[发明专利]一种快速彩色图像分割方法

权利要求书

1. 一种快速彩色图像分割方法，包括图像金字塔构造，直方图分析，聚类分析，去除聚类结果中过小区域，聚类结果与边缘信息融合，其特征在于所述的快速彩色图像分割方法包括以下步骤：

11）.  读取通过数码照相机、摄像机或数字图像设备获得的源图像，构造高斯与拉普拉斯图像金字塔，得到一幅低分辨率图像与边缘图像；

12）.  将低分辨率图像的颜色值转到HSV(Hue:色度、Saturation: 饱和度、Value:亮度)颜色空间，利用直方图分析得到聚类数目与初始聚类中心，利用聚类算法在HSV颜色空间内对低分辨率图像进行聚类分割；

13）.  对步骤12）得到的分割结果进行上采样，投影到原始分辨率，然后进行空间滤波，去除过小区域，得到初始区域分割结果；

14）.  将步骤11）得到的边缘图像与步骤13）得到的区域分割结果相结合，得到最终分割结果。

2. 根据权利要求1所述的快速彩色图像分割方法，其特征在于所述的构造高斯与拉普拉斯图像金字塔方法包括以下步骤：

21）. 原图像G₀与大小为n×n的高斯核K_nxn卷积，去除偶数行和偶数列，得到低分辨率图像G₁，其中n取大于1的奇数,高斯金字塔构造完成； 

22）. 对G₁行列均插零，然后与高斯核K_nxn卷积，G₀与卷积得到的图像相减得到边缘图像L₀，拉普拉斯金字塔构造完成。

3. 根据权利要求1所述的快速彩色图像分割方法，其特征在于所述的直方图分析得到聚类数目与初始聚类中心的方法，其具体步骤为：

31）. 将图像转换到HSV空间，利用Hue、Saturation分量构造二维直方图，

32）. 查找二维直方图中的局部峰值，

33）. 去除包含像素过少的峰值，融合距离过近的峰值；

34）. 峰值数目作为聚类数目k；

35）. 根据峰值处的Hue、Saturation分量值映射得到原图像的初始聚类中心。

4. 根据权利要求1所述的快速彩色图像分割方法，其特征在于所述的聚类分析所采用的方法为k均值聚类算法。

5. 根据权利要求1所述的快速彩色图像分割方法，其特征在于所述的在HSV颜色空间内进行聚类分割时，所采用的距离计算公式为：

其中，表示需聚类图像数据，表示第t次迭代时的聚类中心，h_x,y, s_x,y, v_x,y为(x,y)处像素的Hue、Saturation、Value值，h_i, v_i, s_i为第i个聚类中心的Hue、Saturation、Value值，为需聚类数据与聚类中心在HSV空间内之间距离，为其在H、S分量组成平面内的距离。

6. 根据权利要求1所述的快速彩色图像分割方法，其特征在于所述的去除聚类结果中过小区域的方法采用空间滤波，滤波器的形式为：

其中，H(z|x, y)为(x, y)处像素的局部直方图，W(x,y)是以坐标(x,y)为中心的8×8窗口，、分别为滤波前后位于(x, y)处的聚类编号。

7. 根据权利要求1所述的快速彩色图像分割方法，其特征在于所述的融合边缘信息与区域分割结果的步骤如下：

71）将区域分割结果转化为8比特轮廓图C_x,y，C_x,y中像素亮度值255表示轮廓点，0表示非轮廓点；

72）利用算式：

          

计算得到新的分割图像E_x,y，其中，L₀(x,y)为边缘图像L₀中位于(x,y)处的像素亮度值；

73）对E_x,y做二值化处理，得到最终的分割结果。