[發明專利]一種改進的基于超像素的多光譜圖像分割方法

在審

• 申請號: 202011016332.0
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112184730A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 仇飛;顏森林
• 申請（專利權）人: 南京曉莊學院
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/187;G06T7/90;G06K9/62
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 鄒長斌

1.一種改進的基于超像素的多光譜圖像分割方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：輸入多光譜圖像[l,a,b]_(x,y),其中l代表亮度，a和b代表顏色對立維度，x,y分別代表像素的橫坐標和縱坐標，5維向量P_i向描述圖像中的像素i，其中P_i＝[l_i,a_i,b_i,x_i,y_i]^T；

步驟S2：求取像素i和像素j的平面間隔||P_i-P_j||_xy和特征間隔d_ij；

步驟S3：計算在多光譜圖像平面內以像素i為中心、半徑為ε_xy的圓形區域內估計像素i的局部密度ρ_i；

步驟S4：計算像素i的間隔δ_i和歸附f_i；

步驟S5：根據得出的每個像素的歸附f_i、間隔δ_i和局部密度ρ_i將所有像素構建成歸附關系樹；

步驟S6：根據間隔δ_i、局部密度ρ_i選取超像素的中心像素c_i，在歸附關系樹中將所有的中心像素c_i的歸附f_i設置為空標志令將歸附關系樹分為K個子樹，一個超像素對應一個子樹；

步驟S7：將同一個超像素中的所有像素設置為相同的標號，基于歸附關系樹以及種子像素，將同一子樹上的像素的標號設置為順著歸附關系上溯的種子像素的標號，完成超像素分割。

2.根據權利要求1所述的改進的基于超像素的多光譜圖像分割方法，其特征在于，步驟S2中求取像素i和像素j的平面間隔||P_i-P_j||_xy和特征間隔d_ij,具體包括：

其中l代表亮度，a和b代表顏色對立維度，x,y分別代表像素的橫坐標和縱坐標。

3.根據權利要求2所述的改進的基于超像素的多光譜圖像分割方法，其特征在于，步驟S3中計算在多光譜圖像平面內以像素i為中心、半徑為ε_xy的圓形區域內估計像素i的局部密度ρ_i，具體包括：像素i的局部密度ρ_i的計算公式為：

其中||P_i-P_j||_xy為像素i和像素j的平面間隔，ε_xy為圓形區域的半徑，d_ij為像素i和像素j的特征間隔。

4.根據權利要求3所述的改進的基于超像素的多光譜圖像分割方法，其特征在于，步驟S4中計算像素i的間隔δ_i和歸附f_i，具體包括：

像素i的間隔δ_i的計算公式為：

像素i的歸附f_i的計算公式為：

其中ρ_i為像素i的局部密度。

5.根據權利要求1所述的改進的基于超像素的多光譜圖像分割方法，其特征在于，步驟S5中根據得出的每個像素的歸附f_i、間隔δ_i和局部密度ρ_i將所有像素構建成歸附關系樹，構建歸附關系樹的具體方法：將圓形表征一個像素i，利用有向線段將像素連接到像素的歸附f_i，有向線段的長度為所述像素的間隔值δ_i，根據每個像素上的有向線段條數確定局部密度極大值像素，以及歸附關系樹的中心像素。

6.根據權利要求1所述的改進的基于超像素的多光譜圖像分割方法，其特征在于，步驟S6中根據間隔δ_i、局部密度ρ_i選取超像素的中心像素c_i，在歸附關系樹中將所有的中心像素c_i的歸附f_i設置為空標志令將歸附關系樹分為K個子樹，一個超像素對應一個子樹，根據間隔δ_i、局部密度ρ_i選取超像素的中心像素c_i的具體方法包括：

計算每個像素的索引λ_i，所述索引λ_i為所述局部密度ρ_i和所述間隔δ_i的乘積：λ_i＝ρ_iδ_i；

按照從大到小的順序排列像素的索引λ_i，選取排列在前K個像素作為超像素的中心像素c_i，i＝1,2…K。