[发明专利]一种基于多变形分辨率的快速图像分割方法

摘要

本发明公开了一种基于多变形分辨率的快速图像分割方法，包括：同时对输入图像进行多种不同的尺度压缩和长宽比调整，然后在不同变形分辨率空间下并行地完成Graph Cuts分割，获取系列不完全准确的临时分割结果，并将这些临时分割结果反变形至原始分辨率空间，通过加权投票的方式得到多变形分辨率权重图；依据多变形分辨率权重图信息对先验掩图Trimap进行矫正，确定并缩小待分割区域，同时对前景与背景的带权高斯混合模型进行训练，进而据此建立精简图模型并快速求解，以得到最终的分割结果。本发明对于包含复杂细节区域的前景物体有着较好的分割效果；算法框架具有灵活的可扩展性，可通过替换不同的底层分割算法以适应不同的分割场景。

主权项

1.一种基于多变形分辨率的快速图像分割方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)多变形分辨率权重图的生成：同时对输入图像进行多种不同的尺度压缩和长宽比调整，然后在不同变形分辨率空间下并行地完成Graph Cuts分割，获取系列不完全准确的临时分割结果，并将这些临时分割结果反变形至原始分辨率空间，通过加权投票的方式得到多变形分辨率权重图；(2)基于多变形分辨率权重图的快速分割：依据多变形分辨率权重图信息对先验掩图Trimap进行矫正，确定并缩小待分割区域，同时对前景与背景的带权高斯混合模型进行训练，进而据此建立精简图模型并快速求解，以得到最终的分割结果；所述步骤(1)中同时对输入图像进行多种不同的尺度压缩和长宽比调整，具体为：对于原始输入图像I0，通过尺度压缩和调整图像长宽比，构建如下的一系列变形低分辨率图像集{I1,I2,...,IR}：Ii＝η(I0,λi)i＝1,...,R同时，对于用户通过交互所输入的标记框，我们也采用相同的变形方式对其进行处理；这里，R为所选择的变形分辨率数量；η为某种图像尺度缩放策略；λi＝[heighti,widthi]表示由I0调整到Ii的变形长宽缩放比；所述步骤(1)中在不同变形分辨率空间下并行地完成Graph Cuts分割，具体为：用了并行加速策略对图像集{I1,I2,...,IR}中的每个图像Ii分别运行Graph Cuts，由各变形用户标记框初始化，以获得不同变形低分辨率空间下的临时分割结果集{L1,L2,...,LR}，然后通过采用如下的反变形还原策略将其全部映射回原始分辨率即原始输入图像I0的分辨率以得到分割标签集{L′1,L′2,...,L′R}：L′i＝η(Li,1/λi)i＝1,...,R；所述步骤(1)中的将临时分割结果反变形至原始分辨率空间，并通过加权投票的方式得到多变形分辨率权重图具体包括：采用与原始输入图像I0分辨率完全相同的矩阵W来表示多变形分辨率权重图，W中的数值表示了对应像素最终被划分到前景区域的可能性，则该权重图按照如下的方式生成得到：其中，各变形分辨率空间所对应的加权系数为