本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種圖片顏色識(shí)別方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在視頻監(jiān)控或者其他需要進(jìn)行圖片辨認(rèn)的過(guò)程中，往往需要對(duì)目標(biāo)圖片(目標(biāo)畫面)的顏色進(jìn)行識(shí)別，以實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)圖片的辨認(rèn)。

傳統(tǒng)方案通常將上述目標(biāo)圖片轉(zhuǎn)換至某一顏色空間，通過(guò)獲取目標(biāo)圖片中各個(gè)像素點(diǎn)在該顏色空間各顏色通道對(duì)應(yīng)的通道值，根據(jù)上述各個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的顏色通道值識(shí)別目標(biāo)圖片的顏色。然而對(duì)于較為模糊的圖片，利用上述方法進(jìn)行相應(yīng)的顏色識(shí)別，存在準(zhǔn)確率低的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)對(duì)于較為模糊的圖片，利用傳統(tǒng)方法進(jìn)行顏色識(shí)別，準(zhǔn)確率低的技術(shù)問(wèn)題，提供一種圖片顏色識(shí)別方法和系統(tǒng)。

一種圖片顏色識(shí)別方法，包括如下步驟：

將目標(biāo)圖片轉(zhuǎn)換至設(shè)定的顏色空間，獲取目標(biāo)圖片的各個(gè)像素點(diǎn)在所述顏色空間中各個(gè)顏色通道的通道取值；

根據(jù)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的通道取值分別計(jì)算所述像素點(diǎn)屬于多個(gè)顏色聚類中心之間的隸屬度，根據(jù)所述隸屬度對(duì)目標(biāo)圖片的像素點(diǎn)進(jìn)行聚類，得到多個(gè)類別的像素點(diǎn)；

分別確定各類別的像素點(diǎn)的顏色，根據(jù)像素點(diǎn)的顏色識(shí)別目標(biāo)圖片的顏色。

一種圖片顏色識(shí)別系統(tǒng)，包括：

獲取模塊，用于將目標(biāo)圖片轉(zhuǎn)換至設(shè)定的顏色空間，獲取目標(biāo)圖片的各個(gè)像素點(diǎn)在所述顏色空間中各個(gè)顏色通道的通道取值；

聚類模塊，用于根據(jù)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的通道取值分別計(jì)算所述像素點(diǎn)屬于多個(gè)顏色聚類中心之間的隸屬度，根據(jù)所述隸屬度對(duì)目標(biāo)圖片的像素點(diǎn)進(jìn)行聚類，得到多個(gè)類別的像素點(diǎn)；

識(shí)別模塊，用于分別確定各類別的像素點(diǎn)的顏色，根據(jù)像素點(diǎn)的顏色識(shí)別目標(biāo)圖片的顏色。

上述圖片顏色識(shí)別方法和系統(tǒng)，可以將目標(biāo)圖片轉(zhuǎn)換至設(shè)定的顏色空間后，根據(jù)各個(gè)像素點(diǎn)在該顏色空間對(duì)應(yīng)的通道取值進(jìn)行聚類，以得到多類相似度極高的像素點(diǎn)，再對(duì)上述各類相似度較高的像素點(diǎn)進(jìn)行顏色識(shí)別，以確定目標(biāo)圖片的顏色，其可以對(duì)模糊圖片進(jìn)行清楚、準(zhǔn)確的顏色識(shí)別，有效提高了圖片顏色識(shí)別的精度。

附圖說(shuō)明

圖1為一個(gè)實(shí)施例的圖片顏色識(shí)別方法流程圖；

圖2為一個(gè)實(shí)施例的BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過(guò)程示意圖；

圖3為一個(gè)實(shí)施例的視頻監(jiān)控圖像；

圖4為一個(gè)實(shí)施例的聚類后子圖像像素點(diǎn)示意圖；

圖5為一個(gè)實(shí)施例的圖片顏色識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的圖片顏色識(shí)別方法和系統(tǒng)的具體實(shí)施方式作詳細(xì)描述。

參考圖1，圖1所示為一個(gè)實(shí)施例的觸摸圖形寬度的檢測(cè)方法流程圖，包括如下步驟：

S10，將目標(biāo)圖片轉(zhuǎn)換至設(shè)定的顏色空間，獲取目標(biāo)圖片的各個(gè)像素點(diǎn)在所述顏色空間中各個(gè)顏色通道的通道取值；

上述設(shè)定的顏色空間可以包括Lab顏色空間。Lab顏色空間包括三個(gè)顏色通道L通道、a通道和b通道；L通道用于表示像素的亮度，取值范圍是[0,100]，表示從純黑到純白；a通道從紅色到綠色的范圍，取值范圍是[-128,127]；b通道表示從黃色到藍(lán)色的范圍，取值范圍是[-128,127]。

將目標(biāo)圖片轉(zhuǎn)換至Lab顏色空間，分別獲取目標(biāo)圖片各個(gè)像素點(diǎn)的L通道取值、a通道取值和b通道取值，可以對(duì)上述像素點(diǎn)的亮度信息和顏色信息進(jìn)行充分獲取。

S20，根據(jù)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的通道取值分別計(jì)算所述像素點(diǎn)屬于多個(gè)顏色聚類中心之間的隸屬度，根據(jù)所述隸屬度對(duì)目標(biāo)圖片的像素點(diǎn)進(jìn)行聚類，得到多個(gè)類別的像素點(diǎn)；

上述顏色聚類中心為在相應(yīng)顏色空間預(yù)先設(shè)置的，可以設(shè)置為5個(gè)顏色聚類中心，上述5個(gè)顏色聚類中心在相應(yīng)顏色空間分別對(duì)應(yīng)不同的顏色通道值。上述隸屬度表示像素點(diǎn)屬于顏色聚類中心的程度。某個(gè)像素點(diǎn)相對(duì)于各個(gè)顏色聚類中心均存在對(duì)應(yīng)的隸屬度，進(jìn)行聚類后，像素點(diǎn)屬于其隸屬度最大值對(duì)應(yīng)的顏色聚類中心的類別。一個(gè)像素點(diǎn)分別屬于各個(gè)顏色聚類中心的隸屬度之和為1，即其中，n為像素點(diǎn)個(gè)數(shù)。

S30，分別確定各類別的像素點(diǎn)的顏色，根據(jù)像素點(diǎn)的顏色識(shí)別目標(biāo)圖片的顏色。

上述步驟可以將各類別的像素點(diǎn)分別轉(zhuǎn)換至HSV顏色空間，獲取各個(gè)像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的H通道取值、S通道取值和V通道取值。再將像素點(diǎn)的H通道取值、S通道取值和V通道取值代入訓(xùn)練BP網(wǎng)絡(luò)(back-propagation，誤差反向傳播)進(jìn)行上述像素點(diǎn)的顏色識(shí)別，以提高所識(shí)別的顏色的準(zhǔn)確性。

本實(shí)施例提供的圖片顏色識(shí)別方法，可以將目標(biāo)圖片轉(zhuǎn)換至設(shè)定的顏色空間后，根據(jù)各個(gè)像素點(diǎn)在該顏色空間對(duì)應(yīng)的通道取值進(jìn)行聚類，以得到多類相似度極高的像素點(diǎn)，再對(duì)上述各類相似度較高的像素點(diǎn)進(jìn)行顏色識(shí)別，以確定目標(biāo)圖片的顏色，其可以對(duì)模糊圖片進(jìn)行清楚、準(zhǔn)確的顏色識(shí)別，有效提高了圖片顏色識(shí)別的精度。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述在根據(jù)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的通道取值分別計(jì)算所述像素點(diǎn)屬于多個(gè)顏色聚類中心之間的隸屬度，根據(jù)所述隸屬度對(duì)目標(biāo)圖片的像素點(diǎn)進(jìn)行聚類，得到多個(gè)類別的像素點(diǎn)的步驟前還可以包括：

讀取目標(biāo)圖片的顏色種類，根據(jù)所述顏色種類設(shè)置多個(gè)顏色聚類中心；其中，各個(gè)顏色聚類中心在所述顏色空間中存在不同通道取值。

上述顏色聚類中心對(duì)應(yīng)的顏色可以設(shè)置為目標(biāo)圖片所對(duì)應(yīng)的各個(gè)代表顏色，顏色聚類中心在相應(yīng)顏色空間對(duì)應(yīng)的通道取值即為目標(biāo)圖片中各個(gè)代表顏色對(duì)應(yīng)的通道取值。比如，可以將上述Lab顏色空間的三個(gè)顏色通道進(jìn)行歸一化等變換處理，將各個(gè)顏色通道的通道取值分別變換至數(shù)值區(qū)間[0,255]內(nèi)，再將上述顏色聚類中心對(duì)應(yīng)的通道取值分別設(shè)置為cn1(0,0,255)，cn2(0,255,0)，cn3(100,100,100)，cn4(100,0,255)，cn5(100,255,255)。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述根據(jù)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的通道取值分別計(jì)算所述像素點(diǎn)屬于多個(gè)顏色聚類中心之間的隸屬度，根據(jù)所述隸屬度對(duì)目標(biāo)圖片的像素點(diǎn)進(jìn)行聚類，得到多個(gè)類別的像素點(diǎn)的步驟可以包括：

計(jì)算第j個(gè)像素點(diǎn)與第i個(gè)顏色聚類中心之間的d_ij，其中，所述d_ij＝||c_i-x_j||，c_i為第i個(gè)顏色聚類中心在顏色空間各通道的通道取值，x_j為第j個(gè)像素點(diǎn)在顏色空間各通道的通道取值，d_ij為歐幾里德距離，即第j個(gè)像素點(diǎn)與第i個(gè)顏色聚類中心之間的；上述||c_i-x_j||表示求c_i-x_j的模值；

根據(jù)d_ij計(jì)算第j個(gè)像素點(diǎn)與第i個(gè)顏色聚類中心之間的隸屬度u_ij，其中，c為顏色聚類中心數(shù)，m為加權(quán)指數(shù)；上述加權(quán)指數(shù)m可以設(shè)置為數(shù)值區(qū)間[1,∞)中的任一值，即m∈[1,∞)；

根據(jù)d_ij和u_ij判斷目標(biāo)函數(shù)是否滿足約束條件；

若是，將u_ij代入聚類中心更新公式更新聚類中心，所述聚類中心更新公式為n為目標(biāo)圖片的像素點(diǎn)總數(shù)；

分別計(jì)算所述像素點(diǎn)與各個(gè)聚類中心之間的隸屬度；

將所述像素點(diǎn)判定為最大隸屬度對(duì)應(yīng)的顏色聚類中心對(duì)應(yīng)的類別。

上述x_j為第j個(gè)像素點(diǎn)在相應(yīng)顏色空間各通道的通道取值，其包括三個(gè)顏色通道取值。比如，若上述顏色空間為L(zhǎng)ab顏色空間，則x_j可以為(L_x,a_x,b_x)，同樣，上述顏色空間為L(zhǎng)ab顏色空間時(shí)，c_i可以為(L_c,a_c,b_c)。

作為一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)d_ij和u_ij判斷目標(biāo)函數(shù)是否滿足約束條件的過(guò)程可以包括：

根據(jù)d_ij和u_ij計(jì)算目標(biāo)函數(shù)的目標(biāo)值，所述目標(biāo)函數(shù)為

判斷所述目標(biāo)值是否小于第一預(yù)設(shè)閾值；

若是，則判定目標(biāo)函數(shù)滿足約束條件。

上述第一預(yù)設(shè)閾值可以根據(jù)加權(quán)指數(shù)m進(jìn)行設(shè)置，比如設(shè)置為1或者1.5等值。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述根據(jù)d_ij和u_ij判斷目標(biāo)函數(shù)是否滿足約束條件的步驟后還可以包括：

a、若目標(biāo)函數(shù)不滿足約束條件，則將u_ij代入聚類中心更新公式更新聚類中心，所述聚類中心更新公式為

b、計(jì)算第i個(gè)像素點(diǎn)與更新后的第j個(gè)顏色聚類中心之間的歐幾里德距離d_ij‘；

c、根據(jù)d_ij‘計(jì)算第i個(gè)像素點(diǎn)與更新后的第j個(gè)顏色聚類中心之間的隸屬度u_ij‘；

d、根據(jù)d_ij‘和u_ij‘判斷目標(biāo)函數(shù)是否滿足約束條件；

e、若否，則進(jìn)入步驟a，直至目標(biāo)函數(shù)滿足約束條件。

本實(shí)施例中，在目標(biāo)函數(shù)不滿足約束條件，即目標(biāo)圖片中的像素點(diǎn)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確充分聚類時(shí)，對(duì)顏色聚類中心進(jìn)行更新，根據(jù)更新后的顏色聚類中心確定像素點(diǎn)至各個(gè)顏色聚類中心的d_ij‘和u_ij‘，直至目標(biāo)函數(shù)滿足約束條件，使各個(gè)像素點(diǎn)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)聚類，以保證像素點(diǎn)聚類的準(zhǔn)確性，從而保證了后續(xù)目標(biāo)圖片顏色識(shí)別的準(zhǔn)確性。

作為一個(gè)實(shí)施例，上述根據(jù)d_ij和u_ij判斷目標(biāo)函數(shù)是否滿足約束條件的過(guò)程可以包括：

根據(jù)d_ij和u_ij計(jì)算目標(biāo)函數(shù)的目標(biāo)值，所述目標(biāo)函數(shù)為

計(jì)算所述目標(biāo)值與目標(biāo)函數(shù)取前一組d_ij和u_ij時(shí)的前目標(biāo)值之間的目標(biāo)差值，判斷所述目標(biāo)差值是否小于第二預(yù)設(shè)閾值；

若是，則判定目標(biāo)函數(shù)滿足約束條件。

上述前一組d_ij和u_ij為最近一次聚類之前的d_ij和u_ij。上述第二預(yù)設(shè)閾值可以根據(jù)加權(quán)指數(shù)m進(jìn)行設(shè)置，比如設(shè)置為0.1或者0.2等值。目標(biāo)差值是小于第二預(yù)設(shè)閾值，表明當(dāng)前聚類已達(dá)到最優(yōu)聚類，可以依據(jù)上述聚類結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)顏色識(shí)別。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述分別確定各類別的像素點(diǎn)的顏色的過(guò)程可以包括：

將任一類像素點(diǎn)中的各個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的通道取值代入顏色識(shí)別公式計(jì)算所述像素點(diǎn)的顏色識(shí)別值，所述顏色識(shí)別公式為x_i為第i個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的通道取值，W_ij為BP網(wǎng)絡(luò)輸入層到隱含層的權(quán)重系數(shù)，W_jk為BP網(wǎng)絡(luò)隱含層到輸出層的權(quán)重系數(shù)，函數(shù)

在所選擇的一類像素點(diǎn)中，獲取取值頻率最高的y_i值，根據(jù)取值頻率最高的y_i值對(duì)應(yīng)的顏色確定該類像素點(diǎn)的顏色。

本實(shí)施例中，上述顏色識(shí)別公式為基于BP網(wǎng)絡(luò)的顏色識(shí)別公式，將部分像素點(diǎn)代入上述BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練識(shí)別的過(guò)程可以如圖2所示，參考圖2，將x_i(如圖中x₁、x₂或者x₃等)輸入BP網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過(guò)其輸入層、隱含層以及輸出層及其對(duì)應(yīng)的顏色識(shí)別公式的處理后，可以輸出各個(gè)x_i對(duì)應(yīng)的y_i(如圖中y₁、y₂或者y₃等)。上述W_ij和W_jk可以在相應(yīng)訓(xùn)練好的BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行讀取。各個(gè)y_i值在相應(yīng)的顏色空間均對(duì)應(yīng)一個(gè)顏色通道取值，取值頻率最高的y_i值所對(duì)應(yīng)的顏色通道取值即為該類別的像素的顏色通道取值。

作為一個(gè)實(shí)施例，上述將任一類像素點(diǎn)中的各個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的通道取值代入顏色識(shí)別公式計(jì)算所述像素點(diǎn)的顏色識(shí)別值的步驟前可以包括：

將各類像素點(diǎn)分別轉(zhuǎn)換至HSV顏色空間，獲取各個(gè)像素點(diǎn)在HSV顏色空間的H分量值、Y分量值和V分量值；

將所述H分量值、Y分量值和V分量值進(jìn)行歸一化處理。

HSV(Hue，Saturation，Value)是根據(jù)顏色的直觀特性創(chuàng)建的一種顏色空間，其包括色調(diào)(H)，飽和度(S)和明度(V)三個(gè)顏色通道。

本實(shí)施例可以在Lab顏色空間實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)圖片各個(gè)像素點(diǎn)的聚類后，再將上述各個(gè)像素點(diǎn)轉(zhuǎn)換至HSV顏色空間進(jìn)行顏色識(shí)別值的計(jì)算，使最后的識(shí)別結(jié)果綜合兩個(gè)顏色空間對(duì)應(yīng)的處理，進(jìn)一步保證了所識(shí)別的目標(biāo)圖片的顏色的準(zhǔn)確性。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述目標(biāo)圖片可以為將視頻監(jiān)控圖像劃分后得到的多個(gè)子圖像。

本實(shí)施例將視頻監(jiān)控圖像劃分為多個(gè)子圖像，將各個(gè)子圖像作為目標(biāo)圖片進(jìn)行顏色識(shí)別，在提高識(shí)別準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，還可以提高對(duì)視頻監(jiān)控圖像顏色識(shí)別的效率。

上述視頻監(jiān)控圖像可以如圖3所示，若上述視頻監(jiān)控圖像大小為M*N，可以將視頻監(jiān)控圖像按行列均分為a*b塊，其中每個(gè)子圖像的大小為m*n，M＝a*m，N＝b*n，再分別利用上述圖片顏色識(shí)別方法，對(duì)a*b個(gè)子圖像進(jìn)行顏色識(shí)別。其中對(duì)一個(gè)子圖像進(jìn)行像素點(diǎn)的聚類后的示意圖可以如圖4所示。

參考圖5所示，圖5為一個(gè)實(shí)施例的圖片顏色識(shí)別系統(tǒng)結(jié)果示意圖，包括：

獲取模塊10，用于將目標(biāo)圖片轉(zhuǎn)換至設(shè)定的顏色空間，獲取目標(biāo)圖片的各個(gè)像素點(diǎn)在所述顏色空間中各個(gè)顏色通道的通道取值；

聚類模塊20，用于根據(jù)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的通道取值分別計(jì)算所述像素點(diǎn)屬于多個(gè)顏色聚類中心之間的隸屬度，根據(jù)所述隸屬度對(duì)目標(biāo)圖片的像素點(diǎn)進(jìn)行聚類，得到多個(gè)類別的像素點(diǎn)；

識(shí)別模塊30，用于分別確定各類別的像素點(diǎn)的顏色，根據(jù)像素點(diǎn)的顏色識(shí)別目標(biāo)圖片的顏色。

本發(fā)明提供的圖片顏色識(shí)別系統(tǒng)與本發(fā)明提供的圖片顏色識(shí)別方法一一對(duì)應(yīng)，在所述圖片顏色識(shí)別方法的實(shí)施例闡述的技術(shù)特征及其有益效果均適用于圖片顏色識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)施例中，特此聲明。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。