[发明专利]一种双边视频目标分割方法及系统

摘要

本发明公开了一种双边视频目标分割方法及系统，该方法将带关键帧标记的视频序列映射到高维的双边空间，减少待处理的视频数据，然后以非空的网格单元作为图的结点并构建图割优化模型，其关键在于通过分析高斯分布规律构建置信动态外观模型，准确地估计各网格单元属于前/背景的可能性；并在能量函数中引入高阶项，用以增强不相邻但具有相似外观特征的结点的时空相关性；最后，利用最大流/最小割算法求解能量函数，获得每一网格单元对应的标签值，最终实现视频像素点的标签分配。该方法不仅能够很好地消除不利因素对分割的干扰，而且能够快速且高精度地处理具有复杂场景的视频目标分割。

主权项

1.一种双边视频目标分割方法，其特征在于，包括：(1)视频的预处理：在给定的视频序列中选取多个关键帧，对其进行分割，准确标记出前景像素点和背景像素点；将带标记的关键帧与视频序列的其余帧的每一像素点映射到高维双边特征空间，对所述高维双边特征空间进行规则的划分，获得双边网格，为网格单元的集合；根据网格单元中包含的已标记像素点的情况确定前景网格单元和背景网格单元，所有的前景网格单元和背景网格单元分别构成前景种子点集和背景种子点集；将同时包含已标记的前景像素点和背景像素点的网格单元中的所有像素点重置为未标记的像素点；(2)定义图割优化模型：利用所有非空网格单元构建置信动态外观模型，估计每一网格单元属于前/背景的可能性，并根据高斯分布规律定义颜色判别准则，识别未标记的颜色类别或二义的颜色类别的网格单元；所述置信动态外观模型包括动态前景外观模型和动态背景外观模型分别由所有时间层的前景外观模型和背景外观模型组成，其中，Γ_t是双边网格的时间维度，和为高斯混合模型；对于时间层t_l中的任一网格单元v_i，其属于前景的可能性按下式计算，属于背景的可能性即为1‑P(v_i)；对于被识别为未标记的颜色类别或二义的颜色类别的网格单元，设定P(v_i)为0.5；在视频预处理的基础上，构建基于马尔可夫随机场的图G，定义能量函数，所述能量函数包括数据项、平滑项和高阶项，其中，所述数据项根据所述置信动态外观模型估计的每一网格单元属于前景或背景的可能性计算得到；(3)最小化所述能量函数，获得图G的最优划分，从而获得每一网格单元对应的标签值，将各标签值分配给对应网格单元中的所有像素点，获得视频分割结果。