[发明专利]一种基于梯度采样的图像抠图方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于梯度采样的图像抠图方法。

背景技术

在计算机视觉领域中，图像抠图被广泛应用在图像编辑和视频编辑领域，包括背景替换，目标抽取等。随着手机等智能设备的普及，获取高质量图像变得越来越容易，很多照片处理软件都提供了图像编辑功能，图像抠图技术在智能设备上的应用也越来越迫切。抠图基于这样一个假设：图像当前像素点I与对应的前景f和背景b呈线性关系：I＝α·f+(1-α)·b，I为图像像素点，f,b,α均未知。通过一系列技术可以求取这三个未知量，其中得到的每个像素对应的α值构成一幅alpha图，它直接反映出抠图结果。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种基于梯度采样的图像抠图方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于梯度采样的图像抠图方法，包括如下步骤：

步骤一、获取图像和对应的三元图；

步骤二、根据图像的颜色分布对三元图进行扩展，进一步缩小未知区域；

步骤三、计算图像梯度，根据图像梯度对图像进行采样，对未知区域每一个点得到一组前景、背景候选点集合；

步骤四、从候选点集合中选择出一对前景、背景点，计算出一个四元组；

步骤五、进一步优化采样得到的前景、背景点，计算出一个新的四元组；

步骤六、对步骤五计算出的新的四元组进行平滑，从而最终得到α图。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：可以快速高质量地抠取指定区域整个目标，可以用于任何图像采集设备，尤其适合手机拍照应用。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明方法的流程图。

具体实施方式

一种基于梯度采样的图像抠图方法，包括如下步骤：

步骤一、获取图像和对应的三元图(Trimap)：

三元图包含前景、背景、未知区域点的集合，未知区域即为待抠区域，它可以根据相应的前景、背景计算得出。

读取图像I，I为R,G,B三通道彩色图像及对应的三元图，其中三元图被标记为前景f_i＝0...F、背景b_i＝0...B、未知区域(即待抠区域)u_i＝0...U，其中F+B+U＝H*W，H为图像高度，W为图像宽度。

步骤二、根据图像的颜色分布对三元图进行扩展，进一步缩小待抠区域：

依据一定规则扩展图像未知区域u_i＝0...U，具体方法为：

对三元图中未知区域每一个点u_i，计算以其所在位置(x,y)为中心，半径为r(5<＝r<＝15,本文取10)的邻域Ω_i内像素I(x',y')与点u_i所处位置(x,y)像素I(x,y)颜色之间的距离，如果小于给定阈值(例如取该阈值为2)，并且该像素点属于前景f(或背景b)。则将该像素点u扩展为前景f(或背景b)。经过此扩展操作，三元图进一步变为背景f_i＝0...F'、背景b_i＝0...B'、未知区域u_i＝0...U'。

颜色距离计算公式为: