图像分割方法及装置、计算机设备及可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种图像分割方法及装置、计算机设备及可读存储介质。该方法包括：对待分割图像进行超像素预分割以得到超像素图像，并对待分割图像进行二值化处理，得到二值图像；将超像素图像与二值图像结合，得到二值化超像素图像；对二值化超像素图像进行距离变化，得到梯度均匀的灰度超像素图像；对灰度超像素图像进行种子点标记，得到种子点灰度值大于1且整体目标区域中除种子点之外其他像素块的灰度值为1的种子点超像素图像；对种子点超像素图像中灰度值为1的像素块进行标记填充，得到不同目标区域中像素块灰度值为各目标区域中种子点灰度值且标记出不同目标区域之间的边界像素块的分割图像。本发明专利技术可精确高效地实现图像分割。

【技术实现步骤摘要】
图像分割方法及装置、计算机设备及可读存储介质
本专利技术涉及计算机视觉
更具体地，涉及一种图像分割方法及装置、计算机设备及可读存储介质。
技术介绍
针对包含相互粘连目标的图像，现有的图像分割方法包括以下几种：第一种为腐蚀膨胀法：腐烛膨胀法是主要针对凝聚颗粒二值图像处理所采取的方法，通过采用二值腐烛算法处理目标图像，直至得到清晰的单一目标。去除目标以外的对象，利用膨胀算法对提取的目标进行再次处理，便可得到还原颗粒，若以此二值图像为窗口，就可以从原始图像中找出对应区域。第二种为测地重建法：测地重建法对于连通性图像的处理效果极为明显，通过引入测地形态学中的几个重要概念，重新构造图像处理算法。得到的算法比腐烛膨胀法用到的两种算法更为有效。第三种为分水岭算法：分水岭算法实际上是对灰度图像进行了测地形态变换，其将边缘得到增强的灰度图像近似为地质图，地理高度利用像素亮度值进行描述；山脉利用图像边缘和边界进行描述；低谷以及盆地利用图像背景(或目标区)进行描述。上述三种方法均从数学形态学演变而来，具有易于实现的优点。但由于二值图像本身的限制，对于粘连现象较严重的图像，上述三种方法均会出现较严重的欠分割或过分割现象，图像分割的精度较低且效率较低。因此，需要提供一种可精确高效地实现图像分割的图像分割方法及装置、计算机设备及可读存储介质。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可精确高效地实现图像分割的图像分割方法及装置、计算机设备及可读存储介质。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术第一方面提供了一种图像分割方法，包括：对待分割图像进行超像素预分割以得到超像素图像，并对待分割图像进行二值化处理，得到整体目标区域像素点灰度值为1且背景区域像素点灰度值为0的二值图像；根据与超像素图像中各像素块位置对应的二值图像中像素点的灰度值为1与为0的个数比例，得到整体目标区域像素块灰度值为1且背景区域像素块灰度值为0的二值化超像素图像；对二值化超像素图像进行距离变化，得梯度均匀的灰度超像素图像；对灰度超像素图像进行种子点标记，得到种子点灰度值大于1且整体目标区域中除种子点之外其他像素块的灰度值为1的种子点超像素图像；对种子点超像素图像中灰度值为1的像素块进行标记填充，得到不同目标区域中像素块灰度值为各目标区域中种子点灰度值且标记出不同目标区域之间的边界像素块的分割图像。本专利技术第一方面提供的图像分割方法，在现有的分水岭算法的原理上进行改进，能够有效定位出图像中相互粘连的各目标的轮廓曲线，实现完整的分割，且不会出现欠分割和过分割现象，图像分割的精度高。另一方面，本专利技术第一方面提供的图像分割方法结合了超像素图像分割算法，通过利用超像素图像分割算法进行预分割，有效的提高了图像分割效率。综上，本专利技术第一方面提供的图像分割方法可精确高效地实现图像分割，适用于各种包含相互粘连目标的图像的分割，尤其是适用于对粘连、重叠的细胞图像或拥挤人群图像等多种场景的包含相互粘连的同类目标的图像的分割。优选地，所述对二值化超像素图像进行距离变化，得到梯度均匀的灰度超像素图像进一步包括：设置与二值化超像素中像素块位置对应且像素块灰度值初值为0的灰度超像素图像；遍历二值化超像素图像中的各像素块：若当前像素块灰度值非0且当前像素块的相邻像素块中存在至少一个灰度值为0的像素块，则将灰度超像素图像中的与所述当前像素块对应的像素块的灰度值赋值为0，并将灰度超像素图像中的与所述当前像素块的相邻像素块中的灰度值非0的像素块对应的像素块的灰度值+1；遍历完二值化超像素图像中的所有像素块后，得到梯度均匀的灰度超像素图像。该优选方式可精确高效地得到各目标区域中心至边缘的灰度值逐渐降低的梯度均匀的灰度超像素图像。优选地，所述对灰度超像素图像进行种子点标记，得到种子点灰度值大于1且各目标区域中除种子点之外其他像素块的灰度值为1的种子点超像素图像进一步包括：设置与灰度超像素图像中像素块位置对应且像素块灰度值初值为0的种子点超像素图像；获取灰度超像素图像中像素块灰度值的最大值，设置种子点灰度阈值并设置搜索灰度值的初值为1；标记步骤：遍历灰度超像素图像中灰度值为搜索灰度值的像素块：若当前像素块的N邻域内的像素块的灰度值之和为0，则将种子点超像素图像中的与所述当前像素块对应的像素块的灰度值赋值为0；若当前像素块的N邻域内的像素块的灰度值之和非0，则判断当前像素块的N邻域内的像素块的灰度值之和是否大于等于种子点灰度阈值，如果是则将种子点超像素图像中的与所述当前像素块对应的像素块作为种子点并将其灰度值赋值为所述当前像素块的灰度值，如果否则将种子点超像素图像中的与所述当前像素块对应的像素块的灰度值赋值为1；其中，所述N邻域为当前像素块的相邻像素块和相隔1至N-1个像素块的像素块组成的邻域；将搜索灰度值+1，转入上述标记步骤，直至搜索灰度值大于灰度超像素图像中像素块灰度值的最大值，得到种子点灰度值大于1且各目标区域中除种子点之外其他像素块的灰度值为1的种子点超像素图像。该优选方式可精确高效地得到各目标中作为种子点的像素块，并剔除灰度值异常的像素块。优选地，在所述对种子点超像素图像中各目标区域中的除种子点之外其他像素块进行标记填充，得到不同目标区域中像素块灰度值为各目标区域中种子点灰度值且标记出不同目标区域之间的边界像素块的分割图像之前，该方法还包括对种子点超像素图像中位置相近的种子点进行合并，并更新种子点超像素图像。优选地，所述对种子点超像素图像中位置相近的种子点进行合并，并更新种子点超像素图像进一步包括：遍历种子点超像素图像中各种子点，若当前种子点的N邻域内存在另外至少一个种子点，则以当前种子点和所述另外至少一个种子点之间相对中心位置的像素块作为新的种子点，将新的种子点的灰度值赋值为所述当前种子点的灰度值并将当前种子点和所述另外至少一个种子点的灰度值赋值为1，更新种子点超像素图像。该优选方式可进一步保证避免出现过分割现象。优选地，所述对种子点超像素图像中灰度值为1的像素块进行标记填充，得到不同目标区域中像素块灰度值为各目标区域中种子点灰度值且标记出不同目标区域之间的边界像素块的分割图像进一步包括：遍历种子点超像素图像中灰度值为1的各像素块：若当前像素块的N邻域内存在一个种子点，则将当前像素块的灰度值赋值为该种子点的灰度值，实现填充；若当前像素块的N邻域内存在多个种子点，则将当前像素块标记为不同目标区域之间的边界像素块；遍历完种子点超像素图像中灰度值为1的所有像素块后，得到不同目标区域中像素块灰度值为各目标区域中种子点灰度值且标记出不同目标区域之间的边界像素块的分割图像。该优选方式可精确高效地得到标记出不同目标区域之间的边界像素块的分割图像。优选地，所述对种子点超像素图像中灰度值为1的像素块进行标记填充，得到不同目标区域中像素块灰度值为各目标区域中种子点灰度值且标记出不同目标区域之间的边界像素块的分割图像之后，该方法还包括：标记边界线，所述边界线由边界像素块组成的边界区域中相对中心位置的像素点组成，且所述边界线与相邻目标区域的种子点之间的连线垂直。该优选方式可得到更加精确的图像分割标识。本专利技术第二方面提供了一种执行如本专利技术第一方面提供的图像分割方法的图像分割装置，包括：超像素图像生成单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像分割方法，其特征在于，包括：对待分割图像进行超像素预分割以得到超像素图像，并对待分割图像进行二值化处理，得到整体目标区域像素点灰度值为1且背景区域像素点灰度值为0的二值图像；根据与超像素图像中各像素块位置对应的二值图像中像素点的灰度值为1与为0的个数比例，得到整体目标区域像素块灰度值为1且背景区域像素块灰度值为0的二值化超像素图像；对二值化超像素图像进行距离变化，得梯度均匀的灰度超像素图像；对灰度超像素图像进行种子点标记，得到种子点灰度值大于1且整体目标区域中除种子点之外其他像素块的灰度值为1的种子点超像素图像；对种子点超像素图像中灰度值为1的像素块进行标记填充，得到不同目标区域中像素块灰度值为各目标区域中种子点灰度值且标记出不同目标区域之间的边界像素块的分割图像。

【技术特征摘要】
1.一种图像分割方法，其特征在于，包括：对待分割图像进行超像素预分割以得到超像素图像，并对待分割图像进行二值化处理，得到整体目标区域像素点灰度值为1且背景区域像素点灰度值为0的二值图像；根据与超像素图像中各像素块位置对应的二值图像中像素点的灰度值为1与为0的个数比例，得到整体目标区域像素块灰度值为1且背景区域像素块灰度值为0的二值化超像素图像；对二值化超像素图像进行距离变化，得梯度均匀的灰度超像素图像；对灰度超像素图像进行种子点标记，得到种子点灰度值大于1且整体目标区域中除种子点之外其他像素块的灰度值为1的种子点超像素图像；对种子点超像素图像中灰度值为1的像素块进行标记填充，得到不同目标区域中像素块灰度值为各目标区域中种子点灰度值且标记出不同目标区域之间的边界像素块的分割图像。2.根据权利要求1所述的图像分割方法，其特征在于，所述对二值化超像素图像进行距离变化，得到梯度均匀的灰度超像素图像进一步包括：设置与二值化超像素中像素块位置对应且像素块灰度值初值为0的灰度超像素图像；遍历二值化超像素图像中的各像素块：若当前像素块灰度值非0且当前像素块的相邻像素块中存在至少一个灰度值为0的像素块，则将灰度超像素图像中的与所述当前像素块对应的像素块的灰度值赋值为0，并将灰度超像素图像中的与所述当前像素块的相邻像素块中的灰度值非0的像素块对应的像素块的灰度值+1；遍历完二值化超像素图像中的所有像素块后，得到梯度均匀的灰度超像素图像。3.根据权利要求2所述的图像分割方法，其特征在于，所述对灰度超像素图像进行种子点标记，得到种子点灰度值大于1且各目标区域中除种子点之外其他像素块的灰度值为1的种子点超像素图像进一步包括：设置与灰度超像素图像中像素块位置对应且像素块灰度值初值为0的种子点超像素图像；获取灰度超像素图像中像素块灰度值的最大值，设置种子点灰度阈值并设置搜索灰度值的初值为1；标记步骤：遍历灰度超像素图像中灰度值为搜索灰度值的像素块：若当前像素块的N邻域内的像素块的灰度值之和为0，则将种子点超像素图像中的与所述当前像素块对应的像素块的灰度值赋值为0；若当前像素块的N邻域内的像素块的灰度值之和非0，则判断当前像素块的N邻域内的像素块的灰度值之和是否大于等于种子点灰度阈值，如果是则将种子点超像素图像中的与所述当前像素块对应的像素块作为种子点并将其灰度值赋值为所述当前像素块的灰度值，如果否则将种子点超像素图像中的与所述当前像素块对应的像素块的灰度值赋值为1；其中，所述N邻域为当前像素块的相邻像素块和相隔1至N-1个像素块的像素块组成的邻域；将搜索灰度值+1，转入上述标记步骤，直至搜索灰度值大于灰度超像素图像中像素块灰度值的最大值，得到种子点灰度值大于1且各目标区域中除种子点之外其他像素块的灰度值为1的种子点超像素图像。4.根据权利要求3所述的图像分割方法，其特征在于，在所述对种子点超像素图像中各目标区域中的除种子点之外其他像素块进行标记填充，得到不同目标区域中像素块灰度值为各目标区域中种子点灰度值且标记出不同目标区域之间的边界像素块的分割图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：许景涛，索健文，李月，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11