[发明专利]一种交互式视频分割方法

权利要求书

1.一种交互式视频分割方法，其特征在于，包括：

(1)根据上一帧图像的分割结果，得到目标在上一帧图像中的轮廓线；

(2)将目标在上一帧图像中的轮廓线映射到当前帧图像，并对轮廓线上的每个像素点都匹配到该像素点在当前帧图像中的位置，得到目标在当前帧图像中的预估初始轮廓线；

(3)基于目标在当前帧图像中的预估初始轮廓线，通过距离映射得出每个像素点到预估初始轮廓线的最短距离，作为该像素点的位置属性；

(4)将当前帧图像中各像素由RGB颜色空间变换到YUV颜色空间，并在当前帧图像中各像素点的YUV颜色属性的基础上，加入各像素点的位置属性，以将各像素点属性的特征维数扩展到高维空间；

(5)将当前帧像素点到上一帧邻域像素点的平滑项根据上一帧像素点的标记折算为数据项，将折算后的数据项叠加到通过全局概率模型计算得到的数据项中，将叠加之后的数据项作为能量函数模型的数据项，得到能量函数模型；

(6)求解能量函数模型得到能量函数模型的解，并将当前帧图像作为上一帧图像，继续执行步骤(1)～步骤(5)直至视频分割结束；

其中，步骤(4)具体包括：

(4.1)由将当前帧图像中各像素由RGB颜色空间变换到YUV颜色空间，其中，[c_y c_u c_v]^T表示YUV颜色空间中的像素值，[c_r c_g c_b]^T表示RGB颜色空间中的值；

(4.2)由b(x)＝[c_y,c_u,c_v,l]^T将各像素点属性的特征维数扩展到高维空间，其中，l表示像素点x的位置属性，b(x)表示像素点x对应的高维空间属性；

在步骤(5)中，所述将当前帧像素点到上一帧邻域像素点的平滑项根据上一帧像素点的标记折算为数据项，包括：

由将当前帧像素点x到上一帧邻域像素点的平滑项根据上一帧像素点的标记折算为数据项其中，y′表示当前帧各个像素的光流值到当前帧像素点x对应的上一帧像素点，为y′的帧内邻域像素集合，ω_xy′表示像素x与上一帧领域像素y′的相似度，|s_y′|表示像素y′的标记取值；

在步骤(5)中得到的能量函数模型表示为：其中，S表示前景像素集合，表示背景像素集合，且通过对帧间平滑项N-link折算得到的数据项，D(x)表示由全局概率模型计算得到的数据项，θ^s表示前景直方图统计，表示背景的直方图统计，τ为前/背景分布差异的权重，η表示帧内平滑项的权重，表示当前帧内相邻像素的相似度，表示颜色直方图中，前背景相似度差异。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，ω_xy′的计算方式为：其中，||x-y'||表示像素x与上一帧领域像素y′的时空距离，ΔI表示像素x与上一帧领域像素y′的颜色距离，σ表示图像的梯度均值，且(x_x,x_y)表示像素x的横纵坐标，(y_x',y_y')表示像素y′的横纵坐标。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，的计算方式为：其中，s_x和s_y分别表示像素x、y的标记，N表示当前帧内相邻像素对的集合，ω_xy表示像素x、y的相似度，且||x-y||表示像素x、y的时空距离，ΔI表示像素x、y的颜色距离，σ为图像的梯度均值。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，前景像素与背景像素的区分方式为：

在得到目标在当前帧图像中的预估初始轮廓线后，由将像素点按照是否在预估初始轮廓线内，分为前景种子点和背景种子点，其中，M表示映射后的掩码矩阵，d(M(x))表示由掩码矩阵生成的距离图，dis为距离阈值，M(x)表示像素x的掩码值，Seeds(x)有三种取值，当Seeds(x)取值为1时，将x设置为前景种子点，当Seeds(x)取值为0时，将x设置为背景种子点，当Seeds(x)取值为-1时，将x设置为unknown区域。