[發明專利]一種基于平滑約束的圖構造方法

有效

• 申請號: 201811424944.6
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109559364B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 張金霞;魏海坤
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06T11/60
• 分類號: G06T11/60;G06T7/11;G06T7/90;G06T5/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王安琪

本發明公開了一種基于平滑約束的圖構造方法，包括如下步驟：(1)將輸入圖像分割成多個互不相交的圖像區域，并將這些圖像區域定義為所構造圖的頂點；(2)構造初始的圖；將各個頂點與自身相連，即將各頂點與自身之間的邊權設置為1；與其他頂點均不相連，即將各頂點與其他頂點之間的邊權設置為0；(3)根據頂點的空間位置特征和顏色特征計算兩兩頂點之間的特征相似度；(4)基于頂點間的特征相似度設置平滑約束項；(5)基于平滑約束項，設計優化框架來優化初始的圖，得到最終的圖。本發明充分考慮了圖像區域之間的平滑約束特性，有助于提高基于圖的算法的性能；應用于圖像中的顯著區域檢測問題中，能夠有效提高顯著區域檢測的S?measure值。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，尤其是一種基于平滑約束的圖構造方法。

背景技術

由于圖能夠有效描述圖像中各個圖像區域之間的關系，有很多學者基于圖這個有效工具對圖像進行加工和處理，比較經典的基于圖的算法包括基于圖的流形排序算法、譜聚類算法等。

雖然圖是這一類算法的核心，但是很多工作都將研究重點放在算法的設計本身，而忽略了圖的構造。大部分工作簡單基于特征的k近鄰選取邊來構造圖，這一類方法非常依賴于k值的選取。有一些工作基于不同特征選取邊，這一類方法對不同特征分別進行處理，忽略了圖像區域之間的平滑結構特性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種基于平滑約束的圖構造方法，充分考慮圖像區域之間的平滑結構特性，使之能夠更好地描述圖像區域之間的關系。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于平滑約束的圖構造方法，包括如下步驟：

(1)將輸入圖像分割成多個互不相交的圖像區域，并將這些圖像區域定義為所構造圖的頂點；

(2)構造初始的圖；將各個頂點與自身相連，即將各頂點與自身之間的邊權設置為1；與其他頂點均不相連，即將各頂點與其他頂點之間的邊權設置為0；

(3)根據頂點的空間位置特征和顏色特征計算兩兩頂點之間的特征相似度；

(4)基于頂點間的特征相似度設置平滑約束項；

(5)基于平滑約束項，設計優化框架來優化初始的圖，得到最終的圖。

優選的，步驟(1)中，基于現有的Simple?Linear?Iterative?Clustering(SLIC)算法，將輸入圖像分割成200個互不相交的圖像區域，將這些圖像區域定義為所構造圖的頂點；其中，各個圖像區域的空間位置特征定義為該圖像區域中各像素點空間位置特征的平均值，各個圖像區域的顏色特征定義為該圖像區域中各像素點顏色特征的平均值；用V_i代表圖的頂點，i是對應頂點的下標，1≤i≤200。

優選的，步驟(2)中，將各頂點與自身之間的邊權設置為1，與其他頂點之間的邊權設置為0，即將各個頂點僅與自身相連，以此得到初始的圖；用大小為200*200的矩陣A＝[A₁,…,A_i,…,A₂₀₀]表示初始的圖；其中，列向量A_i描述的是頂點V_i與其他各個頂點之間邊的信息：在初始圖中，A_ii＝1，該向量中其余值均為0。