图像前景和背景边界显著性评估方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种图像前景和背景边界显著性评估方法及系统，所述方法包括边界定位、边界对比度计算以及边界显著性评分，对应的系统包括边界定位模块、边界对比度计算模块以及边界显著性评分模块。本发明专利技术方法及系统对于纯净背景的图像，在给定若干背景点的情况下，能自动定位到前、背景边界，对边界对比度进行计算，并对给定图片的前、背景边界是否显著进行评估，进而有效评估背景是否与前景有很好的区分，以提前预估图像分割质量，能广泛应用到图像分割技术领域，如移动终端拍摄证件照片的抠图中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种边界显著性评估方法及系统，尤其是图像前景和背景边界显著性评估方法及系统，属于图像处理领域。
技术介绍
图像分割是计算机图像处理的基础性操作之一，目前一些图像分割算法(例如GrabCut)在前景、背景边界对比较大的情况下有很好的分割效果，而对前景、背景的边界对比不显著的情况下效果不佳。然而，在很多情况下，需要在对图片进行分割之前预估分割效果是否良好，例如在证件照片自动抠图处理时，就需要预估分割效果，以便及时反馈给用户，不满足较佳抠图效果时提示用户进行重拍。因此，如何评估背景是否与前景有很好的区分，以保证图像分割质量，是本领域技术人员需要解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种图像前景和背景边界显著性评估方法，该方法能自动定位到前、背景边界，对边界对比度进行计算，并对给定图片的前、背景边界是否显著进行评估，进而有效评估背景是否与前景有很好的区分。本专利技术的另一目的在于提供一种图像前景和背景边界显著性评估系统。本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：图像前景和背景边界显著性评估方法，所述方法包括边界定位、边界对比度计算以及边界显著性评分；所述边界对比度计算包括：从边界定位后的图像左上角开始，以4*4像素的方块区域为单位循环扫描，若存在方块曾入过背景队列Q，且该方块的上、下、左、右这四个邻域的4*4像素方块区域中至少有一个未入过背景队列Q，则判断该方块为边界区域；分别扫描边界区域的上、下、左、右、左上、左下、右上、右下这八个邻域4*4像素方块区域，若存在方块曾入过背景队列Q，则跳过该方块；若存在方块未入过背景队列Q，则计算该方块所在方向的某个方块区域中每个像素与该边界区域的R/G/B均值之差的绝对值之和，记为gap；若gap大于指定阈值，则将gap的值累加到区域对比度累加和，记为sum1；将sum1除以加入累加和运算的像素总数N，得到的值作为边界区域的对比度值bc；所述边界显著性评分，包括：将对比度值bc小于对比度临界值H的边界区域进行扣分，而对比度值bc大于或等于对比度临界值H的边界区域则不扣分；将对比度满分值I减去所有边界区域的扣分之和，得到边界显著性分数。进一步的，所述边界定位包括：将原始图像进行长、宽等比例缩放，缩放至列宽为某个像素的图像；创建两个与缩放后图像相同大小的二维矩阵，分别记为MIV和MIBQ，对MIV和MIBQ中的每个元素进行初始化；其中，MIV用于标示图像确定背景信息，MIBQ用于标示图像方块是否在背景队列Q中；设定确定为背景的若干点，以这些点为起点的4*4像素的方块区域集合作为边界寻找的背景队列Q的初始值，并将MIBQ相应的点设为特定值J，以标示该点已在背景队列Q中；对背景队列Q进行入队、出队操作。进一步的，所述对背景队列Q进行入队、出队操作，具体包括：计算背景队列Q首元素q的4*4像素的方块区域的R/G/B均值向量，记为a；分别计算首元素q的4*4像素的方块区域的上、下、左、右、左上、左下、右上、右下这八个邻域的4*4像素方块区域的R/G/B的均值，记为b；计算a-b的R/G/B的绝对值之和，记为sum，若sum小于或等于预设值L，且邻域的点不在背景队列Q中，则将该邻域的左上角顶点加入背景队列Q，并将该点在MIBQ中的值设为特定值J，以标示该点已在背景队列Q中；其中，所述邻域的点不在背景队列Q中是指邻域的点在MIBQ中的值为初始化的值；首元素q出队，并将首元素q的4*4像素的方块区域在MIV中相应的点设为特定值K，以标示入过背景队列Q。进一步的，所述首元素q的4*4像素的方块区域的上、下、左、右、左上、左下、右上、右下这八个邻域中，若存在邻域在MIV中相应点的值为特定值K，则表示该邻域曾入过背景队列Q，跳过此邻域。进一步的，所述将对比度值bc小于对比度临界值H的边界区域进行扣分，如下式： m a r k i n g = 10 * ( 60 b c - 30 - 1 ) ]]>所述将对比度满分值I减去所有边界区域的扣分之和，如下式：score＝I-∑marking其中，score为边界显著性分数，当计算得到的score<0时，将score设为0。进一步的，所述将对比度值bc小于对比度临界值H的边界区域进行扣分，如下式： M = m a r k i n g * Σ [ 1 + Σ ( H - b c 40 ) 2 ( Δ s ) 2 + 1 ] ]]>其中，Δs＝∑(|Δx|+|Δy|)，Δs为每个低对比度边界到其他低对比度边界距离的度量，|Δx|、|Δy|分别表示与其他低对比度边界的行距和列距；所述将对比度满分值I减去所有边界区域的扣分之和，如下式：score＝I-∑M其中，score为边界显著性分数，当计算得到的score<0时，将score设为0。本专利技术的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：图像前景和背景边界显著性评估系统，所述系统包括边界定位模块、边界对比度计算模块以及边界显著性评分模块；所述边界对比度计算模块包括：边界区域寻找单元，用于从边界定位后的图像左上角开始，以4*4像素的方块区域为单位循环扫描，若存在方块曾入过背景队列Q，且该方块的上、下、左、右这四个邻域的4*4像素方块区域中至少有一个未入过背景队列Q，则判断该方块为边界区域；计算单元，用于分别扫描边界区域的上、下、左、右、左上、左下、右上、右下这八个邻域4*4像素方块区域，若存在方块曾入过背景队列Q，则跳过该方块；若存在方块未入过背景队列Q，则计算该方块所在方向的某个方块区域中每个像素与边界区域的R/G/B均值之差的绝对值之和，记为gap；若gap大于指定阈值，则将gap的值累加到区域对比度累加和，记为sum1；将sum1除以加入累加和运算的像素总数N，得到的值作为边界区域的对比度值bc；所述边界显著性评分模块包括：扣分单元，用于将对比度值bc小于对比度临界值H的边界区域进行扣分，而对比度值bc大于或等于对比度临界值H的边界区域则不扣分；评分单元，用于将本文档来自技高网...

【技术保护点】
图像前景和背景边界显著性评估方法，其特征在于：所述方法包括边界定位、边界对比度计算以及边界显著性评分；所述边界对比度计算包括：从边界定位后的图像左上角开始，以4*4像素的方块区域为单位循环扫描，若存在方块曾入过背景队列Q，且该方块的上、下、左、右这四个邻域的4*4像素方块区域中至少有一个未入过背景队列Q，则判断该方块为边界区域；分别扫描边界区域的上、下、左、右、左上、左下、右上、右下这八个邻域4*4像素方块区域，若存在方块曾入过背景队列Q，则跳过该方块；若存在方块未入过背景队列Q，则计算该方块所在方向的某个方块区域中每个像素与该边界区域的R/G/B均值之差的绝对值之和，记为gap；若gap大于指定阈值，则将gap的值累加到区域对比度累加和，记为sum1；将sum1除以加入累加和运算的像素总数N，得到的值作为边界区域的对比度值bc；所述边界显著性评分，包括：将对比度值bc小于对比度临界值H的边界区域进行扣分，而对比度值bc大于或等于对比度临界值H的边界区域则不扣分；将对比度满分值I减去所有边界区域的扣分之和，得到边界显著性分数。

【技术特征摘要】
1.图像前景和背景边界显著性评估方法，其特征在于：所述方法包括边界定位、边界对比度计算以及边界显著性评分；所述边界对比度计算包括：从边界定位后的图像左上角开始，以4*4像素的方块区域为单位循环扫描，若存在方块曾入过背景队列Q，且该方块的上、下、左、右这四个邻域的4*4像素方块区域中至少有一个未入过背景队列Q，则判断该方块为边界区域；分别扫描边界区域的上、下、左、右、左上、左下、右上、右下这八个邻域4*4像素方块区域，若存在方块曾入过背景队列Q，则跳过该方块；若存在方块未入过背景队列Q，则计算该方块所在方向的某个方块区域中每个像素与该边界区域的R/G/B均值之差的绝对值之和，记为gap；若gap大于指定阈值，则将gap的值累加到区域对比度累加和，记为sum1；将sum1除以加入累加和运算的像素总数N，得到的值作为边界区域的对比度值bc；所述边界显著性评分，包括：将对比度值bc小于对比度临界值H的边界区域进行扣分，而对比度值bc大于或等于对比度临界值H的边界区域则不扣分；将对比度满分值I减去所有边界区域的扣分之和，得到边界显著性分数。2.根据权利要求1所述的图像前景和背景边界显著性评估方法，其特征在于：所述边界定位包括：将原始图像进行长、宽等比例缩放，缩放至列宽为某个像素的图像；创建两个与缩放后图像相同大小的二维矩阵，分别记为MIV和MIBQ，对MIV和MIBQ中的每个元素进行初始化；其中，MIV用于标示图像确定背景信息，MIBQ用于标示图像方块是否在背景队列Q中；设定确定为背景的若干点，以这些点为起点的4*4像素的方块区域集合作为边界寻找的背景队列Q的初始值，并将MIBQ相应的点设为特定值J，以标示该点已在背景队列Q中；对背景队列Q进行入队、出队操作。3.根据权利要求2所述的图像前景和背景边界显著性评估方法，其特征在于：所述对背景队列Q进行入队、出队操作，具体包括：计算背景队列Q首元素q的4*4像素的方块区域的R/G/B均值向量，记为a；分别计算首元素q的4*4像素的方块区域的上、下、左、右、左上、左下、右上、右下这八个邻域的4*4像素方块区域的R/G/B的均值，记为b；计算a-b的R/G/B的绝对值之和，记为sum，若sum小于或等于预设值L，且邻域的点不在背景队列Q中，则将该邻域的左上角顶点加入背景队列Q，并将该点在MIBQ中的值设为特定值J，以标示该点已在背景队列Q中；其中，所述邻域的点不在背景队列Q中是指邻域的点在MIBQ中的值为初始化的值；首元素q出队，并将首元素q的4*4像素的方块区域在MIV中相应的点设为特定值K，以标示入过背景队列Q。4.根据权利要求3所述的图像前景和背景边界显著性评估方法，其特征在于：所述首元素q的4*4像素的方块区域的上、下、左、右、左上、左下、右上、右下这八个邻域中，若存在邻域在MIV中相应点的值为特定值K，则表示该邻域曾入过背景队列Q，跳过此邻域。5.根据权利要求1所述的图像前景和背景边界显著性评估方法，其特征在于：所述将对比度值bc小于对比度临界值H的边界区域进行扣分，如下式： m a r k i n g = 10 * ( 60 b c - 30 - 1 ) ]]>所述将对比度满分值I减去所有边界区域的扣分之和，如下式：score＝I-∑marking其中，score为边界显著性分数，当计算得到的score<0时，将score设为0。6.根据权利要求1所述的图像前景和背景边界显著性评估方法，其特征在于：所述将对比度值bc小于对比度临界值H的边界区域进行扣分，如下式： M = m a r k i n g * Σ [ 1 + Σ ( H - b c 40 ) 2 ( Δ s ) 2 + 1 ] ]]>其中，Δs＝∑(|Δx|+|Δy|)，Δs为每个低对比度边界到其他低对比度边界距离的度量，|Δx|、|Δy|分别表示与其他低对比度边界的行距和列距；所述将对比度满分值I减去所有边界区域的扣分之和，如下式：score＝I-∑M其中，score为边界显著性分数，当计算得到的score<0时，将score设为0。7.图像前景和背景边界显著性评估系统，其特征在于：所述系统包括边界定位模块、边界对比度计算模块以及边界显著性评分模块；所述边界对比度计算模块包括：边界区域寻找单元，用于从边界...

【专利技术属性】
技术研发人员：易焕银，叶燕妮，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：广州市幸福网络技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44