[发明专利]基于核传递的半自动图像分割方法

摘要

本发明公开一种基于核传递的半自动图像分割方法，主要解决现有交互式图像分割方法不能保持数据一致性，分割结果不稳定和边缘不清晰的问题。其实现步骤为：输入一幅待分割图像，利用均值漂移方法获得输入图像的超像素集，计算超像素颜色直方图特征集；采用Bhattacharyya系数公式构造相似度矩阵W；用户在预分割之后的图像上交互操作，得到种子超像素集合，构造must-link约束集合M和cannot-link约束集合C；利用核传递方法将约束信息M和C传递到整个核空间，获得核矩阵R；由k均值聚类方法对核矩阵R聚类，获得聚类标记向量，输出显示分割结果。本发明具有数据一致性好，分割结果稳定，操作简单且边缘清晰的优点，可用于图像检索，2D转3D技术，目标检测与跟踪及医学图像分析。

主权项

1.一种基于核传递的半自动图像分割方法，其特征在于，包括如下步骤：1)输入一幅图像，采用均值漂移方法将该图像预分割为超像素集i＝1，2，...，n，其中s_i为预分割输入图像所得的第i个超像素，n表示S所含超像素的个数；2)提取每一个超像素的16级量化的颜色直方图，构成超像素颜色直方图特征集其中hist_i为第i个超像素的16级量化直方图，16级量化直方图横坐标所包含的颜色种类为4096；3)依据超像素直方图特征集SF，采用Bhattacharyya系数公式计算任意两个超像素间的相似性系数：u为颜色特征直方图的第u类，获得大小为n×n的相似度矩阵W＝{W_ij}，i＝1，2，...，n，j＝1，2，...，n；4)在预分割之后的图像上，通过用户交互操作对超像素进行标记，即将前景目标超像素标记为1，背景超像素标记为0，生成一个大小为num_seed×1的标记向量ls_i∈{0，1}，其中ls_i表示第i个种子超像素的标记，num_seed为标记的种子超像素的个数，并由num_seed个种子超像素构成种子超像素集合其中se_i为标记的第i个种子超像素；5)查看种子超像素集合S_seed中种子超像素se_i和se_i+1的标记ls_i和ls_i+1，如果se_i与se_i+1的标记ls_i和ls_i+1相同，则用se_i与se_i+1在超像素颜色直方图特征集SF中对应的位置构造must-link约束集合M；否则，用se_i与se_i+1在超像素颜色直方图特征集SF中对应的位置构造cannot-link约束集合C；6)将成对约束信息must-link约束集合M，cannot-link约束集合C以及相似度矩阵W，按照核传递方法的映射关系映射到一个核空间，得到大小为n×n的核矩阵R；7)采用k均值聚类方法，把核矩阵R按行聚为两类，得到聚类标记向量l_i∈{0，1}，其中l_i为第i个超像素s_i的标记；8)将聚类标记向量中标记为0的超像素的颜色设置为白色，作为背景；将标记为1的超像素保持原始图像的颜色，作为分割出来的前景目标，输出并显示结果图像。