[发明专利]以视觉转移机制为指导的图像自适应显示方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以视觉转移机制为指导的图像自适应显示方法，属于图像、多媒体信号处理技术领域。

背景技术

随着互联网技术的快速发展，图像等多媒体资源呈现出爆炸式的增长趋势。特别是电信网，广播电视网和互联网三网融合的必然趋势，更加推动了信息服务的多样化发展和多媒体数据的急剧膨胀。目前，由于移动电话、掌上电脑及智能手机等移动设备的多样性，使得图像等多媒体内容在这些移动设备上的使用越来越广泛。然而，对于图像信息的发布者来说，一幅图像的发布形式只是针对某一类显示设备终端的，因此，这也对相应的图像自适应转换显示技术提出了新的挑战，即：寻找一种针对不同低分辨率显示终端上对图像的自适应显示技术，以提供最好的浏览体验。

近年来，图像的自适应显示技术已经成为多媒体信息分析与处理领域的研究热点，已经提出了许多基于图像内容的自适应显示技术。基于内容的自适应显示技术的主要思想是考虑图像的重要视觉内容，也就是基于人的视觉上最感兴趣的区域进行自适应处理，在保护重要区域完整的同时，使重要区域的失真降低到最小。最典型的两类自适应方法包括：基于内容的图像剪切(cropping)和线裁剪(Seam carving)。基于内容的图像剪切方法中，重要内容主要是通过应用注意模型得到的显著图进行重要区域的估计，在显著图的基础上，使要求显示窗口大小内的能量达到最大。在显示窗口调整的过程中以累积能量达到最大来确定显示的内容；基于内容的线裁剪自适应方法，其基本思想是：通过从输入图像水平或垂直方向上反复的移除能量最小的，也就是重要性最小的线，来降低图像的高度或宽度，直到达到要求的显示图像尺寸为止。基于内容的剪切方法是依据视觉显著性能量的累积量大小来调整要显示的内容，然而这种方法对于一幅图像有多个分散的重要区域，则可能造成重要区域的丢失，如图5b中，雏鸟被剪切掉，从而重新显示后的图像丢失了一部分重要内容。线裁剪方法对于当要求移除的线过多时，容易造成重要区域的失真或者原有图像中重要区域之间的相对距离发生重大变化，如图5c中，母鸟和树枝失真变形且母鸟和雏鸟之间的距离与原始图像相比出现严重的错误。因此，以上两种方法针对一幅具有多个显著区域的图像的自适应，都存在着一定的缺陷，这也影响了观赏者对图像内容的理解。

发明内容

针对当前图像的自适应显示方法存在的问题，为了在图像自适应过程中更好地满足用户浏览体验以及对图像的理解，本发明提供一种以视觉转移机制为指导的图像自适应显示方法。

本发明的以视觉转移机制为指导的图像自适应显示方法，首先构建结合局部和全局显著性的视觉注意模型来有效提取图像的显著区域，然后根据竞争机制逐个找到显著图中的注意焦点，最后以注意焦点转移顺序为指导，根据目标显著屏幕的尺寸和视觉转移顺序决定自适应显示，具体包括以下步骤：

(1)视觉注意模型的构建：首先基于图像的低级特征分别计算图像中每个像素点的局部对照和全局对照显著性，得到局部显著图和全局显著图；然后将局部显著图和全局显著图进行有效地组合；最后将结合的结果作为每个像素点全局显著性的权值，对全局显著性进行加权，得到最终的显著图；

(2)确定显著图中注意焦点的位置：在显著图的基础上，通过竞争机制依次找到显著图中注意区域的位置，即注意焦点；

(3)自适应显示：根据目标显示屏幕的尺寸大小、视觉转移顺序以及注意焦点之间的距离，确定最终显示策略。

在步骤(1)中，本发明并不是直接将局部和全局显著性线性结合，而是将全局对照显著性作为主要显著区域检测部分，将局部和全局显著性结合的结果作为全局显著性的加权系数，对全局显著性进行调谐加权得到最终的显著图。通过此构建方法使得该视觉注意模型提取出的显著区域完整准确并且不同显著区域的显著性不同，显著性的大小能够反映出视觉的转移特性。

所述步骤(2)中，本发明只考虑前三个注意焦点。在显著图的基础上，首先根据竞争机制找到显著图中显著值最大的点作为第一注意焦点；然后根据注意焦点的转移和返回抑制原则，依次找到其他两个注意焦点；

在步骤(2)中，注意焦点是指视觉显著度最强的点，是图像对应区域中首先被关注的地方。注意焦点的选择和转移决定了视觉感兴趣区的位置及其重要程度；

步骤(3)中显示策略的步骤为：

①首先确定目标显示屏幕的长和宽，再分别计算第一注意焦点和第二注意焦点之间的距离、第二注意焦点与第三注意焦点间的距离以及第一注意焦点与第三注意焦点间的距离；