[发明专利]一种具有抗噪的快速图像超像素自动生成方法，设备以及可读存储介质

权利要求书

1.一种具有抗噪的快速图像超像素自动生成方法，其特征在于，方法包括：

S1,获取待处理图像，对图像进行像素点聚类；

S11,按照预设的顺序，扫描图像中的每个像素点，选择种子点；

S12,将种子点按照预设规则进行生长，形成一个初始区域；

S13,遍历图像所有像素点，对所有像素点配置标签，得到图像初始的区域划分；

具体包括：

输入图像I，配置图像I中具有N个像素点，预期超像素的个数为K个；

将图像划分为超像素，即为将图像I划分为K个不相交的区域；

I＝{S_k|k＝1,2,…,K}且

每个像素点p，位置坐标向量为P_p＝(x_p,y_p)，颜色向量为C_p＝(L_p,A_p,B_p)，属于一个超像素区域S_k(k＝1,2,…,K)中的像素点，赋予标记l(p)＝k；

配置超像素S_k的中心点为C_k；

对所有像素点设置访问标记index(p)，并初始化为0；0表示未被访问过；

初始队列Q为空，超像素个数num_s＝0；

1)计算边缘概率图G；将图像进行高斯模糊，滤除一些细小的结构；

2)对模糊后的图像采用sobel算子计算图像的梯度，包括梯度幅值及方向角度；

对每一个像素点，在其梯度方向上进行非极大值抑制操作，如果某个像素点的梯度幅值在其梯度方向上是极大值，那么将其梯度幅值作为边缘概率，否则将其边缘概率设为0；

3)根据图像内容计算自适应阈值E，将其用于像素点聚类阶段；

将计算输入原图与高斯模糊后的图像对应位置的像素点的颜色距离，并计算其均值μ和标准差σ，则E＝μ+3σ；

4)若存在像素点未被访问过，则按照“Z”字形，从左到右从上到下遍历所有像素点，选取遇到的第一个index(p)＝0的像素点p作为新的区域种子点；

待处理像素队列Q为空，置index(p)＝1，num_s＝num_s+1，l(p)＝num_s，将像素点p加入队列Q中；

5)当队列Q不为空时，取出队尾像素点r，置index(r)＝1，l(r)＝num_s；将所有已经标记为num_s的像素点的颜色和位置坐标取平均值，作为中心C_{num_s}的颜色和位置信息；

6)以像素点r为中心，遍历其四邻域像素，若index(q_i)＝0,(i＝1,2,3,4)，计算其距离D(r,C_{num_s},q_i)；

7)D(r,C_{num_s},q_i)的计算公式采用：

其中D_c(C_{num_s},q_i)表示像素点q_i与中心C_{num_s}之间的颜色距离；D_c(r,q_i)表示像素点q_i与其已被标记的邻居像素点r之间的颜色距离；D_Lc(C_{num_s},q_i)为从q_i到C_{num_s}的直线路径上所有像素点与C_{num_s}颜色距离的平均值；

α为权重系数；

8)采用与人类视觉感知较为一致的LAB颜色空间进行计算，像素点r与q_i之间的颜色距离采用的计算方式为：

D_c(p,q_i)＝(L(p)-L(q_i))²+(A(p)-A(q_i))²+(B(p)-B(q_i))²；

9)根据图像边缘概率图设置参数α，α＝D_g(r,q_i)×D_Lg(q_i,C_{num_s})；

其中D_g(r,q_i)表示像素点r与q_i的边缘概率均值，D_Lg(q_i,C_{num_s})表示从q_i到C_{num_s}的直线路径上所有相邻像素点的边缘概率变化幅度的均值；

基于q_i与其相邻像素点r的颜色差，以及其到区域中心C_{num_s}直线路径上的颜色变化获取边界信息；

10)若D(r,C_{num_s},q_i)小于等于预先设定的阈值E，则将像素点r加入队列Q；

11)重复步骤5)至10)，直到队列Q为空或者标记为num_s的像素数量大于等于预期的超像素大小为止；

至此，像素点聚类阶段结束，共产生num_s个区域{S_k|k＝1,2,…,num_s}，及其中心{C_k|k＝1,2,…,num_s}的颜色向量位置向量以及所包含的像素数目；

S2,对图像中的初始区域进行合并；

对于满足预设合并条件的区域，进行合并，直到图像中总的区域个数小于等于K，满足预设条件；

S3,生成最终的超像素分割图像。