数字图象的分割制造技术

一种分割由象素组成的数字图象的方法，包括通过边缘检测处理确定数字图象中的硬边界段，确定每个所述硬边界段的各个边，和通过为每个象素确定最近的边并相应对各个象素确定的最近边对所述数字图象的每个象素唯一指定一个片，来形成片。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分割由象素组成的数字图象，包括通过边缘检测处理确定数字图象中的边界段。
技术介绍
图象分割用于在图象处理中将图象划分为分离的部分或片。分割在多数图象分析的处理中是重要的步骤根据M.Sonka，V.Hlavac和R.Boyle的“图象处理，分析和机械视觉”第二版，1998，第123页，图象分割是通向处理图象数据分析的最重要的步骤之一——它的主要目的是将图象划分为与图象中包含的真实世界的对象或区域具有强烈相关性的部分。整体分割导致一组与输入图象中的对象唯一对应的不相交区域。而在局部分割中，区域与图象对象不直接对应。如果目的是局部分割，图象被划分为选定特性例如亮度、颜色、反射率、纹理等相似的分离区域。按照它们采用的主要特征，分割方法能够分为三组第一组是采用图象或其部分的整体知识；知识通常由图象特征的直方图表示。基于边缘的分割形成了第二组，而基于区域的分割形成第三组——许多不同的特性可以在边缘检测或区域增长中使用，例如，亮度、纹理、速度场等。第二和第三组解决了双重问题。每个区域能够由其闭合的边界表示，而每个闭合边界描述一个区域。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供有利的图象分割。为了达到该目的，本专利技术提供一种如独立权利要求中定义的分割图象的方法和装置，计算机程序，有形媒介，信号和显示装置。在本专利技术的第一实施例中，由象素组成的数字图象是这样分割的通过边缘检测处理确定数字图象中的硬边界段，确定每个所述边界段的各个边，通过为每个象素确定最近的边并相应为各个象素确定的最近边对所述数字图象的每个象素指定片，来形成片。按照本专利技术的方法健全稳定并且会带来适于使用的有效分割，例如在普通的图象处理中。该方法能够实施，从而分割能够用相对有限的计算资源就实现。适于普通图象处理的公知方法具有不健全的问题，即它们不能可靠地提供相应的结果，例如由于数字的不稳定性。其它公知方法已经为特定应用而优化，并且为它们的特定应用要实现更高级别的健全性，但却不适于普通应用。按照本专利技术的分割是在通用图象处理硬件中执行用于和例如MPEG(解)编码和电视扫描率变换一起使用。按照本专利技术的优选实施例，图象被随后形成的片划分为片，其中检测的硬边界段至少限定片的一部分。未由检测的边缘部分组成的边界部分通过对每个象素确定最近检测边缘来形成。这些边界部分被称为软边界段。附图说明本专利技术特别有利的详细描述在从属权利要求中提出。本专利技术进一步的目的、详细描述、修改、效果和细节通过下列说明而清晰，其中参考下列附1示出了图象中的硬边缘，图2示出了与图1的硬边缘关联的种子(seed)，图3示出了从图2的种子(seed)扩展的正面，图4示出了由按照本专利技术的分割确定的图象片，图5示出了后处理以后的图4的图象片，图6示出了具有种子(seed)点的片边界，图7示出了匹配准片的例子，和图8示意性地示出了分割数字图象的装置。具体实施例方式在本专利技术下面的实施例示例中，数字图象将被分割为分离的区域。数字图象由图象象素组成。图象中待形成的片由边界或边界线限定；片边界中的象素属于该片。因此，边界的确定带来片的确定。为了获得边界或至少是边界段，数字图象使用边缘检测处理来查找图象的边缘，其中图象特征被分析。检测的边缘由图象特征产生，因此很可能是图象对象之间的边界。按照本专利技术，边缘检测处理检测的边缘作为待确定片之间的边界段使用。直接由图象信息产生的这些边界段称为硬边界段或高概率边界段。在图1中，用边缘检测方法在图象中检测到的硬边界段在与数字图象尺寸相同的图象10中示出。三个硬边界段已经被检测到，分别是边界段a，b和c。注意，边界段b与边界段a关联，这种形势称为分叉。边缘检测方法本身在本领域中是公知的，在该示例中，硬边界段由高对比度边界确定，它是图象元素之间边界的良好指示。本专利技术不限于高对比度确定的边缘；本专利技术能够使用图象元素之间边界段的其它规则，例如颜色、亮度或纹理。按照本专利技术，边缘能够由任何执行边缘检测的适当方法来检测。硬边界段a，b，c限定片的一部分；但是片的边界不完整。边界的其它部分必须被建立。按照本专利技术，其它边界部分由与最近硬边界部分的距离确定。为了获得其它边界部分，边界段a，b和c的边被限定并唯一地标记。如图2所示，边界部分b具有第一边IV和第二边V，而边界部分c因此具有第一边VI和第二边VII。边界部分a具有第一边III；边界部分a的另一边被边界部分b在边界b与边界部分a相交的位置被划分为两个部分。各部分分别是边界部分a的边I和II。为了获得其它边界，边I-VII沿远离其起源的边界段的方向扩展，各个扩展方向由图3中的箭头I’-VII’指示。最好是，扩展方向基本垂直于以前的正面。多个扩展正面，分别标记为Ia/b/c-VIIa/b/c，已经在图3中指示，其中后缀-a表示靠近原始边缘的正面，而后缀-b和-c分别表示随后进一步来自原始边界段的正面。实际上，每个正面是具有与最近边界段相同距离的点的轨迹。扩展正面与相邻扩展正面相接的地方就形成边界段，如图4中的阴影线所示。这些边界段被称为软边界段，因为它们不是直接来源于图象信息。软边界部分基本上接近硬边界部分的末端。但是，例如当硬边界部分扩展至图象的边缘时，没有邻近软边界部分能够出现。软边界是一部分片边界的概率低于上述的硬边界。当正面的扩展完全达到图象的边缘以后，片如图4所示被定义，由大写字母A-E指示。软边界由它们划分的两个片标记。结果，整个图象已经被划分为片A-E，其中每个片至少部分由硬边界并进一步由软边界或图象边缘限定。随后，获得的片扫描逻辑上形成单个片的过分割区域。在该示例中，片B1-B2和C1-C2之间的边界是多余的，是过分割的结果，由边界a和b的分叉造成。在这种过分割检测之后，片B1、B2和C1、C2被合并。结果，图象象素能够被唯一地指定给片，由硬和软边界部分限定，如上面解释的方式建立。注意，片由共享硬边界段同一最近边的象素组组成。按照本专利技术方法获得的分割称为准分割，其中片边界的一些部分不是严格定义的，可靠性较低(上述软边界部分)。该准分割有利的是在分割能够容易确定的边界部分，该分割是精确的，而在确定较困难的部分不很精确。这显著减少了计算成本，并提高了计算速度。准分割例如能够用于匹配随后图象中的片。例如在图7中，左边的片100由准分割确定，具有硬边界部分110和软边界部分120。在随后的图象中，片100对片200的投影具有硬边界部分210和软边界部分220。硬边界部分210是边界部分110的投影；虽然在该示例中，边界部分210和110形状相似，但不是必须这样。硬边界部分110和210在随后的图象中保持不变，因此片100和200能够通过比较高可靠性边界部分顺利匹配。软边界部分120和220在随后的图象中是不同的。但是，在匹配过程中这些低可靠性的边界不是很重要。下面将说明本专利技术执行的示例。该示例中待分割的数字图象是离散图象IM(x，y)，具有分辨率为NxM的象素(x，y)，其中N和M是整数。具有分辨率NxM的象素(x，y)的二进制图象I(x，y)被定义；二进制图象I(x，y)如下文中所述用于确定图象IM的片。此外还定义了阵列d(x，y)，称为距离阵列，大小为NxM，和阵列b(x，y)，称为项目缓冲器，大小也是NxM。在每个象素(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分割由象素组成的数字图象（１０）的方法，该方法包括步骤：通过边缘检测处理确定数字图象（１０）中的硬边界段（ａ，ｂ，ｃ），其特征在于确定每个所述硬边界段（ａ，ｂ，ｃ）的各个边（Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ，Ⅶ），和通过为每个象素确定 最近的边（Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ，Ⅶ）并相应对各个象素确定的最近边（Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ，Ⅶ）对所述数字图象（１０）的每个象素指定一个片（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ），来形成片（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RAC布拉斯彭宁，FE埃恩斯特，CWAM范奥弗维尔德，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]