扮演著非常關鍵的角色。因此，如果能對于圖像利用電子裝置進行自動解析，將圖像中的像素進行有效的分組，對于這個領域以及相關應用，將能帶來重要的積極影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種圖像處理方法。

本發明的技術方案是：

為實現將視頻或靜態圖像的圖像進行降維的有效處理，根據本發明的其中一個較好的實施實例提供一種圖像處理方法，包含下列步驟。將一圖像的多個像素集合轉換到一個色彩空間，該色彩空間包含色彩子空間和亮度子空間，該色彩子空間主要對應到可見光的光譜頻率位置。

色彩空間包含的例子為國際標準組織所規范的CIELAB類型的色彩空間，例如：CIE1976Lab或CIE1931XYZ色彩空間等。在這類色彩空間中，每個像素分別對應到色彩空間的(L，A，B)向量數值，其中L代表亮度數值，A，B則分別對應到藍色/黃色、紅色/綠色等的對應的色彩。原則上，(A，B)所構成的子空間代表是色彩信息，且(A、B)的極坐標角度大致可對應到可見光譜上的頻率位置，以分別對應到例如赤、橙、黃、綠、青、藍、紫等顏色。

此外，圖像的像素集合可對應到一個或多個像素。換言之，圖像可以通過以下的方式進行聚類組成圖像塊，也可以先通過各種已知的方法將個別像素先分組成多個像素集合，并將這些超像素視為這里提到的像素集合進行后續的處理。

此外，根據該多個像素集合個別在色彩子空間的性質，將該多個像素集合分成第一類像素集合與第二類像素集合。例如，判斷像素集合色彩平均值對于該多個像素集合來決定到底要使用第一類分布統計或是第二類分布統計，來對于像素集合分成第一類像素集合與第二類像素集合。舉例來說，在CIELAB的例子中，(A，B)的模長代表色彩的鮮艷度。在色彩鮮艷度較低的時候，人眼其實是不容易辨識不同的顏色。此時便強調參考亮度值L的信息來對于像素集合進行聚類，將符合這類性質的像素集合分類到第二類像素集合。反之，當色彩鮮艷度足夠的時候，則強調參考色彩對應的可見光頻率，例如(A，B)色彩子空間的極坐標，將符合這類性質的像素集合分類到第一類像素集合，來對于像素集合進行聚類。

接著，對第一類像素集合在色彩子空間對應可見光光譜頻率位置進行第一類分布統計，并且針對第一類像素集合在亮度子空間的對應亮度值進行第二類分布統計。

換言之，圖像中的像素集合根據其在色彩子空間的性質，將這些圖像集合分類成第一類像素集合或第二類像素集合，并分別根據不同的屬性進行分布統計。與此相似也屬于相同與等同概念的作法，還包括各種變形。例如，透過權值的各種設定，調整分類方式，以將適合一定色彩特性的像素集合分類在一起進行分布統計，或是提供超過兩類以上的分布統計?；蚴牵扇」沧R函數，納入更多的聚類判斷標準，只要有兩類以上的分類進行分布統計進行聚類都應該視為符合本發明的權利范圍。

以上述的CIELAB為例，其中該第一分布統計，為透過對于該多個像素集合之像素在該色彩子空間的極坐標角度平均值進行分布統計。具體來說，假如要處理的超像素集合有100個像素，則可以先計算這100個像素的(A，B)平均值，作為這個像素集合的極坐標角度平均值。接著，可透過統計上直方圖的概念，將極坐標角度可能出現的數值分成多個區間，并且統計這多個像素集合在這多個區間的分布情形，以作為第一類分布統計。

另一方面，該第二類分布統計，為多個屬于亮度子空間的像素集合的像素在該亮度子空間向量的模長平均值。舉例來說，可針對像素集合的像素之L數值的平均值進行直方圖等分布的統計，以獲得第二類分布統計。

利用該第一類分布統計與該第二類分布統計，接著便對于該圖像中的所有像素集合進行聚類，組成多個圖像塊。并將這些圖像塊用來作為各種不同應用的圖像后續處理的基礎。