[发明专利]基于像素标记的多目标图像分割方法

说明书

技术领域

本发明属于光电探测与跟踪测量领域，具体地说是一种基于多目标分割的描述方法，它用于成像视频跟踪中多目标标记与特征量提取。

背景技术

在图像处理中，图像分割是很重要的一部分，通过图像分割可以提取出图像中用户关心的目标(也称为前景)并为以后的图像理解提供必要的数据。实现图像分割的方法主要包括：基于边缘的图像分割方法、基于区域的图像分割方法，以及基于上述两类方法的综合分割方法。

图像分割的目的之一是为实现自动目标识别打下基础，因此提取目标的特征量对于系统有着至关重要的意义。为此需要同时获得图像分割后的目标物体的面积、周长、质心坐标甚至目标所有像素的位置坐标等参数。为了实现这个功能，常用的方法有游程连通性分析法和像素标记法。游程连通性分析法是通过分析由连续扫描线得到的游程连通性来标记目标的方法，需要事先对图像进行处理得到灰度相同的像素块，其条件是在扫描前已经形成了灰度相同的像素块即游程。而像素标记法则是在不要求任何先验信息的前提下对二值图像进行扫描，并按像素间的连通性决定像素是属于哪个目标的，最后所有像素都有了标记该像素属于哪个目标的特征量。此后可以通过统计每个目标的像素来得到目标的面积、质心坐标等特征。

发明内容

本发明要解决的技术问题：本发明是对传统的像素标记法进行了扩展，该方法使得所有像素除了有属于哪个目标的标记外，还有是否是目标边界点的标记，在统计这些点后，可以得到目标的单像素宽的边界的周长，避免了边缘检测后对多像素宽边界进行统计得到不准确的周长的缺点；由于周长在目标测量中的重要地位(如圆形度的测量)，这个改进是有一定意义的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于像素标记的多目标图像分割方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)以视频成像传感器所摄取的图像作为输入信号(用lpraw表示)；

(2)对所摄入的图像经阈值分割获得二值图像(用lpImg01表示)；

设lpImg01[i][j]表示坐标(i，j)像素的像素值，lpImg01[i][j]＝0表示点(i，j)为背景的一部分，lpImg01[i][j]＝1表示点(i，l)属于目标区的一部分；同时，用Perimeter[m]表示第m个目标的周长；Area[m]表示第m个目标的面积；Posx[m]表示第m个目标在整幅图像中的x位置坐标；Posy[m]表示第m个目标在整幅图像中的y位置坐标；Object[i][j]表示坐标(i，j)的像素属于哪个目标；Edge[i][j]表示坐标(i，j)的像素是否是目标的边界点；Equ[i][j]表示目标属性为i和j的像素属于同一个目标；Access[i]表示第一次扫描后目标属性为i的像素实际属于Access[i]个目标；

(3)对所得的二值化图像进行第一次扫描；

扫描从左到右、从上到下进行，设用变量TTs来标志第一次扫描中的所有不同的目标标记的数目，在扫描到t时，T₁～T₄位置处的点已经扫描过了，故必须考虑t与这4个点的关系。在t的灰度为1即t为目标时，当前扫描点与其8邻域的连通关系可表示为：

(1)当T₁～T₄位置处的灰度值均为零时，表示该点与前面相邻的4个像素点不具有连通性，则赋予当前像素一个新的标记，即TTs加1，并将TTs赋予当前像素t的Object[i][j]，即Object[i][j]＝TTs；

(2)当T₁～T₄位置处的灰度值有且只有一个为1时，设T_m(m＝1，2，3，4&T_m非零)为那个灰度为1的像素，则将T_m的Object值赋予t的Object值，表示当前点目标属性与Tm像素的目标属性相同，并与Tm像素属于同一个目标；

(3)当T₁～T₄位置处的灰度值有超过一个为1时，则将Tm(m＝1，2，3，4&Tm非零)中最小的Object值即Object_min赋予当前点t的Object(设Object_min表示Tm中最小的Object值，并设Object_max表示Tm中最大的Object值)；同时，在等价矩阵中置Equ[Object_min][Object_max]＝1(其中，Object_min＜Object_max)，表示第一次扫描中的Object值为Object_min和Object_max的像素实际属于同一目标。