[发明专利]基于颜色的分割进行基于区域的图象检索的系统和方法

说明书

本发明总体涉及图象检索系统，更具体来说，涉及用基于颜色的分割检索基于区域的图象的图象检索系统。

数字电视(DTV)的出现，因特网的日益流行，以及诸如光盘(CD)和数字视盘(DVD)播放机等多媒体消费电器的引入，使消费者能获得大量的多媒体信息。由于视频和动画图象内容变得非常容易买到，并且用于使用这些内容的产品进入消费市场，搜索、标引和确定大量的多媒体数据变得更加富于挑战和重要。

术语“可视动画数据”在这里指的是自然的影象、合成的二维或三维世界或影象和图象的混合。有不同的标准被用来搜索和标引可视动画数据的内容，诸如影象剪辑。已经开发出作为图象检索系统的视频处理装置，用于搜索可视动画数据的画面，以检测、确定和标记特定形状或颜色的对象，或检测画面中的正文，如副标题、广告文字、或背景图象文字-如街道标志或“旅馆”标志。

现有的图象检索系统许多需要一个模板图象才能检索所有与该模板相像的的图象。对于许多应用来说，自图象匹配或基于对象形状的匹配可能比全图象匹配更有用。例如，用户可能希望从一个图象档案库中检索红色汽车的图象，但是可能不想检出原始图象的其余部分。另一方面，用户可能对检索所有包括特定形状或形状组合的图象有特殊的兴趣。这种图象检索叫作“基于区域的图象检索”。

以自动和健全的方式析取图象区域，是一个极端困难的任务。尽管对图象分割技术已经研究了三十多年，对计算机视频技术来说，现实世界场景中彩色图象的分割仍然特别具有挑战性。这主要是由于光照变化，诸如阴影、光亮部分和清晰度差。例如，在常规图象分割技术中，不均匀的光照产生RGB彩色空间和YUV彩色空间中图象象素的值的不均匀性。

因此，本领域中需要有能进行基于区域的检索的改进的视频处理装置。特别是需要有对光照条件较不敏感、能进行基于颜色的分割的改进的基于区域的图象检索系统。

为解决本领域中的上述缺陷，本发明的主要目的是提供一种能从图象中检测和提取出选定的图象部分的图象处理装置，用于能分析包含多个第一颜色模型格式的象素的图象的图象检索系统。该图象处理装置包含一个图象处理器-它能把图象中的多个象素从第一颜色模型格式转换成(Y，r，θ)颜色模型格式，其中对于这多个象素中的每个象素，Y是表示总光量的亮度分量，r是表示与象素的一种颜色混合的白色光量的饱和度分量，θ是表示象素的颜色的色度分量。图象处理器能把多个象素中空间上相邻的象素，按照相邻象素的色度分量，划分成多个图象区域，然后执行一个合并过程，在合并过程中，如果第一和第二图象区域之间的色度差小于预定的色度差阀值，则合并一个第一图象区域和邻近第一图象区域的一个第二图象区域。

按照本发明的一个典型实施例，图象处理器能确定一个图象中象素的色度分量的直方图，直方图表示图象中一系列具有相似色度的象素。按照本发明一个实施例，图象处理器能通过对直方图采用一种峰值检测算法而确定图象中的主导色度。

按照本发明的另一个实施例，图象处理器能确定和标记多个图象区域中象素数小于预定最小数的象素，并在合并过程期间不考虑所标记的图象区域。

按照本发明的另一个实施例，图象处理器能确定和标记多个图象区域中象素数小于预定最小数的无色图象区域，并在合并过程期间不考虑所标记的无色图象区域。

按照本发明的另一个实施例，如果第一图象区域中的图象数和第二图象区域中的象素数大于预定的图象区域大小阀值，则合并第一图象区域与第二图象区域。

按照本发明的另一个实施例，图象处理器能确定与第一图象区域相邻的多个区域并计算这多个区域的优值(merit values)，其中，第一个选定的相邻区域的优值等于第一图象区域和该第一个选定的相邻区域的共同周界长与该第一个选定的相邻区域的总周长的比率。

按照本发明的另一个实施例，图象处理器按第二图象区域的优值选择要与第一图象区域合并的第二图象区域。

以上叙述非常笼统地概括了本发明的特点和技术优点，以便本领域的技术人员能更好地理解后面对本发明的详细说明。以下将说明本发明的另外的特点和优点，它们构成本发明的权利要求的主题。本领域的熟练人员应当知道，他们可以很容易地用本文的思想和所披露的具体实施例作为基础，修改和设计用于执行与本发明相同的目的的其它结构。本领域的熟练人员也应当意识到，这些等同的构造广义上并不偏离本发明的精神和范围。