[发明专利]一种基于图像方差和颜色量化的交互式图像分割方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于图像方差和颜色量化的交互式图像分割方法。

背景技术

图像分割技术是图像处理与计算机视觉的基本问题之一，在计算机视觉中占有非常重要的地位，其主要目标是将图像分割为多个互不相重叠的区域。本文内容主要针对图像分割的子领域：交互式图像分割，其用于将图像分割为前景和背景两个区域。交互式图像分割在计算机视觉中有广泛的应用场景，包括军事，气象，医学，图像编辑等。交互式图像分割首先由用户使用不同颜色的画笔在图像上标记出前景和背景：比如前景使用红色画笔，用户用画笔在需要提取的前景、背景上面画一条线，前景和背景使用不同颜色画线标记。下一步由算法自动根据用户的标记对图像进行分割。图像分割的方法非常多，本文主要是基于图割的基础进行图像分割。图割算法简要描述：在计算机科学中，图通常表示为顶点、边的集合<V,E>，将顶点V_i,V_j连接起来形成边E_k，边可以是有向的，也可以是无向的，这样得到的一个顶点、边的集合就构成一个图。在图像分割中，通常将图像每一个像素点视为一个顶点，相邻像素V_i,V_j之间的关系用相互连接的边w_i,j表示，除此之外，还会设置两个虚拟顶点(源点、汇点S,T)用来表示前景、背景，将所有用户绘制的前景像素点与S连接形成S-link，所有背景像素点与T连接形成T-link，最后为每一条边设置权重完毕后即可以使用最大流算法进行图像分割。

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图像方差和颜色量化的交互式图像分割方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于图像方差和颜色量化的交互式图像分割方法，包括如下步骤：

步骤一、标记出图像的前景和背景，得到种子图像；

步骤二、将种子图像的三个通道量化到由Bin组成的直方图内，计算每一个像素点的量化索引和种子图像实际使用的Bin的个数；

步骤三、计算图像的全局方差；

步骤四、构建图割模型，并使用最大流算法对图像进行分割。

步骤三所述计算图像的全局方差的方法为：

var Global=(Σi=0H*WΣj∈Ωi||Ii-Ij||22)/(NUM)]]>

式中，I_i表示下标为i的像素，Ω_i表示像素下标为i的邻域，NUM表示的实际计算次数，H,W分别表示图像的高和宽。

步骤四所述构建图割模型，并使用最大流算法对图像进行分割的方法为：

(1)计算图像颜色和空间距离，根据图像颜色和空间距离构建图割模型的边：

计算当前像素点与邻域像素点的颜色距离：