[發明專利]一種基于多層次區域合成的圖像分割方法

有效

• 申請號: 201710929464.4
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107833224B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 彭博;孫昊;李天瑞
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/187;G06T7/162
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務所(普通合伙) 51245
• 代理人: 崔建中

1.一種基于多層次區域合成的圖像分割方法，其特征在于，通過圖像分割的層次采樣選擇，提取不同層次圖像分割的區域特征，利用特征所反映的分割質量和多層次區域之間的語義一致性，建立多層次分割區域優化組合模型，得到最優的分割結果，包括如下步驟：

步驟1：通過現有多層次分割算法獲取具有樹形結構的分割結果，包括二叉樹或超度量輪廓圖；將分割結果按分割層次逐一展開，得到自下而上n幅單一層次的分割圖像S＝{s₁,s₂,...,s_n}，其中每個分割結果包含的區域個數滿足|s₁|＜|s₂|＜...＜|s_n|；

步驟2：第一次分割層次組合，在全局層次范圍選擇最優層次區域，包括：

步驟2.1：在S中選取k₁個分割層次用于區域合成；以l₁為固定步長，由低到高選擇k₁幅分割結果其中計算S¹中每幅分割圖像區域的五種特征：區域內顏色一致性特征、紋理一致性特征、區域間顏色直方圖卡方距離和紋理直方圖卡方距離，以及分割區域的幾何尺寸特征；將這五種特征值相加，得到區域的分割質量分數；

步驟2.2：構建多層次分割區域的組合優化圖模型G＝＜V,E＞，V，E分別表示圖G的節點和連接節點的邊，分別對應中的分割區域以及區域之間的連接關系；設置圖模型的n-links值：對于e_i∈E，如果且e_i的權值為10000，否則為10；設置圖模型的t-links值：V中每個節點有k₁個t-links值，分別設為步驟2.1中基準分割層次與中的每一個層次之間對應區域的分割質量分數；其中，基準分割層次的區域r在其它層次中對應的區域定義為：r'為層次中的區域，S'為中的任意一個層次；

步驟2.3：求解步驟2.2中所構建圖模型的最優解，得到V中每個節點的最優層次類別標簽其中記L¹中覆蓋分割區域面積最大的標簽為l_max；

步驟3：第二次分割層次組合，在局部層次范圍選擇最優層次區域，進一步優化組合，包括：

步驟3.1：以l_max對應的分割層次為中心，以l₂為固定步長，在l_max的局部前后選擇k₂個層次的分割結果，計算S²中每幅分割中區域內顏色一致性特征、紋理一致性特征、區域間顏色直方圖卡方距離、區域間紋理直方圖卡方距離，以及分割區域的幾何尺寸特征；將這五種特征值相加，得到區域的分割質量分數；

步驟3.2：重復步驟2.2，構建以為基準的圖模型，并用步驟2.2的方法設定n-links值，用步驟3.1的結果設t-links值；

步驟3.3：求解步驟3.2中所構建圖模型的最優解，得到每個節點的層次類別標簽

步驟4：根據步驟3.3得到的標簽找到對應分割層次的分割區域，將區域按原空間位置排列，得到合成的分割結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于多層次區域合成的圖像分割方法，其特征在于：所述步驟2中k₁值不大于10，即固定步長l₁不小于所述步驟3中k₂值不大于7。

3.根據權利要求2所述的一種基于多層次區域合成的圖像分割方法，其特征在于：k₁值設置為7，l₂設置為1。