[發(fā)明專利]使用馬爾可夫隨機(jī)場優(yōu)化來產(chǎn)生分割圖像

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• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108269266A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: E·梅爾
• 申請（專利權(quán)）人: 達(dá)索系統(tǒng)公司
• 主分類號: G06T7/143
• 分類號: G06T7/143;G06T7/11;G06T7/50;G06K9/62
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 劉瑜;王英

一種產(chǎn)生場景的分割圖像的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法包括提供場景的多個圖像，每個圖像對應(yīng)于物理信號的相應(yīng)采集，所述多個圖像包括對應(yīng)于不同物理信號的至少兩個圖像，以及通過確定使在馬爾可夫隨機(jī)場(MRF)上定義的能量最小化的標(biāo)簽的分布，基于所述多個圖像來生成分割圖像。這改善了計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域，并且更具體地涉及與基于物理信號數(shù)據(jù)的圖像采集來生成場景的分割圖像有關(guān)的方法、系統(tǒng)和程序。

背景技術(shù)

市場上提供了用于對象的設(shè)計(jì)、工程和制造的許多系統(tǒng)和程序。CAD是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的首字母縮略詞，例如它涉及用于設(shè)計(jì)對象的軟件解決方案。CAE是計(jì)算機(jī)輔助工程的縮寫，例如它涉及用于模擬未來產(chǎn)品的物理行為的軟件解決方案。CAM是計(jì)算機(jī)輔助制造的首字母縮略詞，例如它涉及用于定義制造過程和操作的軟件解決方案。在這種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，圖形用戶界面在技術(shù)效率方面起著重要的作用。這些技術(shù)可能嵌入在產(chǎn)品生命周期管理(PLM)系統(tǒng)中。PLM指的是一種商業(yè)戰(zhàn)略，其幫助企業(yè)共享產(chǎn)品數(shù)據(jù)、應(yīng)用公共流程，并利用企業(yè)知識進(jìn)行跨越擴(kuò)展企業(yè)概念從概念到產(chǎn)品生命盡頭的產(chǎn)品開發(fā)。達(dá)索系統(tǒng)(Dassault Systèmes)(以CATIA、ENOVIA和DELMIA為商標(biāo))提供的PLM解決方案提供了組織產(chǎn)品工程知識的工程中心、管理制造工程知識的制造中心以及使企業(yè)集成和連接到工程和制造中心的企業(yè)中心。整個系統(tǒng)提供了開放的對象模型，其連接產(chǎn)品、流程和資源以實(shí)現(xiàn)動態(tài)的、基于知識的產(chǎn)品創(chuàng)建和決策支持，這驅(qū)動優(yōu)化的產(chǎn)品定義、制造準(zhǔn)備、生產(chǎn)和服務(wù)。

三維(3D)形狀可以表示為基于表面的和體積式的。在基于表面的表示中，3D幾何結(jié)構(gòu)由封閉或開放表面定義。曲面可以由頂點(diǎn)為三維點(diǎn)的三角形組成。基于表面的表示在CAD/CAM和計(jì)算機(jī)信息中是常見的。在體積表示中，3D形狀在3D空間上由存儲在體素網(wǎng)格中的值或者連續(xù)地或者分段地定義的函數(shù)f(x,y,z)定義。然后將3D幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)一步定義為滿足函數(shù)的某個值的空間區(qū)域。通常，如果f(x,y,z)是標(biāo)量值，則形狀被定義為f(x,y,z)<s(or f(x,y,z)>s)，其中s是適當(dāng)?shù)拈撝怠ｓw積表示法在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中是常見的，特別是計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)中。作為特殊情況，該區(qū)域可以被定義為在下限和上限之間的窄帶，在這種情況下，對于以s為中心的寬度為2w的窄帶，定義可以是s-w<f(x,y,z)<s+w。

圖像分割使圖像的區(qū)域分開，所述圖像例如二維(2D)圖像或諸如3D虛擬對象的3D圖像。例如，在室內(nèi)拍攝的對象的2D圖像中，圖像分割可以包括識別表示地板的圖像部分，并將該部分與圖像的其他特征(例如家具、墻壁等)隔離。在表示人的3D虛擬對象中，分割可包括將衣服與裸露的皮膚區(qū)分開，或?qū)⑹直叟c軀干區(qū)分開。

分割可以用在許多圖像分析任務(wù)中。例如，對于交通控制系統(tǒng)，耦合到路邊相機(jī)的計(jì)算機(jī)可以采用分割來識別和計(jì)數(shù)經(jīng)過的車輛。類似地，在監(jiān)控系統(tǒng)中，圖像分割可以識別圖像中的人物形象并定位關(guān)節(jié)和肢體，這可以便于識別入侵者。例如，當(dāng)重建包括識別對象的語義上重要的部分時，根據(jù)圖像來重建3D形狀也可以采用分割。

在大多數(shù)現(xiàn)有解決方案中，對包含顏色(例如，紅-綠-藍(lán)(RGB))數(shù)據(jù)以及可選的深度數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行分割。深度數(shù)據(jù)表示對于每個像素，與傳感器的距離。深度數(shù)據(jù)可以使用可用的裝置捕獲，例如Microsoft Asus Xtion^TM或Google Tango^TM。

在這種上下文中，仍然需要改進(jìn)計(jì)算機(jī)視覺，并且特別是圖像分割。

發(fā)明內(nèi)容