[发明专利]图像分割的方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像分割的方法与装置。

背景技术

在数字图像应用过程中，人们往往只对一幅图像中的某些部分感兴趣，这些感兴趣的部分一般对应图像中特定的、具有特殊性质的区域，称之为目标图像或前景；而其它部分称为图像的背景。为了辨识和分析目标图像，需要把目标图像从原始图像中分割出来，从而对目标图像进行后期处理。在图像、视频中提取所需目标图像，是对图像、视频进行编辑、修改、制作的前提。

目前已有多种图像分割的方法：

Magic Wand法，通过用户指定的点或者区域计算出一个像素相互连接组成的区域，在该区域中像素满足用户指定区域处的颜色统计的某个范围内，用户交互简单，但是计算合适的颜色统计结果容许范围较为困难，导致分割出的目标图像质量不高。

Intelligent Scissors法，通过用户鼠标移动确定初始的轮廓，然后利用求取最小消耗的方法求取较精确边界，但是用户交互较为复杂，需要用户进行大量的操作。

Graph Cut法，在图像分割领域引入了图论中的思想，将图像分割问题转化为图论中的最大流-最小割问题，通过求解方程得到分割结果。此外，这种方法利用的是图像灰度直方图信息，对于彩色图像，只能将图像首先转换为灰度图像后进行处理，无法利用图像的颜色信息从而降低了结果的准确性。

Grab Cut法，这种方法是对Graph cuts算法的改进，具有分割精度高，交互式操作少的优点，并将分割从灰度图像推广到了彩色图像领域。该方法利用了图像中的纹理(颜色)信息和边界(反差)信息，只要少量的用户交互操作即可得到比较好的分割结果，另外在对图像进行建模时采用混合高斯模型代替了灰度直方图，从而可以直接利用图像中包含更多信息的RGB颜色数据得到更准确的数据。

在现有技术中，MagicWand法和Intelligent Scissors法因为其明显的局限性导致使用范围较小，Grab Cut法作为Graph Cut法的改进，因其步骤少，分割精度高的特点应用越来越广。但是Grab Cut法的效率不高，对于实时性要求较高的用户来说，时间消耗过长。

针对现有技术中存在的图像分割方法效率不高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种图像分割的方法和装置，以解决现有技术中的图像分割方法效率不高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种图像分割的方法。该方法包括：对输入图像进行下采样，得到预处理图像；按照上述预处理图像建立图像数据模型；通过对图像数据模型的计算确定目标图像的边缘轮廓；利用边缘轮廓在预处理图像中的位置确定目标图像在输入图像的位置；按照目标图像在输入图像的位置提取目标图像。

进一步地，在对输入图像进行下采样之前，该方法还包括：获取用户划定的包含目标图像的图像区域；在得到预处理图像之后还包括：计算包含目标图像的图像区域在预处理图像中的对应区域；以对应区域为中心形成取样区域；按照预处理图像建立图像数据模型包括：按照预处理图像的取样区域内的图像部分建立图像数据模型。

进一步地，用户划定的包含目标图像的图像区域为矩形。

进一步地，利用边缘轮廓在预处理图像中的位置确定目标图像在输入图像的位置包括：对预处理图像进行上采样，得到与输入图像大小相同的对应图像；根据边缘轮廓在对应图像中的位置确定目标图像在输入图像的位置。

进一步地，按照预处理图像建立图像数据模型包括：按照预处理图像建立高斯混合GMM彩色图像数据模型；通过对图像数据模型的计算确定目标图像的边缘轮廓包括：使用Grab Cut算法对GMM彩色图像数据模型计算得到目标图像的边缘轮廓。

进一步地，对输入图像进行下采样使用下列任一种方式进行：邻域平均、像素分除、或像素抽选。

根据本发明的另一个方面，提供了一种图像分割的装置，该装置包括：下采样模块，用于对输入图像进行下采样，得到预处理图像；建模模块，用于按照预处理图像建立图像数据模型；轮廓提取模块，用于通过对图像数据模型的计算确定目标图像的边缘轮廓；位置确定模块，用于利用边缘轮廓在预处理图像中的位置确定目标图像在输入图像的位置；目标图像提取模块，用于按照目标图像在输入图像的位置提取目标图像。