圖像的分割方法及系統技術方案

本發明專利技術提出一種圖像的分割方法及系統。其中，方法包括以下步驟：提供待分割圖像；從待分割圖像的像素點中獲取任意前景點和背景點，并對前景點和背景點進行標定；根據待分割圖像的像素點以及標定的前景點和背景點構造流網絡圖；采用壓入重標注方法對流網絡圖進行處理以得到最小割集，其中，最小割集為將待分割圖像分割成前景和背景在流網絡圖中所需斷開的相似性最小的邊的集合；以及根據最小割集將待分割圖像分割為前景區域和背景區域。根據本發明專利技術實施例的方法，通過構造待識別圖像的流網絡圖，并對其進行壓入和重標注，因此簡化了算法的復雜度，同時適用于所有的圖像方便了用戶使用。

【技術實現步驟摘要】
圖像的分割方法及系統
本專利技術涉及圖像分割
，特別涉及一種圖像的分割方法及系統。
技術介紹
數字圖像指以二維數組形式表示的圖像。數字圖像可以由許多不同的輸入設備和技術生成，例如，數碼相機、掃描儀、坐標測量機等。起初利用計算機來處理圖形和圖像信息。如今，數字圖像處理在國防、工農業生產、生活娛樂等多領域都有著廣闊的應用。圖像分割指的是將數字圖像細分為多個圖像子區域像素的集合的過程。其目的是簡化或改變圖像的表示形式，使得圖像更容易理解和分析。圖像分割在實際中的應用包括醫學影像、在衛星圖像中定位物體、人臉識別、交通控制系統等。對圖像分割算法的研究已有幾十年的歷史，借助各種理論提出了上千種各種類型的分割算法。但這些方法大都是針對具體問題的，因此無法通用于所有的圖像，并且現有圖像分割算法的復雜度有較高。
技術實現思路
本專利技術的目的旨在至少解決上述的技術缺陷之一。為達到上述目的，本專利技術一方面的實施例提出一種圖像的分割方法，包括以下步驟：提供待分割圖像；從所述待分割圖像的像素點中獲取任意前景點和背景點，并對所述前景點和背景點進行標定；根據所述待分割圖像的像素點以及標定的所述前景點和背景點構造流網絡圖；采用壓入重標注方法對所述流網絡圖進行處理以得到最小割集，其中，最小割集為將所述待分割圖像分割成前景和背景在所述流網絡圖中所需斷開的相似性最小的邊的集合；以及根據所述最小割集將所述待分割圖像分割為前景區域和背景區域。根據本專利技術實施例的方法，通過構造待識別圖像的流網絡圖，并對其進行壓入和重標注，因此簡化了算法的復雜度，同時適用于所有的圖像方便了用戶使用。在本專利技術的一個實例中，在所述流網絡圖中，每個像素點與其相鄰的像素點之間的邊的權重為W(p,q)，且除源點的相鄰點和匯點的其他像素點與所述源點之間的邊的權重以及除匯點的相鄰點和源點的其他像素點與所述匯點之間的邊的權重為常數，其中，所述源點為所述前景點，所述匯點為所述后景點。在本專利技術的一個實例中，所述相鄰像素點之間的權重W(p,q)通過如下公式表示，其中，dist(p,q)表示p和q之間的距離，σ表示調節參數，Ip表示p點的亮度，Iq表示q的點的亮度。在本專利技術的一個實例中，所述常數通過如下公式表示，其中，N(p)表示p點的相鄰點集，V表示像素點的集合，W(p,q)表示點p，q之間邊的權重。為達到上述目的，本專利技術的實施例另一方面提出一種圖像的分割系統，包括：獲取模塊，用于提供待分割圖像；標定模塊，用于從所述待分割圖像的像素點中獲取任意前景點和背景點，并對所述前景點和背景點進行標定；構造模塊，用于根據所述待分割圖像的像素點以及標定的所述前景點和背景點構造流網絡圖；處理模塊，用于采用壓入重標注方法對所述流網絡圖進行處理以得到最小割集，其中，最小割集為將所述待分割圖像分割成前景和背景在所述流網絡圖中所需斷開的相似性最小的邊的集合；以及分割模塊，用于根據所述最小割集將所述待分割圖像分割為前景區域和背景區域。本專利技術的一個實例中，在所述流網絡圖中，每個像素點與其相鄰的像素點之間的邊的權重為W(p,q)，且除源點的相鄰點和匯點的其他像素點與所述源點之間的邊的權重以及除匯點的相鄰點和源點的其他像素點與所述匯點之間的邊的權重為常數，其中，所述源點為所述前景點，所述匯點為所述后景點。本專利技術的一個實例中，所述相鄰像素點之間的權重W(p,q)通過如下公式表示，其中，sist(p,q)表示p和q之間的距離，σ表示調節參數，Ip表示p點的亮度，Iq表示q的點的亮度。在本專利技術的一個實例中，所述常數通過如下公式表示，其中，N(p)表示p點的相鄰點集，V表示像素點的集合，W(p,q)表示點p，q之間邊的權重。根據本專利技術實施例的系統，通過構造待識別圖像的流網絡圖，并對其進行壓入和重標注，因此簡化了算法的復雜度，同時適用于所有的圖像方便了用戶使用。本專利技術附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本專利技術的實踐了解到。附圖說明本專利技術上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：圖1為根據本專利技術一個實施例的圖像的分割方法的流程圖；圖2為根據本專利技術一個實施例的待分割圖像的邊劃分示意圖；圖3為根據本專利技術一個實施例的待分割圖像的分割示意圖；以及圖4為根據本專利技術一個實施例的圖像的分割系統的結構框圖。具體實施方式下面詳細描述本專利技術的實施例，實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本專利技術，而不能解釋為對本專利技術的限制。圖1為根據本專利技術一個實施例的相似圖像分類方法的流程圖。如圖1所示，根據本專利技術實施例的相似圖像分類方法，包括以下步驟：步驟S101，提供待分割圖像。步驟S102，從待分割圖像的像素點中獲取任意前景點和背景點，并對前景點和背景點進行標定。具體地，在待分割圖像中任意確定一個前景點和一個背景點。可采用交互式方式，或先驗知識，例如四個角和中心區域中分別抽出一個點作為背景和前景點。步驟S103，根據待分割圖像的像素點以及標定的前景點和背景點構造流網絡圖。具體地，包括待分割圖像中所有像素點的集合為頂點集V，并且以前景點S為源點，背景點T為匯點構造流網絡圖G=<V，E>。該流網絡圖G為無向帶權圖，且邊E的權重表示該條邊能通過的最大流量。流網絡圖G的邊集E的構成為，每一個像素點與其每一個相鄰的像素點之間存在一條邊，其中相鄰的定義可以為4鄰域（上下左右）或8鄰域（4鄰域外加左上、左下、右上、右下），例如，在圖2中用細實線表示相鄰邊。待分割圖像中相鄰兩點p，q間的邊權重為W(p,q)可通過如下公式表示，其中，dist(p,q)表示p和q之間的距離，σ表示調節參數，Ip表示p點的亮度，Iq表示q的點的亮度。該距離dist(p,q)的可以通過歐式距離公式城市距離公式dist(p,q)=|xp-xq|+yp-yq|，或棋盤距離公式dist(p,q)=max(|xp-xq|,|yp-yq|)中的任意一種得出，其中，(xp,yp)和(xq,yq)分別表示點p和點q在圖像中的坐標。除源點S的相鄰點和匯點T的其他像素點與源點S之間的邊（圖2中用粗實線表示）的權重以及除匯點T的相鄰點和源點S的其他像素點與匯點T之間的邊（圖2中用虛線表示）的權重為常數K可通過如下公式表示，其中，dist(p,q)表示p和q之間的距離，σ表示調節參數，Ip表示p點的亮度，Iq表示q的點的亮度。在此公式的含義為對于一個像素點求與其相鄰像素點的邊權重之和，遍歷圖像中的所有像素點，該和的最大值加1即為K。步驟S104，采用壓入重標注方法對流網絡圖進行處理以得到最小割集，其中，最小割集為將待分割圖像分割成前景和背景在流網絡圖中所需斷開的相似性最小的邊的集合。具體地，在構造流網絡圖中，每條邊的權重大小表明該邊連接的兩個點的相似程度。背景點與前景點間的最小割集，代表著能將流網絡圖分割成前景和背景兩部分需要斷開的相似性最小的邊的集合。求得該流網絡的最小割，就等于求得了分割圖像。根據流網絡圖論的基本定理，最小割的流量之和等于網絡中的最大流。當流網絡達到最大流時，會有一個割集的所有邊都達到本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種圖像的分割方法，其特征在于，包括以下步驟：提供待分割圖像；從所述待分割圖像的像素點中獲取任意前景點和背景點，并對所述前景點和背景點進行標定；根據所述待分割圖像的像素點以及標定的所述前景點和背景點構造流網絡圖；采用壓入重標注方法對所述流網絡圖進行處理以得到最小割集，其中，所述最小割集為將所述待分割圖像分割成前景和背景在所述流網絡圖中所需斷開的相似性最小的邊的集合；以及根據所述最小割集將所述待分割圖像分割為前景區域和背景區域。

【技術特征摘要】
1.一種圖像的分割方法，其特征在于，包括以下步驟：提供待分割圖像；從所述待分割圖像的像素點中獲取任意前景點和背景點，并對所述前景點和背景點進行標定；根據所述待分割圖像的像素點以及標定的所述前景點和背景點構造流網絡圖，在所述流網絡圖中，每個像素點與其相鄰的像素點之間的邊的權重為W(p,q)，且除源點的相鄰點和匯點的其他像素點與所述源點之間的邊的權重以及除匯點的相鄰點和源點的其他像素點與所述匯點之間的邊的權重為常數，其中，所述源點為所述前景點，所述匯點為所述背景點；采用壓入重標注方法對所述流網絡圖進行處理以得到最小割集，其中，所述最小割集為將所述待分割圖像分割成前景和背景在所述流網絡圖中所需斷開的相似性最小的邊的集合；以及根據所述最小割集將所述待分割圖像分割為前景區域和背景區域，所述相鄰像素點之間的權重W(p,q)通過如下公式表示，其中，dist(p,q)表示點p和q之間的距離，σ表示調節參數，Ip表示p點的亮度，Iq表示q點的亮度。2.如權利要求1所述的圖像的分割方法，其特征在于，所述常數通過如下公式表示，其中，N(p)表示p點的相鄰點集，V表示像素點的集合，W(p,q)表示點p，q之間邊的權重。3.一種圖像的分割系統，其特征...

【專利技術屬性】
技術研發人員：戴瓊海，黃煒程，索津莉，王競瑤，
申請(專利權)人：清華大學，北京華清美倫科技有限公司，
類型：發明
國別省市：