[发明专利]一种立方体粒计算的图像分割方法

摘要

本发明涉及立方体粒计算的图像分割方法，可有效解决图像分割速度慢，效果差的问题，其解决的技术方案是，首先提取彩色待分割图像的像素点RGB值，再根据待分割彩色图像的RGB值，构造原子立方体粒集，构建立方体粒之间的合并算子和立方体粒模板，将待分割图像每个像素点的RGB值表示为立方体粒，并将其与立方体粒模板进行匹配，并确定分割后图像每个像素点的RGB值，最后保存分割彩色图像，从而实现立方体粒计算的图像分割。本发明方法分割速度快，效果好，使分割结果更符合人的视觉，是彩色图像分割方法上的创新，具有很强的实际应用价值。

主权项

1.一种立方体粒计算的图像分割方法，其特征在于，首先提取彩色待分割图像的像素点RGB值，再根据待分割彩色图像的RGB值，构造原子立方体粒集，构建立方体粒之间的合并算子和立方体粒模板，将待分割图像每个像素点的RGB值表示为立方体粒，并将其与立方体粒模板进行匹配，并确定分割后图像每个像素点的RGB值，最后保存分割彩色图像，从而实现立方体粒计算的图像分割，具体包括以下步骤：(1)、提取彩色待分割图像的像素点RGB值：提取彩色待分割图像的像素点RGB值，R为红色值，G为绿色值，B为蓝色值，(i,j)为像素点的坐标，色彩是由R、G、B组成，R、G、B的取值范围为[0,255]；(2)、根据待分割彩色图像的RGB值，构造原子立方体粒集：将待分割彩色图像每个像素点的RGB值表示为立方体粒，立方体粒具有g＝(C,r)的形式，其中C＝(R,G,B)为立方体粒的中心，r为立方体粒的边长，表示立方体粒的大小，称为立方体粒的粒度；当r＝0时，立方体粒最小且不能再分割，称为原子立方体粒，对高为N1、宽为N2的图像，其像素数为N＝N1×N2，构造由N个立方体粒构成的粒集GS，像素点的坐标(i,j)对应的立方体粒为第N1×(j‑1)+1个立方体粒；(3)、构建立方体粒之间的合并算子和立方体粒模板，方法是：两立方体粒g1＝(C1,r1)，其中C1＝(R1,G1,B1)为g1的中心，r1为g1的粒度，g2＝(C2,r2)，其中C2＝(R2,G2,B2)为g2的中心，r2为g2的粒度，合并立方体粒的中心和粒度，由g1和g2的中心，根据式1、式2、式3，计算立方体粒的中心(Ru,Gu,Bu)：Ru＝0.5(max{R1+0.5r1,R2+0.5r2}+min{R1‑0.5r1,R2‑0.5r2})   式1Gu＝0.5(max{G1+0.5r1,G2+0.5r2}+min{G1‑0.5r1,G2‑0.5r2})   式2Bu＝0.5(max{B1+0.5r1,B2+0.5r2}+min{B1‑0.5r1,B2‑0.5r2})   式3由g1和g2的中心和粒度，根据式4，合并立方体粒的中心，ru为合并立方体粒的粒度：gu＝g1∨g2＝(Cu,ru)   式4；其中Cu＝(Ru,Gu,Bu)为合并立方体粒的中心；根据下式：ru＝max{max{R1+0.5r1,R2+0.5r2}‑min{R1‑0.5r1,R2‑0.5r2}，max{G1+0.5r1,G2+0.5r2}‑min{G1‑0.5r1,G2‑0.5r2},max{B1+0.5r1,B2+0.5r2}‑min{B1‑0.5r1,B2‑0.5r2}}   式5得到合并立方体粒；设置粒度阈值ρ，构建立方体粒模板，该模板是一个集合，用GB表示，立方体粒模板中的立方体粒用gb＝(Cb,rb)表示，其中Cb＝(Rb,Gb,Bb)为模板立方体粒的中心，rb为模板立方体粒的粒度；将立方体粒集GS第一个立方体粒加入立方体粒模板中，并在立方体粒集GS删去第一个立方体粒，同样用式1至式5计算立方体粒集GS中的所有立方体粒与立方体粒模板GB中所有立方体粒之间的合并立方体粒gu；当立方体粒gu的粒度小于或等于粒度阈值ρ时，gb＝gu，并且在立方体粒集GS中删去参与合并的立方体粒，当立方体粒gu的粒度大于粒度阈值ρ时，选取立方体粒集GS的第一个立方体粒加入立方体粒模板GB，并且在立方体粒集GS中删去第一个立方体粒，直到立方体粒集GS中所有的立方体粒全部被删去，这样立方体粒模板GB中的元素不断增加，而立方体粒集GS中的元素不断减少直至为空集，即构造了含有n个立方体粒的立方体粒模板GB＝{gb1,gb2,...,gbn)；(4)、将待分割图像每个像素点的RGB值表示为立方体粒集GS，并将其与立方体粒模板进行匹配，匹配公式为：D(i,j)＝max{|Rj‑Rbi|,|Gj‑Gbi|,|Bj‑Bbi|}   式6其中(Rbi,Gbi,Bbi)立方体粒模板中第i个立方体粒的中心,(Rj,Gj,Bj)为立方体粒集GS第j个立方体粒的中心；根据式6计算立方体粒集GS第j个立方体粒与立方体粒模板GB第i个立方体粒之间的距离；(5)、确定待分割彩色图像像素点分割后的RGB值：根据待分割图像像素点的RGB值对应的立方体粒gj与立方体粒模板GB立方体粒gbi之间的距离D(i,j)，找出最小的距离所对应的立方体粒模板中的立方体粒的编号id＝argminD(i,j),其中1

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