圖像分割方法及裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供了一種圖像分割方法及裝置，所述方法包括：將圖像的所有像素點(diǎn)映射到CIELAB色彩空間中；將圖像均勻分割成第一超像素的數(shù)量個(gè)第一區(qū)域，對(duì)每個(gè)第一區(qū)域及其附近區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)進(jìn)行劃分，得到該第一區(qū)域?qū)?yīng)的第一超像素；將所有第一超像素映射到RGB色彩空間中，對(duì)第一超像素中的像素點(diǎn)求平均，得到對(duì)應(yīng)的第二超像素，以所有第二超像素為頂點(diǎn)，以相鄰第二超像素之間的相似距離為邊，構(gòu)建無(wú)向圖；根據(jù)無(wú)向圖中的相似距離滿(mǎn)足預(yù)設(shè)條件的相鄰兩個(gè)第二超像素構(gòu)成分割區(qū)域，并根據(jù)相鄰分割區(qū)域中邊的權(quán)值大小判斷該相鄰分割區(qū)域是否合并。本發(fā)明實(shí)施例可使圖像中的像素點(diǎn)變化平滑，減少過(guò)分割的現(xiàn)象發(fā)生，提高圖像分割效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
圖像分割方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種圖像分割方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，用戶(hù)對(duì)圖像處理技術(shù)的要求越來(lái)越高，圖像分割，作 為計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，已經(jīng)成為人們研究的熱點(diǎn)。
[0003] 圖像分割指的是將一幅數(shù)字圖像中具有特殊含義的區(qū)域分割出來(lái)，且這些區(qū)域互 相不重疊，任何相鄰區(qū)域之間圖像的性質(zhì)具有明顯的區(qū)別，而同一區(qū)域內(nèi)的圖像，在一定的 準(zhǔn)則下，可認(rèn)為具有相同的性質(zhì)，即每個(gè)區(qū)域內(nèi)的圖像都滿(mǎn)足特定的區(qū)域一致性條件。例 如，在一幅畫(huà)中，可定義一種準(zhǔn)則為:與紅色相近的顏色可以劃分到一個(gè)區(qū)域內(nèi)?；谠摐?zhǔn) 貝1J，淺紅色可以認(rèn)為與紅色差距不大，而綠色與紅色差距很大，則可將淺紅色與紅色劃分到 同一個(gè)區(qū)域，而不能將綠色與紅色劃分到同一個(gè)區(qū)域。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)了一種基于Felzenswalb和Huttenlocher提出的Graph-based(圖 論)算法的圖像分割方法，該方法雖然算法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但在圖像分割時(shí)，由于像素點(diǎn)的 隨顏色變化不夠平滑，會(huì)出現(xiàn)過(guò)分割的現(xiàn)象，即分割后的圖像中的整塊區(qū)域內(nèi)會(huì)出現(xiàn)小塊 的雜亂區(qū)域，或者把整塊區(qū)域分割成了多個(gè)區(qū)域，使圖像分割效果不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于，提供一種圖像分割方法及裝置，在圖像分割時(shí)，可提高圖像分 割效果。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種圖像分割方法，所述方法包括：
[0007] 將圖像的所有像素點(diǎn)映射到CIELAB色彩空間中，每個(gè)像素點(diǎn)均對(duì)應(yīng)唯一的像素特 征;所述像素特征包括對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)在圖像上的二維坐標(biāo)和映射到CIELAB色彩空間中的三維 坐標(biāo)；
[0008] 將圖像的所有像素點(diǎn)均勻分割成預(yù)設(shè)的第一超像素的數(shù)量個(gè)第一區(qū)域，對(duì)每個(gè)第 一區(qū)域以及其附近區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)進(jìn)行同類(lèi)像素點(diǎn)的劃分，得到該第一區(qū)域?qū)?yīng)的第一超 像素；
[0009] 將所有第一超像素映射到RGB色彩空間中，對(duì)每個(gè)第一超像素中的像素點(diǎn)進(jìn)行求 平均，得到對(duì)應(yīng)的第二超像素，以所有第二超像素為頂點(diǎn)，以圖像中相鄰第二超像素之間的 相似距離作為邊的權(quán)值，構(gòu)建無(wú)向圖；所述相似距離為兩個(gè)第二超像素在RGB色彩空間中的 距離；
[0010]根據(jù)無(wú)向圖中的相似距離滿(mǎn)足預(yù)設(shè)條件的相鄰兩個(gè)第二超像素構(gòu)成分割區(qū)域，并 根據(jù)相鄰分割區(qū)域中邊的權(quán)值大小判斷該相鄰分割區(qū)域是否合并。
[0011]較優(yōu)地，所述將圖像的所有像素點(diǎn)均勻分割成預(yù)設(shè)的第一超像素的數(shù)量個(gè)第一區(qū) 域，對(duì)每個(gè)第一區(qū)域以及其附近區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)進(jìn)行同類(lèi)像素點(diǎn)的劃分，得到該第一區(qū)域 的第一超像素，包括：
[0012] A1、根據(jù)預(yù)設(shè)的第一超像素的個(gè)數(shù)K，對(duì)圖像的所有N個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行二維坐標(biāo)的均 勻劃分，得到K個(gè)第一區(qū)域，每個(gè)第一區(qū)域由N/K個(gè)像素點(diǎn)組成;所述每個(gè)第一區(qū)域的格長(zhǎng)均 為:L =
[0013] A2、對(duì)第k個(gè)第一區(qū)域中心處的第一像素點(diǎn)與以該第一區(qū)域?yàn)橹行牡牡诙^(qū)域內(nèi) 的其他所有第二像素點(diǎn)進(jìn)行像素特征距離的計(jì)算，得到Pk-Ι個(gè)第一距離值，并記錄第k個(gè)第 一區(qū)域中心在圖像中的二維坐標(biāo);p k為第k個(gè)第一區(qū)域?qū)?yīng)第二區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)， k=l、2、3……K；
[0014] A3、如果第一距離值小于第一閾值，則判斷該第一距離值對(duì)應(yīng)的第一像素點(diǎn)和第 二像素點(diǎn)為同類(lèi)像素點(diǎn)；如果第一距離值不小于第一閾值，則判斷該第一距離值對(duì)應(yīng)的第 一像素點(diǎn)和第二像素點(diǎn)為不同類(lèi)像素點(diǎn)；第k個(gè)第一區(qū)域中心處的第一像素點(diǎn)與其同類(lèi)像 素點(diǎn)共同組成第k個(gè)預(yù)分割超像素；
[0015] A4、計(jì)算第k個(gè)預(yù)分割超像素的平均像素特征，并記錄第k個(gè)預(yù)分割超像素的中心 在圖像中的二維坐標(biāo)；
[0016] A5、判斷預(yù)分割超像素的中心在圖像中的二維坐標(biāo)，與其對(duì)應(yīng)第一區(qū)域中心在圖 像中的二維坐標(biāo)之間的第二距離值是否大于第二閾值，若大于，則對(duì)該預(yù)分割超像素對(duì)應(yīng) 的第一區(qū)域的中心進(jìn)行更新，并重新運(yùn)行步驟A1;若不大于，則獲取第k個(gè)預(yù)分割超像素作 為第k個(gè)第一超像素。
[0017] 較優(yōu)地，所述根據(jù)無(wú)向圖中的相似距離滿(mǎn)足預(yù)設(shè)條件的相鄰兩個(gè)第二超像素構(gòu)成 分割區(qū)域，并根據(jù)相鄰分割區(qū)域中邊的權(quán)值大小判斷該相鄰分割區(qū)域是否合并，包括：
[0018] 將無(wú)向圖中的相似距離不大于第三距離值的相鄰兩個(gè)第二超像素組成一個(gè)分割 區(qū)域；
[0019] 對(duì)所述無(wú)向圖中的每個(gè)第二超像素與其相鄰的第二超像素之間的P條邊，按照權(quán) 值大小的升序排列，按照順序依次判斷第P條邊連接的兩個(gè)第二超像素是否屬于同一分割 區(qū)域;P = l、2、3......P;
[0020] 若所述第p條邊連接的兩個(gè)第二超像素不屬于同一分割區(qū)域，則判斷這兩個(gè)第二 超像素對(duì)應(yīng)的兩個(gè)分割區(qū)域的最大類(lèi)內(nèi)差異是否大于連接這兩個(gè)分割區(qū)域的最小權(quán)值，若 大于，則這兩個(gè)分割區(qū)域合并，若不大于，則這兩個(gè)分割區(qū)域不合并;兩個(gè)分割區(qū)域?qū)?yīng)兩 個(gè)最小生成樹(shù)，兩個(gè)最小生成樹(shù)對(duì)應(yīng)兩個(gè)最大權(quán)值，這兩個(gè)最大權(quán)值中的最小值為兩個(gè)分 割區(qū)域的最大類(lèi)內(nèi)差異。
[0021 ]較優(yōu)地，在步驟A4之后，步驟A5之前，所述方法還包括：
[0022] 若第k個(gè)預(yù)分割超像素的中心在圖像中的二維坐標(biāo)與對(duì)應(yīng)第一區(qū)域中心在圖像中 的二維坐標(biāo)的差距大于第三閾值，則將該第k個(gè)預(yù)分割超像素的中心移動(dòng)到圖像中與RGB色 彩空間內(nèi)最小色彩梯度相對(duì)應(yīng)的位置處;所述圖像中與RGB色彩空間內(nèi)最小色彩梯度相對(duì) 應(yīng)的位置位于以第k個(gè)預(yù)分割超像素為中心的第三區(qū)域內(nèi)。
[0023] 較優(yōu)地，所述對(duì)每個(gè)第一超像素中的像素點(diǎn)進(jìn)行求平均的計(jì)算公式為：
[0024] R1 = (Σ?〇 Ri) /M', G' = (l&Q Gi) /M，, B^ = (?Κ〇 Bi) f U ,
[0025] 其中，為第k個(gè)第一超像素中的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，（RnGnBO為第k個(gè)第一超像素中 的第i個(gè)像素點(diǎn)在RGB色彩空間中的三維坐標(biāo)，，C，B〇為得到的第二超像素中像素點(diǎn)在 RGB色彩空間中的三維坐標(biāo)。
[0026] 較優(yōu)地，所述兩個(gè)分割區(qū)域的最大類(lèi)內(nèi)差異的計(jì)算公式為：
[0027] MInt(Vi，Vj) =min(Int(Vi)+T(Vi)，Int(Vj)+T(Vj))
[0028]其中，MInt(Vi，Vj)為分割區(qū)域Vi和Vj的最大類(lèi)內(nèi)差異，IntCVi)= maxeeMSTjyi;Ej w(e)，int(Vi)為分割區(qū)域Vi內(nèi)最小生成樹(shù)中的最大權(quán)值，MST(Vi，E)為分 割區(qū)域Vi的最小生成樹(shù)，T(Vi)為分割區(qū)域Vi的閾值函數(shù)，= maxe罐ST(Vj>E) w(e)， Int(Vj)為分割區(qū)域Vj內(nèi)最小生成樹(shù)中的最大權(quán)值，MST(Vj，E)為分割區(qū)域Vj的最小生成樹(shù)， τ (Vj)為分割區(qū)域Vj的閾值函數(shù)，E為所有帶權(quán)值的邊的集合；
[0029] 所述連接兩個(gè)分割區(qū)域的最小權(quán)值的計(jì)算公式為：
[0030] DifCv.Vj) = SjeVjSmm^
[0031] 其中，Dif(Vi，Vj)為連接分割區(qū)域Vi和Vj的最小權(quán)值，Si為第i個(gè)第二超像素，Sj為 與sjg鄰的第j個(gè)第二超像素，《((&，&))為第二超像素 sdPSii間邊的權(quán)值。
[0032] 本發(fā)明還提供了一種圖像分割裝置，所述裝置包括：
[0033] CIELAB色彩空間映射模塊，用于將圖像的所有像素點(diǎn)映射到CIELAB色彩空間中， 每個(gè)像素點(diǎn)均對(duì)應(yīng)唯一的像素特征;所述像素特征包括對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)在圖像上的二維坐標(biāo)和 映射到CIELAB色彩空間中的三維坐標(biāo)；
[0034]第一超像素獲取模塊，用于將圖像的所有像素點(diǎn)均勻分割成預(yù)設(shè)的第一超像素的 數(shù)量個(gè)第一區(qū)域，對(duì)每個(gè)第一區(qū)域以及其附近區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)進(jìn)行同類(lèi)像素點(diǎn)的劃分，得 到該第一區(qū)域?qū)?yīng)的第一超像素；
[0035]第二超像素獲取模塊，用于將所有第一超像素映射到RGB色彩空間中，對(duì)每個(gè)第一 超像素中的像素點(diǎn)進(jìn)行求平均，得到對(duì)應(yīng)的第二超像素，以所有第二超像素為頂點(diǎn)，以圖像 中相鄰第二超像素之間的相似距離作為邊的權(quán)值，構(gòu)建無(wú)向圖；所述相似距離為兩個(gè)第二 超像素在RGB色彩空間中的距離；
[0036] 分割區(qū)域合并模塊，用于根據(jù)無(wú)向圖中的相似距離滿(mǎn)足預(yù)設(shè)條件的相鄰兩個(gè)第二 超像素構(gòu)成分割區(qū)域，并根據(jù)相鄰分割區(qū)域中邊的權(quán)值大小判斷該相鄰分割區(qū)域是否合 并。
[0037] 較優(yōu)地，所述第一超像素獲取模塊，包括：
[0038]像素點(diǎn)劃分單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的第一超像素的個(gè)數(shù)K，對(duì)圖像的所有N個(gè)像素點(diǎn) 進(jìn)行二維坐標(biāo)的均勻劃分，得到K個(gè)第一區(qū)域，每個(gè)第一區(qū)域由N/K個(gè)像素點(diǎn)組成;所述每個(gè) 第一區(qū)域的格長(zhǎng)均為L(zhǎng) = %/N/K;
[0039] 第一距離值獲取單元，用于對(duì)第k個(gè)第一區(qū)域中心處的第一像素點(diǎn)與以該第一區(qū) 域?yàn)橹行牡牡诙^(qū)域內(nèi)的其他所有第二像素點(diǎn)進(jìn)行像素特征距離的計(jì)算，得到pk-l個(gè)第一 距離值，并記錄第k個(gè)第一區(qū)域中心在圖像中的二維坐標(biāo);pk為第k個(gè)第一區(qū)域?qū)?yīng)第二區(qū) 域內(nèi)所有像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，k= 1、2、3......K;
[0040] 預(yù)分割超像素獲取單元，用于如果第一距離值小于第一閾值，則判斷該第一距離 值對(duì)應(yīng)的第一像素點(diǎn)和第二像素點(diǎn)為同類(lèi)像素點(diǎn)；如果第一距離值不小于第一閾值，則判 斷該第一距離值對(duì)應(yīng)的第一像素點(diǎn)和第二像素點(diǎn)為不同類(lèi)像素點(diǎn)；第k個(gè)第一區(qū)域中心處 的第一像素點(diǎn)與其同類(lèi)像素點(diǎn)共同組成第k個(gè)預(yù)分割超像素；
[0041] 平均像素特征計(jì)算單元，用于計(jì)算第k個(gè)預(yù)分割超像素的平均像素特征，并記錄第 k個(gè)預(yù)分割超像素的中心在圖像中的二維坐標(biāo)；
[0042] 第一超像素獲取單元，用于判斷預(yù)分割超像素的中心在圖像中的二維坐標(biāo)，與其 對(duì)應(yīng)第一區(qū)域中心在圖像中的二維坐標(biāo)之間的第二距離值是否大于第二閾值，若大于，則 對(duì)該預(yù)分割超像素對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域的中心進(jìn)行更新，并重新運(yùn)行步驟A1;若不大于，則獲取 第k個(gè)預(yù)分割超像素作為第k個(gè)第一超像素。
[0043]較優(yōu)地，所述分割區(qū)域合并模塊，包括：
[0044]分割區(qū)域生成單元，用于將無(wú)向圖中的相似距離不大于第三距離值的相鄰兩個(gè)第 二超像素組成一個(gè)分割區(qū)域；
[0045] 分割區(qū)域判斷單元，用于對(duì)所述無(wú)向圖中的每個(gè)第二超像素與其相鄰的第二超像 素之間的P條邊，按照權(quán)值大小的升序排列，按照順序依次判斷第P條邊連接的兩個(gè)第二超 像素是否屬于同一分割區(qū)域;P = l、2、3……P;
[0046] 分割區(qū)域合并單元，用于若所述第p條邊連接的兩個(gè)第二超像素不屬于同一分割 區(qū)域，則判斷這兩個(gè)第二超像素對(duì)應(yīng)的兩個(gè)分割區(qū)域的最大類(lèi)內(nèi)差異是否大于連接這兩個(gè) 分割區(qū)域的最小權(quán)值，若大于，則這兩個(gè)分割區(qū)域合并，若不大于，則這兩個(gè)分割區(qū)域不合 并;兩個(gè)分割區(qū)域?qū)?yīng)兩個(gè)最小生成樹(shù)，兩個(gè)最小生成樹(shù)對(duì)應(yīng)兩個(gè)最大權(quán)值，這兩個(gè)最大權(quán) 值中的最小值為兩個(gè)分割區(qū)域的最大類(lèi)內(nèi)差異。
[0047]較優(yōu)地，所述裝置還包括：
[0048] 預(yù)分割超像素移動(dòng)模塊，用于若第k個(gè)預(yù)分割超像素的中心在圖像中的二維坐標(biāo) 與對(duì)應(yīng)第一區(qū)域中心在圖像中的二維坐標(biāo)的差距大于第三閾值，則將該第k個(gè)預(yù)分割超像 素的中心移動(dòng)到圖像中與RGB色彩空間內(nèi)最小色彩梯度相對(duì)應(yīng)的位置處;所述圖像中與RGB 色彩空間內(nèi)最小色彩梯度相對(duì)應(yīng)的位置位于以第k個(gè)預(yù)分割超像素為中心的第三區(qū)域內(nèi)。
[0049] 本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像分割方法及裝置，通過(guò)利用超像素的原理對(duì)圖像進(jìn)行分 害J，并對(duì)得到的第一超像素進(jìn)行求平均處理，將原有的圖像中的雜亂的像素點(diǎn)進(jìn)行了平均， 使圖像中的像素點(diǎn)變化平滑，以減少過(guò)分割的現(xiàn)象發(fā)生，從而提高了圖像分割效果。
[0050] 當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品或方法并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu) 點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0051] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0052] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像分割方法的流程圖；
[0053] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像分割裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0055] 實(shí)施例一
[0056] 如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像分割方法的流程圖，該方法的原理為:通 過(guò)利用超像素的思想，在圖像分割時(shí)，對(duì)圖像中的臨近區(qū)域內(nèi)的不同像素點(diǎn)進(jìn)行平均，以使 像素點(diǎn)的變化趨于平滑，從而減少了過(guò)分割的現(xiàn)象發(fā)生，提高了圖像分割效果。所述方法包 括：
[0057] S110,將圖像的所有像素點(diǎn)映射到CIELAB色彩空間中，每個(gè)像素點(diǎn)均對(duì)應(yīng)唯一的 像素特征;所述像素特征包括對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)在圖像上的二維坐標(biāo)和映射到CIELAB色彩空間中 的三維坐標(biāo)。
[0058]具體地，將待分割的圖像至于二維空間坐標(biāo)中，圖像中的像素點(diǎn)一個(gè)一個(gè)有序的 排列在一起，每個(gè)像素點(diǎn)唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)二維坐標(biāo)。將圖像中的所有像素點(diǎn)映射到CIELAN色 彩空間中后，由于色彩空間為三維空間，色彩空間中的距離為兩個(gè)像素點(diǎn)之間的色差，因此 大量的像素點(diǎn)中，很可能存在很大像素點(diǎn)會(huì)位于CIELAN色彩空間的同一位置或相鄰位置。 為了區(qū)分不同的像素點(diǎn)，將某一個(gè)像素點(diǎn)在圖像上的二維坐標(biāo)和映射到CIELAB色彩空間中 的三維坐標(biāo)，共同反映為該像素點(diǎn)的特征，定義該特征為像素特征。例如，第η個(gè)像素點(diǎn)的像 素特征為Cn= (Xn，yn，ln，an，bn)T，其中，（x n，yn)為二維坐標(biāo)，（ln，an，bn)為CIELAB色彩空間中 的三維坐標(biāo)。
[0059] S120,將圖像的所有像素點(diǎn)均勻分割成預(yù)設(shè)的第一超像素的數(shù)量個(gè)第一區(qū)域，對(duì) 每個(gè)第一區(qū)域以及其附近區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)進(jìn)行同類(lèi)像素點(diǎn)的劃分，得到該第一區(qū)域?qū)?yīng)的 第一超像素。
[0060] 優(yōu)選地，步驟S120可包括如下細(xì)化步驟：
[0061] A1、根據(jù)預(yù)設(shè)的第一超像素的個(gè)數(shù)K，對(duì)圖像的所有N個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行二維坐標(biāo)的均 勻劃分，得到K個(gè)第一區(qū)域，每個(gè)第一區(qū)域由N/K個(gè)像素點(diǎn)組成;所述每個(gè)第一區(qū)域的格長(zhǎng)均 為 L = -sJWfK.o
[0062] 具體地，假設(shè)圖像中所有的像素點(diǎn)為N個(gè)，要獲取的超像素的個(gè)數(shù)為K個(gè)，為了均勻 選取圖像中的像素點(diǎn)，可將位于二維坐標(biāo)中圖像的所有像素點(diǎn)，均勻分成K個(gè)第一區(qū)域，每 個(gè)第一區(qū)域可以認(rèn)為是一個(gè)方形區(qū)域，且每個(gè)第一區(qū)域中包含N/K個(gè)像素點(diǎn)，則該方形區(qū)域 的格長(zhǎng)為L(zhǎng)二每一個(gè)方形區(qū)域中的像素點(diǎn)也是均勻排列的。
[0063] A2、對(duì)第k個(gè)第一區(qū)域中心處的第一像素點(diǎn)與以該第一區(qū)域?yàn)橹行牡牡诙^(qū)域內(nèi) 的其他所有第二像素點(diǎn)進(jìn)行像素特征距離的計(jì)算，得到Pk-Ι個(gè)第一距離值，并記錄第k個(gè)第 一區(qū)域中心在圖像中的二維坐標(biāo);pk為第k個(gè)第一區(qū)域?qū)?yīng)第二區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)， k=l、2、3……K〇
[0064]具體地，由于每個(gè)第一區(qū)域中的像素點(diǎn)也是均勻排列的，每個(gè)第一區(qū)域的區(qū)域中 心處會(huì)有一個(gè)像素點(diǎn)，定義該像素點(diǎn)為第一像素點(diǎn)，某一個(gè)第一區(qū)域中心在圖像中的二維 坐標(biāo)，即為該第一區(qū)域中第一像素點(diǎn)的二維坐標(biāo)。
[0065]以某一個(gè)第一區(qū)域?yàn)橹行?，以一定長(zhǎng)度(如2L或3L)為邊長(zhǎng)的方形區(qū)域?yàn)樵摰谝粎^(qū) 域?qū)?yīng)的第二區(qū)域，定義該第二區(qū)域中的pk個(gè)像素點(diǎn)中除了第一像素點(diǎn)外的其他pk-l個(gè)像 素點(diǎn)為第二像素點(diǎn)。
[0066] 對(duì)第一像素點(diǎn)和其他第二像素點(diǎn)分別進(jìn)行像素特征距離的計(jì)算，得到Pk-l個(gè)第一 距離值。
[0067] 例如，第i個(gè)像素點(diǎn)和第j個(gè)像素點(diǎn)之間的第一距離值的計(jì)算過(guò)程如下：
[0071] 其中，dc為CIELAB色彩空間中的顏色距離，ds為圖像二維空間中的空間距離， N s = L = ?/ΜΤ??,Μ：為圖像中所有像素點(diǎn)中最大的顏色距離。
[0072] 值得注意的是，在本實(shí)施例中，選取第一區(qū)域鄰近的第二區(qū)域中的像素點(diǎn)進(jìn)行處 理，而不僅僅選取第一區(qū)域中的像素點(diǎn)，就是因?yàn)橄袼靥卣骶嚯x的計(jì)算包括顏色和距離，是 二者的綜合表現(xiàn)。因此，位于第一區(qū)域中的像素點(diǎn)與第一區(qū)域中心處的第一像素點(diǎn)的像素 特征距離，并不一定全部小于其臨近區(qū)域中的像素點(diǎn)與該第一像素點(diǎn)的像素特征距離。
[0073] A3、如果第一距離值小于第一閾值，則判斷該第一距離值對(duì)應(yīng)的第一像素點(diǎn)和第 二像素點(diǎn)為同類(lèi)像素點(diǎn)；如果第一距離值不小于第一閾值，則判斷該第一距離值對(duì)應(yīng)的第 一像素點(diǎn)和第二像素點(diǎn)為不同類(lèi)像素點(diǎn)；第k個(gè)第一區(qū)域中心處的第一像素點(diǎn)與其同類(lèi)像 素點(diǎn)共同組成第k個(gè)預(yù)分割超像素。
[0074]在本實(shí)施例中，當(dāng)某一個(gè)第二像素點(diǎn)與第一像素點(diǎn)的第一距離值小于某一個(gè)預(yù)設(shè) 的閾值(第一閾值)時(shí)，說(shuō)明這兩個(gè)像素點(diǎn)的相似的程度已經(jīng)足夠高了，這時(shí)可以將這兩個(gè) 像素點(diǎn)歸為一類(lèi);如果第一距離不小于該第一閾值，則說(shuō)明二者的相似程度還不夠，不能作 為同一類(lèi)像素點(diǎn)。同類(lèi)像素點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的第一像素點(diǎn)共同組成一個(gè)預(yù)分割超像素。
[0075] 優(yōu)選地，為了便于劃分預(yù)分割超像素，可對(duì)第一像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的同類(lèi)像素點(diǎn)進(jìn)行標(biāo) 記，而不標(biāo)記不同類(lèi)像素點(diǎn)。
[0076] 值得注意到是，預(yù)分割超像素并非是一個(gè)像素點(diǎn)，而是原始圖像中的一群同類(lèi)像 素點(diǎn)，此時(shí)預(yù)分割超像素中的像素點(diǎn)，已經(jīng)不再是原先劃分的第一區(qū)域中的像素點(diǎn)，預(yù)分割 超像素對(duì)應(yīng)的區(qū)域也不再是方形區(qū)域。
[0077] A4、計(jì)算第k個(gè)預(yù)分割超像素的平均像素特征，并記錄第k個(gè)預(yù)分割超像素的中心 在圖像中的二維坐標(biāo)。
[0078]具體地，對(duì)某一個(gè)預(yù)分割超像素進(jìn)行像素特征的求平均處理，計(jì)算的方法為：
[0079] X - (Σ?1〇χ?)/Μ? y = (Σ?1〇 yi)/M? 1 - (Σ|1〇Ιι)/Μ? a - (Σ?1〇3?)/Μ> b = (Σ[10 bj)/M,
[0080] 其中，M為預(yù)分割超像素中像素點(diǎn)的數(shù)量，，/，1'，a'，b' )T即為該預(yù)分割超像 素的平均像素特征，（X7)為該預(yù)分割超像素的中心在圖像中的二維坐標(biāo)。
[0081] A5、判斷預(yù)分割超像素的中心在圖像中的二維坐標(biāo)，與其對(duì)應(yīng)第一區(qū)域中心在圖 像中的二維坐標(biāo)之間的第二距離值是否大于第二閾值，若大于，則對(duì)該預(yù)分割超像素對(duì)應(yīng) 的第一區(qū)域的中心進(jìn)行更新，并重新運(yùn)行步驟A1;若不大于，則獲取第k個(gè)預(yù)分割超像素作 為第k個(gè)第一超像素。
[0082]本實(shí)施例中，由于預(yù)分割超像素的中心位置相對(duì)第一區(qū)域中心位置已經(jīng)發(fā)生了變 化，為了避免分割后的圖像與原圖像的整體位置發(fā)生較大的變化，影響分割效果，因此需要 對(duì)預(yù)分割超像素的中心位置進(jìn)行限制。
[0083]具體地，定義第二距離值為某一個(gè)預(yù)分割超像素的中心在圖像中的二維坐標(biāo)與其 對(duì)應(yīng)第一區(qū)域中心在圖像中的二維坐標(biāo)的差距，每一個(gè)預(yù)分割超像素都會(huì)存在一個(gè)第二距 離值。如果某一個(gè)預(yù)分割超像素的第二距離值大于第二閾值，則說(shuō)明該分割區(qū)域有較大的 變化。
[0084] 具體地，在判斷出分割后的圖像與原圖像的整體位置發(fā)生較大的變化后，將當(dāng)前 預(yù)分割超像素的中心的二維坐標(biāo)作為新一輪的第一區(qū)域的中心位置，以對(duì)其進(jìn)行更新，重 新返回步驟A1，進(jìn)行循環(huán)迭代處理。
[0085] 值得注意的是，循環(huán)迭代的過(guò)程中，原圖像的像素點(diǎn)并沒(méi)有發(fā)生變化，而是每次迭 代選取的第一區(qū)域的中心不同，經(jīng)過(guò)多次迭代后，尋找到發(fā)生過(guò)大偏移的預(yù)分割超像素的 比率不大于第三閾值時(shí)，則將當(dāng)前圖像中的所有預(yù)分割超像素作為第一超像素。
[0086] S130,將所有第一超像素映射到RGB色彩空間中，對(duì)每個(gè)第一超像素中的像素點(diǎn)進(jìn) 行求平均，得到對(duì)應(yīng)的第二超像素，以所有第二超像素為頂點(diǎn)，以圖像中相鄰第二超像素之 間的相似距離為權(quán)值作為邊，構(gòu)建無(wú)向圖；所述相似距離為兩個(gè)第二超像素在RGB色彩空間 中的距離。
[0087]具體地，將圖像中的所有第一超像素映射到RGB色彩空間中，第η個(gè)像素點(diǎn)在RGB色 彩空間中的三維坐標(biāo)為(Rn，Gn，Bn)，對(duì)第k個(gè)第一超像素中的像素點(diǎn)進(jìn)行求平均，得到對(duì)應(yīng) 的顏色平均像素點(diǎn)，計(jì)算公式為：
[0088] Ι? = (Σ[?。Ri) /M'，G'= (Σ?。Gi) /Μ'，B' = (Σ?。Bi) /M'，
[0089] 其中，為第k個(gè)第一超像素中的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，（RnGnBO為第k個(gè)第一超像素中 的第i個(gè)像素點(diǎn)在RGB色彩空間中的三維坐標(biāo)，為得到的第二超像素中像素點(diǎn) (即顏色平均像素點(diǎn))在RGB色彩空間中的三維坐標(biāo)。
[0090] 進(jìn)一步地，將某一個(gè)第一超像素中的所有像素點(diǎn)用這些像素點(diǎn)的顏色平均像素點(diǎn) 來(lái)取代，這些新的像素點(diǎn)共同組成第二超像素，即當(dāng)前得到的圖像，是由許多同種顏色的小 區(qū)域組成的圖像，此時(shí)的小區(qū)域已經(jīng)不再是規(guī)則的方形區(qū)域。
[0091] 在本實(shí)施例中，通過(guò)對(duì)得到的第一超像素進(jìn)行求平均處理，將原有的圖像中的雜 亂的像素點(diǎn)進(jìn)行了平均，使圖像中的像素點(diǎn)變化平滑，以減少過(guò)分割的現(xiàn)象發(fā)生，從而提高 了圖像分割效果。
[0092] 具體地，在二維坐標(biāo)中，以所有第二超像素為頂點(diǎn)，以圖像中相鄰超像素之間的相 似距離為權(quán)值作為邊，構(gòu)建無(wú)向圖;所述相似距離為兩個(gè)第二超像素在RGB色彩空間中的距 離，即這兩個(gè)第二超像素的兩種顏色的色差。
[0093]優(yōu)選地，第i個(gè)第二超像素和第j個(gè)第二超像素之間的相似距離w(e)的計(jì)算公式為
[0095]其中，（fuG7 為第i個(gè)第二超像素中像素點(diǎn)在RGB色彩空間中的三維坐標(biāo)， (R、，G、，B、)為第j個(gè)第二超像素中像素點(diǎn)在RGB色彩空間中的三維坐標(biāo)。
[0096] S140,根據(jù)無(wú)向圖中的相似距離滿(mǎn)足預(yù)設(shè)條件的相鄰兩個(gè)第二超像素構(gòu)成分割區(qū) 域，并根據(jù)相鄰分割區(qū)域中邊的權(quán)值大小判斷該相鄰分割區(qū)域是否合并。
[0097] 優(yōu)選地，步驟S120可包括如下細(xì)化步驟：
[0098] B1、將無(wú)向圖中的相似距離不大于第三距離值的相鄰兩個(gè)第二超像素組成一個(gè)分 割區(qū)域。
[0099]在本實(shí)施例中，第三距離值是兩個(gè)相鄰第二超像素構(gòu)成分割區(qū)域的初始判斷條 件，如果相鄰兩個(gè)第二超像素的相似距離不大于第三距離值，這兩個(gè)第二超像素合并成同 一個(gè)分割區(qū)域;如果大于，則這兩個(gè)第二超像素不能合并。
[0100]第三距離值為min(C/|Vi|，C/|Vj| )，Vi與Vj為兩個(gè)超像素內(nèi)像素?cái)?shù)量，C為預(yù)設(shè)常 數(shù)，優(yōu)選地，C = 500。
[0101] B2、對(duì)所述無(wú)向圖中的每個(gè)第二超像素與其相鄰的第二超像素之間的P條邊，按照 權(quán)值大小的升序排列，按照順序依次判斷第P條邊連接的兩個(gè)第二超像素是否屬于同一分 割區(qū)域;P = l、2、3……P。
[0102] 在本實(shí)施例中，按照邊的權(quán)值大小進(jìn)行升序排列的目的，是為了在圖像分割的時(shí) 候，首先對(duì)顏色差距不大的兩個(gè)相鄰第二超像素進(jìn)行判斷;并且，最新合并的分割區(qū)域中權(quán) 值最大的邊即為當(dāng)前進(jìn)行判斷的邊。
[0103] B3、若所述第p條邊連接的兩個(gè)第二超像素不屬于同一分割區(qū)域，則判斷這兩個(gè)第 二超像素對(duì)應(yīng)的兩個(gè)分割區(qū)域的最大類(lèi)內(nèi)差異是否大于連接這兩個(gè)分割區(qū)域的最小權(quán)值， 若大于，則這兩個(gè)分割區(qū)域合并，若不大于，則這兩個(gè)分割區(qū)域不合并;兩個(gè)分割區(qū)域?qū)?yīng) 兩個(gè)最小生成樹(shù)，兩個(gè)最小生成樹(shù)對(duì)應(yīng)兩個(gè)最大權(quán)值，這兩個(gè)最大權(quán)值中的最小值為兩個(gè) 分割區(qū)域的最大類(lèi)內(nèi)差異。
[0104] 具體地，將每個(gè)第二超像素認(rèn)為是一個(gè)頂點(diǎn)，相鄰兩個(gè)第二超像素SdPSj的連線(xiàn)為 帶有權(quán)值w (e)的邊e i j，所有的頂點(diǎn)的集合為S，所有帶權(quán)值的邊的集合為E，集合S和集合E構(gòu) 成了一個(gè)完整的無(wú)向圖G=(S，E)。
[0105] 本實(shí)施例中，兩個(gè)分割區(qū)域1和％的最大類(lèi)內(nèi)差異的計(jì)算公式為：
[0106] MInt(Vi，Vj) =min(Int(Vi)+T(Vi)，Int(Vj)+T(Vj))
[0107] 其中，Μ I n t ( V i，V j )為分割區(qū)域V i和V j的最大類(lèi)內(nèi)差異，Int(Vi)= maXeeMSTO^E；) w(e)，MST(Vi，E)為分割區(qū)域Vi的最小生成樹(shù)，Int(Vi)為分割區(qū)域Vi內(nèi)最 小生成樹(shù)中的最大權(quán)值，τ ( v ,)為分割區(qū)域v i的閾值函數(shù)，Int{>9 = maXeeMSTC^E) w(e)，MST(Vj，e)為分割區(qū)域Vj的最小生成樹(shù)，Int( Vj)為分割區(qū)域Vj內(nèi)最 小生成樹(shù)中的最大權(quán)值，τ (Vj)為分割區(qū)域Vj的閾值函數(shù)。
[0108] 優(yōu)選地，對(duì)于T(Vi)而言，定義
[0109] T(Vi)=C/|Vi
[0110] 其中，Ivd為區(qū)域Vi*所有像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，C為常數(shù)。隨著區(qū)域增大，|Vi|變大，τ (VO越來(lái)越小，其作用忽略不計(jì)，即實(shí)現(xiàn)了不同大小區(qū)域的自適應(yīng)閾值。C用于控制分割后 的區(qū)域大小，若C = 0,導(dǎo)致過(guò)分割;若C-+0，整幅圖片會(huì)聚為一個(gè)區(qū)域。因此，隨著C值增 大，分割后的圖片區(qū)域增大。τ(ν〇的意義在于，為小區(qū)域設(shè)定一個(gè)可容忍的范圍，即在超像 素特征不同的情況下也可合并。
[0111] 值得注意到是，在11^(1)=0，11^(%)=0時(shí)，即以?xún)蓚€(gè)第二超像素為兩個(gè)區(qū)域進(jìn) 行合并，此時(shí)的情況如同步驟Β1中所示，閾值函數(shù)WVi)和T(t)中最小的值即為第三距離 值。
[0112] 本實(shí)施例中，兩個(gè)分割區(qū)域VdP%es的區(qū)域間差異，為連接這兩個(gè)區(qū)域的最小權(quán) 值邊，其計(jì)算公式為：
[。⑴]Dif(Vi,Vj)二納^
[0114]其中，Dif(Vi，Vj)為連接分割區(qū)域Vi和Vj的最小權(quán)值，Si為第i個(gè)第二超像素，Sj為 與sjg鄰的第j個(gè)第二超像素，《((&，&))為第二超像素sdPSii間邊的權(quán)值。
[0115]具體地，如果MinWiJOSDif^VhVj)，則兩個(gè)分割區(qū)域合并為一個(gè)，否則不合 并。
[0116] 有公式可知，如果兩個(gè)分割區(qū)域Vi和Vj中最小的內(nèi)部差異Int(Vi)或Int(Vj)大于 這兩個(gè)分割區(qū)域差異DifXVnV」），則說(shuō)明這兩個(gè)區(qū)域可以合為一體，否則就不可以合并。
[0117] 在完成上述步驟后，不論相鄰兩個(gè)分割區(qū)域是否合并，按照順序選擇下一條邊執(zhí) 行步驟B3,直到遍歷所有排列好的邊，圖像分割完成，此時(shí)圖像分割成顏色較為平滑的分割 區(qū)域。本實(shí)施例中，通過(guò)判斷兩個(gè)相鄰第二超像素對(duì)應(yīng)的兩個(gè)分割區(qū)域的最大類(lèi)內(nèi)差異是 否大于連接這兩個(gè)分割區(qū)域的最小權(quán)值，來(lái)確定這兩個(gè)區(qū)域是能夠否合并，可使得到的圖 像分割結(jié)果有更高的可信度。
[0118] 本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像分割方法，通過(guò)利用超像素的原理對(duì)圖像進(jìn)行分割，并 對(duì)得到的第一超像素進(jìn)行求平均處理，將原有的圖像中的雜亂的像素點(diǎn)進(jìn)行了平均，使圖 像中的像素點(diǎn)變化平滑，以減少過(guò)分割的現(xiàn)象發(fā)生，從而提高了圖像分割效果。
[0119]實(shí)施例二
[0120] 作為上述實(shí)施例一的優(yōu)選方案，與實(shí)施例一的不同之處在于，在步驟A4之后，步驟 A5之前，所述方法還包括：
[0121] 若第k個(gè)預(yù)分割超像素的中心在圖像中的二維坐標(biāo)與對(duì)應(yīng)第一區(qū)域中心在圖像中 的二維坐標(biāo)的差距大于第三閾值，則將該第k個(gè)預(yù)分割超像素的中心移動(dòng)到圖像中與RGB色 彩空間內(nèi)最小色彩梯度相對(duì)應(yīng)的位置處;所述圖像中與RGB色彩空間內(nèi)最小色彩梯度相對(duì) 應(yīng)的位置位于以第k個(gè)預(yù)分割超像素為中心的第三區(qū)域內(nèi)。
[0122] 本實(shí)施例中，在計(jì)算第一超像素時(shí)，得到的某些預(yù)分割超像素的中心位置有可能 會(huì)處于圖像的邊緣位置或噪聲點(diǎn)處，處于該位置時(shí)，由于預(yù)分割超像素周?chē)R近的區(qū)域內(nèi) 的像素點(diǎn)嚴(yán)重不均勻，不能準(zhǔn)確顯示該處顏色的具體情況，因此需要對(duì)該處的預(yù)分割超像 素的中心位置進(jìn)行調(diào)整。
[0123] 具體地，當(dāng)判斷出某個(gè)預(yù)分割超像素的中心在圖像中的二維坐標(biāo)與對(duì)應(yīng)第一區(qū)域 中心在圖像中的二維坐標(biāo)的差距大于第三閾值時(shí)，說(shuō)明此時(shí)預(yù)分割超像素的中心位置處于 圖像的邊緣位置或噪聲點(diǎn)處，在該預(yù)分割超像素為中心的第三區(qū)域(如格長(zhǎng)為3L的方向區(qū) 域）內(nèi)，尋找RGB色彩空間內(nèi)最小色彩梯度的位置，將當(dāng)前預(yù)分割超像素的中心位置移動(dòng)到 該位置。
[0124] 本實(shí)施例中，由于最小色彩梯度處顏色變化較慢，色彩較為均勻，因此將預(yù)分割超 像素的中心位置移動(dòng)該處，在保留有效邊界的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步提高圖像分割的效果。
[0125] 實(shí)施例三
[0126] 如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像分割裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置用于執(zhí)行 上述圖1所示的方法，所述裝置包括：
[0127] CIELAB色彩空間映射模塊210,用于將圖像的所有像素點(diǎn)映射到CIELAB色彩空間 中，每個(gè)像素點(diǎn)均對(duì)應(yīng)唯一的像素特征;所述像素特征包括對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)在圖像上的二維坐 標(biāo)和映射到CIELAB色彩空間中的三維坐標(biāo)；
[0128] 第一超像素獲取模塊220,用于將圖像的所有像素點(diǎn)均勻分割成預(yù)設(shè)的第一超像 素的數(shù)量個(gè)第一區(qū)域，對(duì)每個(gè)第一區(qū)域以及其附近區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)進(jìn)行同類(lèi)像素點(diǎn)的劃 分，得到該第一區(qū)域?qū)?yīng)的第一超像素；
[0129]第二超像素獲取模塊230，用于將所有第一超像素映射到RGB色彩空間中，對(duì)每個(gè) 第一超像素中的像素點(diǎn)進(jìn)行求平均，得到對(duì)應(yīng)的第二超像素，以所有第二超像素為頂點(diǎn)，以 圖像中相鄰第二超像素之間的相似距離作為邊的權(quán)值，構(gòu)建無(wú)向圖；所述相似距離為兩個(gè) 第二超像素在RGB色彩空間中的距離；
[0130]分割區(qū)域合并模塊240,用于根據(jù)無(wú)向圖中的相似距離滿(mǎn)足預(yù)設(shè)條件的相鄰兩個(gè) 第二超像素構(gòu)成分割區(qū)域，并根據(jù)相鄰分割區(qū)域中邊的權(quán)值大小判斷該相鄰分割區(qū)域是否 合并。
[0131] 本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像分割裝置，通過(guò)利用超像素的原理對(duì)圖像進(jìn)行分割，并 對(duì)得到的第一超像素進(jìn)行求平均處理，將原有的圖像中的雜亂的像素點(diǎn)進(jìn)行了平均，使圖 像中的像素點(diǎn)變化平滑，以減少過(guò)分割的現(xiàn)象發(fā)生，從而提高了圖像分割效果。
[0132] 實(shí)施例四
[0133] 作為上述實(shí)施例三的優(yōu)選方案，與實(shí)施例三的不同之處在于，所述第一超像素獲 取模塊220包括:像素點(diǎn)劃分單元、第一距離值獲取單元、預(yù)分割超像素獲取單元、平均像素 特征計(jì)算單元和第一超像素獲取單元(圖中未示出）。
[0134] 像素點(diǎn)劃分單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的第一超像素的個(gè)數(shù)K，對(duì)圖像的所有N個(gè)像素點(diǎn) 進(jìn)行二維坐標(biāo)的均勻劃分，得到K個(gè)第一區(qū)域，每個(gè)第一區(qū)域由N/K個(gè)像素點(diǎn)組成;所述每個(gè) 第一區(qū)域的格長(zhǎng)均為L(zhǎng) =
[0135] 第一距離值獲取單元，連接像素點(diǎn)劃分單元，用于對(duì)第k個(gè)第一區(qū)域中心處的第一 像素點(diǎn)與以該第一區(qū)域?yàn)橹行牡牡诙^(qū)域內(nèi)的其他所有第二像素點(diǎn)進(jìn)行像素特征距離的 計(jì)算，得到Pk-Ι個(gè)第一距離值，并記錄第k個(gè)第一區(qū)域中心在圖像中的二維坐標(biāo);P k為第k個(gè) 第一區(qū)域?qū)?yīng)第二區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，k=l、2、3……K;
[0136] 預(yù)分割超像素獲取單元，連接第一距離值獲取單元，用于如果第一距離值小于第 一閾值，則判斷該第一距離值對(duì)應(yīng)的第一像素點(diǎn)和第二像素點(diǎn)為同類(lèi)像素點(diǎn)；如果第一距 離值不小于第一閾值，則判斷該第一距離值對(duì)應(yīng)的第一像素點(diǎn)和第二像素點(diǎn)為不同類(lèi)像素 點(diǎn);第k個(gè)第一區(qū)域中心處的第一像素點(diǎn)與其同類(lèi)像素點(diǎn)共同組成第k個(gè)預(yù)分割超像素；
[0137] 平均像素特征計(jì)算單元，連接預(yù)分割超像素獲取單元，用于計(jì)算第k個(gè)預(yù)分割超像 素的平均像素特征，并記錄第k個(gè)預(yù)分割超像素的中心在圖像中的二維坐標(biāo)；
[0138] 第一超像素獲取單元，連接平均像素特征計(jì)算單元，用于判斷預(yù)分割超像素的中 心在圖像中的二維坐標(biāo)，與其對(duì)應(yīng)第一區(qū)域中心在圖像中的二維坐標(biāo)之間的第二距離值是 否大于第二閾值，若大于，則對(duì)該預(yù)分割超像素對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域的中心進(jìn)行更新，并重新運(yùn) 行步驟A1;若不大于，則獲取第k個(gè)預(yù)分割超像素作為第k個(gè)第一超像素。
[0139] 本實(shí)施例的圖像分割裝置，在圖2所述的圖像分割裝置的基礎(chǔ)上，采用了循環(huán)迭代 的方式，可避免分割后的圖像與原圖像的整體位置發(fā)生較大的變化，提高了圖像分割效果。
[0140] 實(shí)施例五
[0141]作為上述實(shí)施例三的優(yōu)選方案，與實(shí)施例三的不同之處在于，所述分割區(qū)域合并 模塊230,包括:分割區(qū)域生成單元、分割區(qū)域判斷單元和分割區(qū)域合并單元(圖中未示出）。
[0142] 分割區(qū)域生成單元，用于將無(wú)向圖中的相似距離不大于第三距離值的相鄰兩個(gè)第 二超像素組成一個(gè)分割區(qū)域；
[0143] 分割區(qū)域判斷單元，與分割區(qū)域生成單元連接，用于對(duì)所述無(wú)向圖中的每個(gè)第二 超像素與其相鄰的第二超像素之間的P條邊，按照權(quán)值大小的升序排列，按照順序依次判斷 第P條邊連接的兩個(gè)第二超像素是否屬于同一分割區(qū)域;P = l、2、3……P;
[0144] 分割區(qū)域合并單元，與分割區(qū)域判斷單元連接，用于若所述第p條邊連接的兩個(gè)第 二超像素不屬于同一分割區(qū)域，則判斷這兩個(gè)第二超像素對(duì)應(yīng)的兩個(gè)分割區(qū)域的最大類(lèi)內(nèi) 差異是否大于連接這兩個(gè)分割區(qū)域的最小權(quán)值，若大于，則這兩個(gè)分割區(qū)域合并，若不大 于，則這兩個(gè)分割區(qū)域不合并;兩個(gè)分割區(qū)域?qū)?yīng)兩個(gè)最小生成樹(shù)，兩個(gè)最小生成樹(shù)對(duì)應(yīng)兩 個(gè)最大權(quán)值，這兩個(gè)最大權(quán)值中的最小值為兩個(gè)分割區(qū)域的最大類(lèi)內(nèi)差異。
[0145] 本實(shí)施提供的圖像分割裝置，在圖2所述的圖像分割裝置的基礎(chǔ)上，可通過(guò)判斷 兩個(gè)相鄰第二超像素對(duì)應(yīng)的兩個(gè)分割區(qū)域的最大類(lèi)內(nèi)差異是否大于連接這兩個(gè)分割區(qū)域 的最小權(quán)值，來(lái)確定這兩個(gè)區(qū)域是能夠否合并，使得到的圖像分割結(jié)果更有可信度。
[0146] 實(shí)施例六
[0147] 作為上述實(shí)施例三的優(yōu)選方案，與實(shí)施例三的不同之處在于，所述裝置還包括：
[0148] 預(yù)分割超像素移動(dòng)模塊（圖中未示出），連接第二超像素獲取模塊和分割區(qū)域合并 模塊，用于若第k個(gè)預(yù)分割超像素的中心在圖像中的二維坐標(biāo)與對(duì)應(yīng)第一區(qū)域中心在圖像 中的二維坐標(biāo)的差距大于第三閾值，則將該第k個(gè)預(yù)分割超像素的中心移動(dòng)到圖像中與RGB 色彩空間內(nèi)最小色彩梯度相對(duì)應(yīng)的位置處;所述圖像中與RGB色彩空間內(nèi)最小色彩梯度相 對(duì)應(yīng)的位置位于以第k個(gè)預(yù)分割超像素為中心的第三區(qū)域內(nèi)。
[0149] 本實(shí)施例的圖像分割裝置，在圖2所述的圖像分割裝置的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步避免預(yù) 分割超像素的中心位置處于圖像的邊緣位置或噪聲點(diǎn)處，在保留有效邊界的基礎(chǔ)上，可進(jìn) 一步提高圖像分割的效果。
[0150]需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí) 體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存 在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵蓋 非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要 素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備 所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句"包括一個(gè)……"限定的要素，并不排除在 包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0151] 本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例均采用相關(guān)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部 分互相參見(jiàn)即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對(duì)于系統(tǒng)實(shí) 施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法實(shí)施例 的部分說(shuō)明即可。
[0152] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范 圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種圖像分割方法，其特征在于，所述方法包括： 將圖像的所有像素點(diǎn)映射到CKLAB色彩空間中，每個(gè)像素點(diǎn)均對(duì)應(yīng)唯一的像素特征； 所述像素特征包括對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)在圖像上的二維坐標(biāo)和映射到CIELAB色彩空間中的Ξ維坐 標(biāo)； 將圖像的所有像素點(diǎn)均勻分割成預(yù)設(shè)的第一超像素的數(shù)量個(gè)第一區(qū)域，對(duì)每個(gè)第一區(qū) 域W及其附近區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)進(jìn)行同類(lèi)像素點(diǎn)的劃分，得到該第一區(qū)域?qū)?yīng)的第一超像 素； 將所有第一超像素映射到RGB色彩空間中，對(duì)每個(gè)第一超像素中的像素點(diǎn)進(jìn)行求平均， 得到對(duì)應(yīng)的第二超像素，W所有第二超像素為頂點(diǎn)，W圖像中相鄰第二超像素之間的相似 距離作為邊的權(quán)值，構(gòu)建無(wú)向圖；所述相似距離為兩個(gè)第二超像素在RGB色彩空間中的距 離； 根據(jù)無(wú)向圖中的相似距離滿(mǎn)足預(yù)設(shè)條件的相鄰兩個(gè)第二超像素構(gòu)成分割區(qū)域，并根據(jù) 相鄰分割區(qū)域中邊的權(quán)值大小判斷該相鄰分割區(qū)域是否合并。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將圖像的所有像素點(diǎn)均勻分割成預(yù)設(shè) 的第一超像素的數(shù)量個(gè)第一區(qū)域，對(duì)每個(gè)第一區(qū)域W及其附近區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)進(jìn)行同類(lèi)像 素點(diǎn)的劃分，得到該第一區(qū)域的第一超像素，包括： A1、根據(jù)預(yù)設(shè)的第一超像素的個(gè)數(shù)K，對(duì)圖像的所有N個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行二維坐標(biāo)的均勻劃 分，得到K個(gè)第一區(qū)域，每個(gè)第一區(qū)域由N/K個(gè)像素點(diǎn)組成;所述每個(gè)第一區(qū)域的格長(zhǎng)均為 L - vWK; A2、對(duì)第k個(gè)第一區(qū)域中屯、處的第一像素點(diǎn)與W該第一區(qū)域?yàn)橹型?、的第二區(qū)域內(nèi)的其 他所有第二像素點(diǎn)進(jìn)行像素特征距離的計(jì)算，得到Pk-1個(gè)第一距離值，并記錄第k個(gè)第一區(qū) 域中屯、在圖像中的二維坐標(biāo);Pk為第k個(gè)第一區(qū)域?qū)?yīng)第二區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，k = 1、2、3......K； A3、如果第一距離值小于第一闊值，則判斷該第一距離值對(duì)應(yīng)的第一像素點(diǎn)和第二像 素點(diǎn)為同類(lèi)像素點(diǎn)；如果第一距離值不小于第一闊值，則判斷該第一距離值對(duì)應(yīng)的第一像 素點(diǎn)和第二像素點(diǎn)為不同類(lèi)像素點(diǎn)；第k個(gè)第一區(qū)域中屯、處的第一像素點(diǎn)與其同類(lèi)像素點(diǎn) 共同組成第k個(gè)預(yù)分割超像素； A4、計(jì)算第k個(gè)預(yù)分割超像素的平均像素特征，并記錄第k個(gè)預(yù)分割超像素的中屯、在圖 像中的二維坐標(biāo)； A5、判斷預(yù)分割超像素的中屯、在圖像中的二維坐標(biāo)，與其對(duì)應(yīng)第一區(qū)域中屯、在圖像中 的二維坐標(biāo)之間的第二距離值是否大于第二闊值，若大于，則對(duì)該預(yù)分割超像素對(duì)應(yīng)的第 一區(qū)域的中屯、進(jìn)行更新，并重新運(yùn)行步驟A1;若不大于，則獲取第k個(gè)預(yù)分割超像素作為第k 個(gè)第一超像素。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)無(wú)向圖中的相似距離滿(mǎn)足預(yù)設(shè)條 件的相鄰兩個(gè)第二超像素構(gòu)成分割區(qū)域，并根據(jù)相鄰分割區(qū)域中邊的權(quán)值大小判斷該相鄰 分割區(qū)域是否合并，包括： 將無(wú)向圖中的相似距離不大于第Ξ距離值的相鄰兩個(gè)第二超像素組成一個(gè)分割區(qū)域； 對(duì)所述無(wú)向圖中的每個(gè)第二超像素與其相鄰的第二超像素之間的P條邊，按照權(quán)值大 小的升序排列，按照順序依次判斷第P條邊連接的兩個(gè)第二超像素是否屬于同一分割區(qū)域； P二 1、2、3......P; 若所述第P條邊連接的兩個(gè)第二超像素不屬于同一分割區(qū)域，則判斷運(yùn)兩個(gè)第二超像 素對(duì)應(yīng)的兩個(gè)分割區(qū)域的最大類(lèi)內(nèi)差異是否大于連接運(yùn)兩個(gè)分割區(qū)域的最小權(quán)值，若大 于，則運(yùn)兩個(gè)分割區(qū)域合并，若不大于，則運(yùn)兩個(gè)分割區(qū)域不合并;兩個(gè)分割區(qū)域?qū)?yīng)兩個(gè) 最小生成樹(shù)，兩個(gè)最小生成樹(shù)對(duì)應(yīng)兩個(gè)最大權(quán)值，運(yùn)兩個(gè)最大權(quán)值中的最小值為兩個(gè)分割 區(qū)域的最大類(lèi)內(nèi)差異。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟A4之后，步驟A5之前，所述方法還包 括： 若第k個(gè)預(yù)分割超像素的中屯、在圖像中的二維坐標(biāo)與對(duì)應(yīng)第一區(qū)域中屯、在圖像中的二 維坐標(biāo)的差距大于第Ξ闊值，則將該第k個(gè)預(yù)分割超像素的中屯、移動(dòng)到圖像中與RGB色彩空 間內(nèi)最小色彩梯度相對(duì)應(yīng)的位置處;所述圖像中與RGB色彩空間內(nèi)最小色彩梯度相對(duì)應(yīng)的 位置位于W第k個(gè)預(yù)分割超像素為中屯、的第Ξ區(qū)域內(nèi)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)每個(gè)第一超像素中的像素點(diǎn)進(jìn)行求 平均的計(jì)算公式為：其中，為第k個(gè)第一超像素中的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，（Ri，Gi，Bi)為第k個(gè)第一超像素中的第 i個(gè)像素點(diǎn)在RGB色彩空間中的Ξ維坐標(biāo)，（R/，護(hù)，β/ )為得到的第二超像素中像素點(diǎn)在RGB 色彩空間中的Ξ維坐標(biāo)。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述兩個(gè)分割區(qū)域的最大類(lèi)內(nèi)差異的計(jì)算 公式為： MInt(Vi,Vj)=min(Int(Vi)+T(Vi) ,Int(Vj)+T(Vj)) 其中，MInt(Vi，Vj)為分割區(qū)域Vi和Vj的最大類(lèi)內(nèi)差異，Int(Vi)= maXe:eM:ST(Vi,E)'w(e)，Iηt (Vi)為分割區(qū)域Vi內(nèi)最小生成樹(shù)中的最大權(quán)值，MST (Vi, E)為分割 區(qū)域Vi的最小生成樹(shù)，T(Vi)為分割區(qū)域Vi的闊值函數(shù)，二maXeeMST(Vjj、:) w(e)， Int(Vj)為分割區(qū)域Vj內(nèi)最小生成樹(shù)中的最大權(quán)值，MST(Vj，E)為分割區(qū)域Vj的最小生成樹(shù)， τ(ν^)為分割區(qū)域Vj的闊值函數(shù)，E為所有帶權(quán)值的邊的集合； 所述連接兩個(gè)分割區(qū)域的最小權(quán)值的計(jì)算公式為：其中，Dif (Vi, Vj)為連接分割區(qū)域Vi和Vj的最小權(quán)值，Si為第i個(gè)第二超像素，S巧與Si相 鄰的第j個(gè)第二超像素，w( (Si ,?))為第二超像素 Si和Si之間邊的權(quán)值。7. -種圖像分割裝置，其特征在于，所述裝置包括： CIELAB色彩空間映射模塊，用于將圖像的所有像素點(diǎn)映射到CIELAB色彩空間中，每個(gè) 像素點(diǎn)均對(duì)應(yīng)唯一的像素特征;所述像素特征包括對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)在圖像上的二維坐標(biāo)和映射 至化IELAB色彩空間中的Ξ維坐標(biāo)； 第一超像素獲取模塊，用于將圖像的所有像素點(diǎn)均勻分割成預(yù)設(shè)的第一超像素的數(shù)量 個(gè)第一區(qū)域，對(duì)每個(gè)第一區(qū)域w及其附近區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)進(jìn)行同類(lèi)像素點(diǎn)的劃分，得到該 第一區(qū)域?qū)?yīng)的第一超像素； 第二超像素獲取模塊，用于將所有第一超像素映射到RGB色彩空間中，對(duì)每個(gè)第一超像 素中的像素點(diǎn)進(jìn)行求平均，得到對(duì)應(yīng)的第二超像素，W所有第二超像素為頂點(diǎn)，W圖像中相 鄰第二超像素之間的相似距離作為邊的權(quán)值，構(gòu)建無(wú)向圖；所述相似距離為兩個(gè)第二超像 素在RGB色彩空間中的距離； 分割區(qū)域合并模塊，用于根據(jù)無(wú)向圖中的相似距離滿(mǎn)足預(yù)設(shè)條件的相鄰兩個(gè)第二超像 素構(gòu)成分割區(qū)域，并根據(jù)相鄰分割區(qū)域中邊的權(quán)值大小判斷該相鄰分割區(qū)域是否合并。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第一超像素獲取模塊，包括： 像素點(diǎn)劃分單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的第一超像素的個(gè)數(shù)K，對(duì)圖像的所有N個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行 二維坐標(biāo)的均勻劃分，得到K個(gè)第一區(qū)域，每個(gè)第一區(qū)域由N/K個(gè)像素點(diǎn)組成;所述每個(gè)第一 區(qū)域的格長(zhǎng)均為L(zhǎng)二 第一距離值獲取單元，用于對(duì)第k個(gè)第一區(qū)域中屯、處的第一像素點(diǎn)與W該第一區(qū)域?yàn)?中屯、的第二區(qū)域內(nèi)的其他所有第二像素點(diǎn)進(jìn)行像素特征距離的計(jì)算，得到Pk-1個(gè)第一距離 值，并記錄第k個(gè)第一區(qū)域中屯、在圖像中的二維坐標(biāo);Pk為第k個(gè)第一區(qū)域?qū)?yīng)第二區(qū)域內(nèi) 所有像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，k=l、2、3 K; 預(yù)分割超像素獲取單元，用于如果第一距離值小于第一闊值，則判斷該第一距離值對(duì) 應(yīng)的第一像素點(diǎn)和第二像素點(diǎn)為同類(lèi)像素點(diǎn)；如果第一距離值不小于第一闊值，則判斷該 第一距離值對(duì)應(yīng)的第一像素點(diǎn)和第二像素點(diǎn)為不同類(lèi)像素點(diǎn)；第k個(gè)第一區(qū)域中屯、處的第 一像素點(diǎn)與其同類(lèi)像素點(diǎn)共同組成第k個(gè)預(yù)分割超像素； 平均像素特征計(jì)算單元，用于計(jì)算第k個(gè)預(yù)分割超像素的平均像素特征，并記錄第k個(gè) 預(yù)分割超像素的中屯、在圖像中的二維坐標(biāo)； 第一超像素獲取單元，用于判斷預(yù)分割超像素的中屯、在圖像中的二維坐標(biāo)，與其對(duì)應(yīng) 第一區(qū)域中屯、在圖像中的二維坐標(biāo)之間的第二距離值是否大于第二闊值，若大于，則對(duì)該 預(yù)分割超像素對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域的中屯、進(jìn)行更新，并重新運(yùn)行步驟A1;若不大于，則獲取第k 個(gè)預(yù)分割超像素作為第k個(gè)第一超像素。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述分割區(qū)域合并模塊，包括： 分割區(qū)域生成單元，用于將無(wú)向圖中的相似距離不大于第Ξ距離值的相鄰兩個(gè)第二超 像素組成一個(gè)分割區(qū)域； 分割區(qū)域判斷單元，用于對(duì)所述無(wú)向圖中的每個(gè)第二超像素與其相鄰的第二超像素之 間的P條邊，按照權(quán)值大小的升序排列，按照順序依次判斷第P條邊連接的兩個(gè)第二超像素 是否屬于同一分割區(qū)域;P = l、2、3 P; 分割區(qū)域合并單元，用于若所述第P條邊連接的兩個(gè)第二超像素不屬于同一分割區(qū)域， 則判斷運(yùn)兩個(gè)第二超像素對(duì)應(yīng)的兩個(gè)分割區(qū)域的最大類(lèi)內(nèi)差異是否大于連接運(yùn)兩個(gè)分割 區(qū)域的最小權(quán)值，若大于，則運(yùn)兩個(gè)分割區(qū)域合并，若不大于，則運(yùn)兩個(gè)分割區(qū)域不合并;兩 個(gè)分割區(qū)域?qū)?yīng)兩個(gè)最小生成樹(shù)，兩個(gè)最小生成樹(shù)對(duì)應(yīng)兩個(gè)最大權(quán)值，運(yùn)兩個(gè)最大權(quán)值中 的最小值為兩個(gè)分割區(qū)域的最大類(lèi)內(nèi)差異。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括： 預(yù)分割超像素移動(dòng)模塊，用于若第k個(gè)預(yù)分割超像素的中屯、在圖像中的二維坐標(biāo)與對(duì) 應(yīng)第一區(qū)域中屯、在圖像中的二維坐標(biāo)的差距大于第Ξ闊值，則將該第k個(gè)預(yù)分割超像素的 中屯、移動(dòng)到圖像中與RGB色彩空間內(nèi)最小色彩梯度相對(duì)應(yīng)的位置處;所述圖像中與RGB色彩 空間內(nèi)最小色彩梯度相對(duì)應(yīng)的位置位于W第k個(gè)預(yù)分割超像素為中屯、的第Ξ區(qū)域內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK106097313SQ201610383908
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月2日 公開(kāi)號(hào)201610383908.4, CN 106097313 A, CN 106097313A, CN 201610383908, CN-A-106097313, CN106097313 A, CN106097313A, CN201610383908, CN201610383908.4
【發(fā)明人】盧明, 趙海英, 賈耕云
【申請(qǐng)人】甘肅讀者動(dòng)漫科技有限公司, 北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院