[發明專利]基于特征驅動啟發式四色標簽的圖像分割方法及系統

有效

• 申請號: 201710971440.5
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107833225B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 劉李漫;劉海華;諶先敢
• 申請（專利權）人: 中南民族大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/149;G06T7/187
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 王衛東

1.一種基于特征驅動啟發式四色標簽的圖像分割方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、使用基于聚類的均值偏移mean shift方法，對輸入圖像進行初始化分割；對初始化分割后的圖像進行全局分組，分析特征空間初始區域的分布，將初始分割的區域集合上的相似矩陣作為親和度AP聚類輸入；采用相鄰關系破解算法，破解不必要的鄰接，使得均勻相鄰區域能夠被標記為相同的顏色；

步驟S1具體包括以下步驟：使用mean shift算法初步分割輸入的圖像，得到初步分割區域集合R，R是一個分割成若干個區域的集合，R＝{r_i或r_j}，i、j為正整數，其中r_i、r_j為區域序號，A_ij為初始相鄰矩陣，當區域r_i和r_j相鄰時，A_ij＝1，否則為0；S_ij為初步分割區域集合R上的相似矩陣；采用相鄰關系破解算法，該算法輸出的破裂相鄰矩陣為A_ij’，初始化使A_ij’＝A_ij，使用AP聚類破解相似矩陣S_ij不必要的鄰接，使得均勻相鄰區域能夠被標記為相同的顏色；

S2、采用啟發式四色標簽算法，自適應地建立內部著色關系，具體包括以下步驟：

采用啟發式四色標簽算法，初始化相鄰矩陣A_ij、彩色區域集合C^l，彩色區域集合C^l初始化階段為空集，初始化著色標簽可用顏色指示符a^l_i＝1，顏色順序o^l_i＝l，其中l為四種不同的顏色標簽之一，i為對應的區域；

從左到右，從上到下對區域r_i進行編號，然后根據編號順序進行著色；在分配并將第一區域推入彩色區域C¹之后，從第二區域開始著色循環；

在向區域r_i分配顏色之前，首先評估區域r_i和所有著色區域集合C^l之間的特征距離d^l_i，根據特征距離d^l_i按升序排列候選顏色，顏色標簽l的順序將被存儲在o^l_i中，為均勻區域提供一致的顏色；

根據o^l_i嘗試所有顏色，一旦當前顏色標簽l滿足“可用”：a^l_i＝1和相鄰約束：A_i，ji≠1時，區域將被分配顏色標簽l；然后，將r_i推入彩色區域C^l，此時設定a^l_i＝0，將區域r_i的顏色標簽l標記為不可用，轉向下一個區域；如無滿足顏色，重新著色上一個區域；

S3、組合多相多分段常數MMPC模型和大地測量活動輪廓GAC模型，建立MMPC-GAC模型，描述出現不均勻性的目標和背景，迭代進行MMPC-GAC建模和多層圖MLG優化，直到達到收斂，得到最終四色分割圖像。

2.如權利要求1所述的基于特征驅動啟發式四色標簽的圖像分割方法，其特征在于：步驟S1中，如果r_i和r_j屬于同一個集群，則通過重置A_ij’＝0，來更新相鄰矩陣。

3.如權利要求1所述的基于特征驅動啟發式四色標簽的圖像分割方法，其特征在于：步驟S3具體包括以下步驟：

對輸入的源圖像I進行迭代循環，實現MMPC-GAC建模和MLG優化，將具有相同顏色或相同顏色標簽l的區域、像素作為一個相位P_l，標簽函數p是源圖像I的像素；將每個相位分組到具有K均值K-means的子相位中，計算多分段常數函數；采用MLG方法迭代求解多階段優化問題，得到像素標記，分段常數不再改變或迭代次數達到上限時，迭代結束，得到最終四色分割圖像。