[發明專利]基于紋理色彩混合式的食物圖像分割方法、系統、介質

有效

• 申請號: 202110197874.0
• 申請日: 2021-02-22
• 公開（公告）號: CN112991238B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 王從容;陳娟娟;石易琦;王悅;饒衛雄;趙欽佩;李江峰;蔡奕陽
• 申請（專利權）人: 上海市第四人民醫院
• 主分類號: G06T5/20
• 分類號: G06T5/20;G06T5/40;G06T7/11;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/194;G06T7/90
• 代理公司: 上海驍象知識產權代理有限公司 31315
• 代理人: 趙峰

1.一種基于紋理色彩混合式的食物圖像分割方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取食物圖像及所述食物圖像中所包含食物種類的總數量；所述總數量為多個；

對所述食物圖像進行色彩空間轉換，以將所述食物圖像從RGB色彩空間轉換至LAB色彩空間，獲取處理圖像；

將所述食物圖像從RGB色彩空間轉換為灰度圖像，并在所述灰度圖像上應用LBP算子，生成紋理特征圖；

利用橢圓檢測算法定位所述食物圖像中的餐盤邊緣，獲取最佳擬合餐盤邊緣橢圓；

對所述處理圖像進行超像素分割，生成預設個超像素區域，獲取標記矩陣；

基于紋理色彩混合式的區域生長算法和所述標記矩陣，聚合所述超像素區域，以生成分割區域，獲取分割區域標記矩陣；基于紋理色彩混合式的區域生長算法和所述標記矩陣，聚合所述超像素區域，以生成分割區域，獲取分割區域標記矩陣包括以下步驟：

從所述處理圖像中隨機選擇一在所述標記矩陣中未被標記為任何一分割區域的超像素區域；

以所述超像素區域為起始點，以超像素為基本單位執行所述區域生長算法，生成一所述分割區域；其中，使用紋理色彩混合式的度量方式計算不同分割區域間的相似度距離；所述相似度距離的計算公式為：

Dis＝p*Dis_color+q*Dis_texture；

其中，Dis表示所述相似度距離；p、q分別表示色彩相似度距離DiS_color、紋理相似度距離Dis_texture對應的權重；

所述色彩相似度距離的計算公式為：

其中，Dis_color表示所述處理圖像上兩個超像素區域之間的色彩相似度距離；l、a、b分別表示分割區域中所有的像素點在所述LAB色彩空間的L、A、B通道上的值；L、A、B分別表示與所述分割區域相鄰的一超像素區域中所有的像素點在所述LAB色彩空間的L、A、B通道上的值；

所述紋理相似度距離的計算公式為：

其中，Dis_texture表示所述處理圖像上兩個超像素區域之間的紋理相似度距離；Hist表示依據所述紋理特征圖計算的LBP特征直方圖；lbp₁(x)、lbp₂(x)分別表示分割區域及其相鄰的某一超像素區域的LBP特征直方圖在經過歸一化后在第x位的值；x的取值范圍為0-255的整數，表示LBP特征直方圖的第x個區間；

重復上述步驟，直至所有的超像素區域在所述標記矩陣中均被標記為一分割區域，獲取分割區域標記矩陣；

將所述分割區域中面積小于第一預設閾值的分割區域與其相鄰的紋理色彩最接近的分割區域進行合并，直至所有分割區域的面積均大于第二預設閾值，獲取更新后的分割區域標記矩陣；

利用所述最佳擬合餐盤邊緣橢圓判斷所述分割區域的類型；所述類型包括：食物、餐盤及背景；

合并所述類型為食物的分割區域，直至所述類型為食物的分割區域的數量等于所述總數量，獲取最終的分割區域標記矩陣，以實現對所述食物圖像中的食物進行像素級別的劃分；合并所述類型為食物的分割區域包括以下步驟：

選取所有被標記為所述食物的分割區域，并按面積從小到大排列；

按面積從小到大逐次選取所述分割區域，并依據所述紋理色彩混合式的度量方式將其合并入與其相鄰的最相似分割區域中。

2.根據權利要求1所述的基于紋理色彩混合式的食物圖像分割方法，其特征在于，利用橢圓檢測算法定位所述食物圖像中的餐盤邊緣，獲取最佳擬合餐盤邊緣橢圓包括以下步驟：

應用邊緣檢測算子生成所述食物圖像的邊緣圖；

丟棄所述邊緣圖中面積小于第三預設閾值的邊緣段；

應用最小二乘法擬合所述邊緣圖中剩余的邊緣段，獲取所述最佳擬合餐盤邊緣橢圓。