一种基于旋转拍摄图像前背景自动分离方法技术

本发明专利技术属于数字图像处理技术领域，具体涉及一种基于旋转拍摄图像前背景自动分离方法，S1、采集基于旋转拍摄的连续图像序列数据；S2、根据邻近图像中变化的部分来进行图像前景和背景的初步标记；S3、采用图论的方法对图像中初步标记的前景和背景进行精确的分割。本发明专利技术主要解决基于旋转拍摄的图像前背景分离的问题，解决基于转台的多角度物体展示、三维建模等应用中背景剔除或抠图问题。该方法实现起来简单、高效且自动化程度高，只需要输入采集的连续图像，就可以实现图像前背景的自动分离，节约大量人力成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于旋转拍摄图像前背景自动分离方法
本专利技术属于数字图像处理
，具体涉及一种基于旋转拍摄图像前背景自动分离方法。
技术介绍
图像前背景分离实际是一个图像的二值标记问题，由于图像前背景分离技术是针对图像中感兴趣的任意部分，所以不同程度的人工交互、不同的先验信息、对自然图像中各种特性的不同假设和不同类型的约束条件都可以做出完全不同的分离结果，因此图像前背景分离是图像理解、模式识别和计算机视觉领域中一个重要而又困难的问题。目前，前背景分离技术己经广泛地应用于目标识别、数字图像与视频的制作、基于图像的三维建模等领域。而且一般在进行分离之前，需要大概指定出图像的哪些区域属于前景，哪些区域属于背景，而这一步操作大多数情况是由人工干预进行指定的，这样既费时又费力，为了提高效率实现自动化，急需出现一种完全自动化的图像前背景分离技术。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于旋转拍摄图像前背景自动分离方法，本专利技术主要解决基于旋转拍摄的图像前背景分离的问题。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：一种基于旋转拍摄图像前背景自动分离方法，其特征在于：S1、采集基于旋转拍摄的连续图像序列数据；S2、根据邻近图像中变化的部分来进行图像前景和背景的初步标记；S3、采用图论的方法对图像中初步标记的前景和背景进行精确的分割。进一步地、所述S1中的旋转拍摄采用旋转拍摄装置，所述旋转拍摄装置包括用于拍摄目标对象的图像采集设备和用于自旋转的转台，所述图像采集设备通过固定支架固定，所述目标对象放置在转台上。进一步地、所述S1中目标对象连续图像序列的拍摄：1)将图像采集设备安装于固定支架上，并把待拍摄目标对象置于转台之上；2)根据所使用的图像采集设备的镜头焦距的大小以及待拍摄目标对象的尺寸，调整图像采集设备与转台之间的距离以及角度，保证待拍摄的目标对象在像幅里面处于中间位置；3)通过旋转转台，并同时采用图像采集设备拍摄目标对象不同角度的连续图像序列。进一步地、所述S2中将变化的部分标记为前景，反之标记为背景。进一步地、所述S2具体包括以下步骤：1)按照数据采集的先后顺序选取两张邻近的图像组成图像对；2)计算图像对中相同位置处像素对的相似性,得到图像该位置处像素的相似性值；3)把图像中每个像素的相似性值与预先设定的阈值范围进行对比，大于设定阈值范围的标记为背景，小于设定阈值范围的标记为前景，位于设定阈值范围内的为待分割区域，最后得到标记后的图像。进一步地、所述步骤1)之前先对图像进行降采样处理。进一步地、所述S3具体包括以下步骤：1)确定图像在图论中相邻结点之间边的权重；2)确定图像在图论中的结点与前景和背景之间的权重；3)通过步骤1)和2)的构建，形成了一个从前景到背景的连通图，再利用最大流最小割算法对连通图进行分割，将图像的所有区域分割为前景和背景两个部分。本专利技术的有益效果为：本专利技术主要解决旋转拍摄的图像前背景分离的问题，解决基于转台的多角度物体展示、三维建模等应用中背景剔除或抠图问题。该方法实现起来简单、高效且自动化程度高，只需要输入采集的连续图像，就可以实现图像前背景的自动分离，节约大量人力成本。附图说明图1是一种基于旋转拍摄图像前背景自动分离方法的流程示意图。图2是旋转拍摄装置的结构示意图。图中：1、图像采集设备，2、转台，3、固定支架，4、目标对象。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例和附图对本专利技术的技术方案做进一步的说明(如图1-2所示)。一种基于旋转拍摄图像前背景自动分离方法：S1、采集基于旋转拍摄的连续图像序列数据；为了获取所要拍摄的目标对象连续的图像序列，本专利技术在这里借助转台拍摄的思想，具体步骤如下：1)将相机、摄像机等图像采集设备1安装于固定支架3(例如三脚架或能够固定相机的装置)上，并把待拍摄目标对象4置于转台2之上；所述旋转拍摄采用旋转拍摄装置，所述旋转拍摄装置包括用于拍摄目标对象4的图像采集设备1和用于自旋转的转台2，所述图像采集设备1通过固定支架3固定，所述目标对象4放置在转台2上。2)根据所使用的图像采集设备1的镜头焦距的大小以及待拍摄目标对象的尺寸，调整图像采集设备1与转台2之间的距离以及角度，保证待拍摄的目标对象4在像幅里面处于中间位置。3)通过旋转转台2，并同时采用图像采集设备1拍摄目标对象4不同角度的连续图像序列(在图像拍摄间隙可以调整目标对象的自身位置)，这样就可以获取目标对象一系列的连续图像，图像数据采集过程如图1所示。S2、根据邻近图像中变化的部分来进行图像前景和背景的初步标记；一般情况下，图像前景和背景的粗略标记是通过人工判读的方法进行指定，这样既费时又费力，为了提高效率实现自动化，本申请利用图像序列中邻近图像之间的相似性自动的对图像前景和背景进行粗略标记。由S1所知，在利用转台2采集图像序列的过程中，由于相机和转台2之间的相对位置保持不变，所以采集的图像序列中图像的背景是不变的，只有图像中的目标对象4(前景)随着转台2的旋转在发生着变化，因此本申请根据检测邻近图像中变化的部分来进行图像前景和背景的自动标记，将变化的部分标记为前景，反之标记为背景，具体步骤如下：1)按照S1中数据采集的先后顺序选取两张邻近的图像组成图像对；按照数据采集的先后顺序选取目标图像Ii(i＝1，2，...，n)及其前一张图像Ii-1(当i＝1时，则取其后一张图像)组成图像对(Ii，Ii-1)，为了提高后续步骤的计算效率，这里可以选择对原始图像先进行降采样处理，以保证降采样后图像对(Ii，Ii-1)的像幅大小(高和宽)不超过设定的阈值。2)计算图像对中相同位置处像素对的相似性,得到图像该位置处像素的相似性值；计算图像对(Ii，Ii-1)中相同位置(m，n)处像素对的相似性，即计算目标图像Ii与图像Ii-1在像素(m，n)处颜色值之间的相似性，从而得到目标图像Ii在该像素处的相似性值这里可以通过计算像素对颜色值之差来进行表示，即3)把图像中每个像素的相似性值与该图像预先设定的阈值范围进行对比，大于设定阈值范围的标记为背景，小于设定阈值范围的标记为前景，位于设定阈值范围内的为待分割区域，最后得到标记后的图像；把目标图像Ii中每个像素p(m，n)的相似性值与设定的阈值范围[T1，T2]进行对比，如果相似性值大于设定的阈值T2，就表示像素p无变化并标记为背景(Sink)，反之，如果相似性值小于设定的阈值T1，则表示像素p发生了变化并标记为前景(Source)，相似性值介于T1与T2之间则表示该像素为待分割区域，这样就对目标图像Ii的前景和背景进行了初步的标记，得到标记后的目标图像所述阈值范围[T1，T2]可以通过统计目标图像Ii中所有像素相似性值的平均取值范围，其中设定小于T1的为前景，大于T2的为背景。S3、采用图论的方法对图像中初步标记的前景和背景进行精确的分割；根据步骤S2所述，可以初步标记目标图像Ii的前景和背景，并得到标记后的目标图像但是为了精确的分离并标记出图像Ii中前景和背景的边界，还需要采用图论的方法对目标图像中初步标记的前景和背景进行进一步的分割，具体步骤如下：1)确定目标图像在图论中相邻结点(像素)之间边的权重；统计目标图像中每个像素p(m，n)与其相邻像素q之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于旋转拍摄图像前背景自动分离方法，其特征在于：S1、采集基于旋转拍摄的连续图像序列数据；S2、根据邻近图像中变化的部分来进行图像前景和背景的初步标记；S3、采用图论的方法对图像中初步标记的前景和背景进行精确的分割。

【技术特征摘要】
1.一种基于旋转拍摄图像前背景自动分离方法，其特征在于：S1、采集基于旋转拍摄的连续图像序列数据；S2、根据邻近图像中变化的部分来进行图像前景和背景的初步标记；S3、采用图论的方法对图像中初步标记的前景和背景进行精确的分割。2.根据权利要求1所述的一种基于旋转拍摄图像前背景自动分离方法，其特征在于：所述S1中的旋转拍摄采用旋转拍摄装置，所述旋转拍摄装置包括用于拍摄目标对象的图像采集设备和用于自旋转的转台，所述图像采集设备通过固定支架固定，所述目标对象放置在转台上。3.根据权利要求2所述的一种基于旋转拍摄图像前背景自动分离方法，其特征在于：所述S1中目标对象连续图像序列的拍摄：1)将图像采集设备安装于固定支架上，并把待拍摄目标对象置于转台之上；2)根据所使用的图像采集设备的镜头焦距的大小以及待拍摄目标对象的尺寸，调整图像采集设备与转台之间的距离以及角度，保证待拍摄的目标对象在像幅里面处于中间位置；3)通过旋转转台，并同时采用图像采集设备拍摄目标对象不同角度的连续图像序列。4.根据权利要求1所述的一种基于旋转拍摄图像前背景自...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄先锋，张帆，杨冲，
申请(专利权)人：武汉大势智慧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42