[发明专利]基于图切割的图像自动分割方法

摘要

本发明公开了一种基于图切割对彩色图像和灰度图像进行自动分割的方法。主要解决现有图切割技术在图像分割中需要交互、建模和手动修改分割结果的问题。其步骤为：将图像分为内外两个不同区域，进行初始化；根据不同区域内像素间的相似性建立能量函数中的数据项，在对相似性的计算中采用均值漂移、YCbCr颜色空间转换及块划分；根据图像的边缘信息和空间位置建立能量函数中的光滑项；对于能量函数采用图切割进行优化求解，从而实现对图像的一次分割；分割的结果作为新的内外区域，迭代执行前面的操作，当满足迭代条件时，停止迭代执行。本发明具有自动、效果好、迭代次数少的优点，可用于图像处理、编辑、分类、识别等计算机视觉领域。

主权项

1.一种基于图切割的图像自动分割方法，包括如下步骤：(1)输入定义域为Ω的待分割图像I，进行分割的初始化，使其形成内部区域C_i和外部区域C_o，Ω＝C_i∪C_o；(2)对待分割图像I进行滤波，滤波后的图像记为I_m；将滤波后的图像进行颜色空间转换，颜色转换后的图像记为I_c；将颜色转换后的图像进行块划分，块划分后的图像记为I_b；(3)计算滤波后的图像I_m中每个像素与块划分图像I_b内部区域C_i中每个块像素的相似性之和：及与外部区域C_o中每个块像素的相似性之和：并将其作为数据项，其中，P是I_m图像的像素集，m，e是P中像素，C_i是I_b的内部区域，C_o是I_b的外部区域，n是C_i中的块像素，f是C_o中的块像素，S(m，n)表示像素m与内部区域中像素n间的相似性，S(e，f)表示像素e与外部区域中像素f间的相似性；(4)根据图像的边缘信息和空间位置关系建立光滑项：           V_p，q(L_p，L_q)＝V(L_p，L_q)*w_pq，其中，w_pq为像素点边缘的垂直梯度信息和水平梯度信息，反映像素空间的变化，V(L_p，L_q)反映像素空间位置的关系，定义如下：V(Lp,Lq)=1,Lp≠Lq0,Lp=Lq;]]>(5)根据(3)中的数据项和(4)中的光滑项，建立能量函数E：E(L)=Σm∈PDmC′i′+Σe∈PDe(C′o′)+Σp,q∈NVp,q(Lp,Lq);]]>(6)对建立的能量函数进行求解，获得图像I的首次分割的结果；(7)将首次分割结果中的目标作为内部区域，背景作为外部区域，重复执行步骤(3)直至满足设定的迭代条件，输出最终的分割结果。