[發(fā)明專利]一種基于交互式的立體圖像分割方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610038858.6
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105719316B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 厲旭杰;趙漢理;黃輝
• 申請（專利權(quán)）人: 溫州大學(xué)
• 主分類號: G06T7/90
• 分類號: G06T7/90;G06T7/11
• 代理公司: 溫州金甌專利事務(wù)所(普通合伙) 33237
• 代理人: 林益建

1.一種基于交互式的立體圖像分割方法，其特征在于：其包括以下步驟：1)輸入待處理立體圖像，將其作為輸入圖像，并通過交互式的方式在輸入圖像的左視圖涂前景和背景線條，其中涂色前景和背景線條標(biāo)記為S；

2)提取左視圖中涂色前景和背景線條的中心線L，并進(jìn)行均勻采樣獲得采樣點(diǎn)(P_ij,|i＝1..n_c,j＝1..n_i)，其中n_i和n_c分別為中心線的采樣點(diǎn)數(shù)和線條數(shù)，對輸入圖像的左視圖沿著圖像的邊界進(jìn)行均勻采樣獲得采樣點(diǎn)B，對輸入圖像的左視圖和右視圖進(jìn)行SIFT特征點(diǎn)匹配，獲得匹配對其中n_F為匹配對數(shù)量；

3)采用限制性的Delaunay三角網(wǎng)剖分方法對左視圖構(gòu)建三角形網(wǎng)格，其中，作為頂點(diǎn)限制項(xiàng)，作為線段限制項(xiàng)，然后構(gòu)建能量最優(yōu)化方程，獲得右視圖與左視圖一致性的網(wǎng)格；

4)左視圖根據(jù)步驟2)中獲得的采樣點(diǎn)(P_ij,|i＝1..n_c,j＝1..n_i)重建含涂色線條左視圖，右視圖根據(jù)一致性網(wǎng)格中相應(yīng)的網(wǎng)格頂點(diǎn)生成含涂色線條右視圖；

5)分別對重建的含涂色線條左視圖和含涂色線條右視圖進(jìn)行特征向量構(gòu)建；

6)基于步驟5)中獲得的特征向量，用KNN分別求出立體圖像左視圖和右視圖中每個像素最近的10個像素，作為對應(yīng)像素的最近鄰域像素；

7)構(gòu)建非局部線性優(yōu)化模型，分別對立體圖像左視圖和右視圖進(jìn)行圖像分割，

步驟7)中所述非局部線性優(yōu)化模型如下：

J(U)＝λ(U-G)^TD_S(U-G)+U^TL_nonlocalU

式中U為待求解的分割圖像，λ設(shè)置為1；

D_s為對角矩陣，在該對角矩陣中，涂色線條像素對應(yīng)的對角線上的值為1，其余對角線上的值為0；

G對應(yīng)為涂色線條的值，其中前景線條對應(yīng)值為1，背景線條對應(yīng)的值為0，

求解非局部線性優(yōu)化模型獲得如下稀疏線性系統(tǒng)：

U＝(L_nonlocal+λD_s)^-1λD_sG

式中：L_nonlocal+λD_s為稀疏矩陣求解，通過高斯-賽德爾迭代法求解；

最后，圖像分割結(jié)果可以通過二值化U_i獲得：

算法實(shí)現(xiàn)中x_B為背景色設(shè)置為0，x_F為前景色設(shè)置1；

Y為最終的圖像分割結(jié)果,L_nonlocal為非局部拉普拉斯矩陣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于交互式的立體圖像分割方法，其特征在于，步驟3)中所述的能量最優(yōu)化方程，其求解右視圖與左視圖一致性的網(wǎng)格方法如下：

讓U^l為左視圖中限制性的頂點(diǎn)，找到右視圖網(wǎng)格中的頂點(diǎn)U^r，滿足如下三項(xiàng)限制：

E＝ω_FE_F+ω_VE_V+ω_SE_S

式中

參數(shù)ω_F，ω_V，ω_S為能量項(xiàng)E_F，E_V，E_S的系數(shù)，算法實(shí)現(xiàn)中ω_F＝10，ω_V＝10，ω_S＝1；

操作[y]為提取頂點(diǎn)的y坐標(biāo)；表示通過頂點(diǎn)和頂點(diǎn)形成的頂點(diǎn)

T^l為左視圖網(wǎng)格中三角形集合；

上面的能量公式為二次函數(shù)優(yōu)化問題，可以通過求一階偏導(dǎo)數(shù)為零，求解得到右視圖中網(wǎng)格頂點(diǎn)。