图像处理设备和方法,以及成像设备和方法技术

本发明专利技术公开了一种图像处理设备和方法，以及成像设备和方法。图像进行颜色聚类以将像素划分为类。接收通过指点操作输入的对象信息，其指定数字图像上相应于目标对象的局部区域。确定分别具有预定轮廓的包含局部区域的初始区域。通过活动轮廓方法以每个初始区域的轮廓为初始轮廓来计算演变轮廓，以逼近对象边界。针对包含初始轮廓和演变轮廓的候选轮廓中的每个上的多个像素中的每个像素，通过使用以该像素为中心的窗口来计算所述像素的由ST和SW决定的评估值。根据评估值，估计每个候选轮廓与对象边界的接近程度。根据至少基于接近程度以及候选区域与局部区域的几何中心的距离的预定边界评价准则，选择具有最优评价的候选轮廓的相应区域作为对象区域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及图像分割技术。更具体地说，本专利技术的实施例涉及一种允许从图像中分割出感兴趣的对象区域的图像处理设备、图像处理方法、成像设备和成像方法。
技术介绍
现有的图像分割方法基本上可以分为全自动和半自动两类。全自动的图像分割方法不需要人工输入任何关于图像中的区域位置的信息，自动地将图像分割为若干个互不交叠的连通区域。半自动的方法则在人工输入的位置信息的基础上进行分割，得到图像中感兴趣的对象区域。例如，在半自动图像分割方法中，可以事先人工输入对象区域的部分位置和非对象区域的部分位置、对象区域的外接矩形、对象区域的中心点的位置等，然后自动完成分割过程、给出分割结果。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种图像处理方法，用于确定数字图像中的目标对象区域，包括对数字图像进行颜色聚类以将所述数字图像中的像素划分到相应的类中；接收通过指点操作输入的对象信息，所述对象信息指定所述数字图像上相应于目标对象的局部区域；在所述数字图像中确定分别具有预定轮廓的包含所述局部区域的一个或多个初始区域；通过活动轮廓方法以每个所述初始区域的轮廓为初始轮廓来计算至少一个演变轮廓，以逼近对象边界；针对包含初始轮廓和演变轮廓的候选轮廓中的每个上的多个像素中的每个像素，通过使用以所述像素为中心的窗口来计算所述像素的由St和Sw决定的评估值，其中，所述窗口中包含多个像素，St是所述窗口中各像素的位置与这些像素的平均位置的距离的统计值，Sw是所述窗口中各像素的位置与这些像素的类平均位置的距离的统计值，其中每个像素的类平均位置是所述窗口中与所述像素属于相同类的所有像素的平均位置；根据针对每个所述候选轮廓计算的评估值，估计所述候选轮廓与对象边界的接近程度；和根据至少基于所述接近程度以及所述候选轮廓的相应区域的几何中心与所述局部区域的几何中心的距离的预定边界评价准则，选择具有最优评价的候选轮廓的相应区域作为对象区域。根据本专利技术的一个方面，提供一种图像处理方法，用于确定数字图像中的目标对象区域，包括接收通过指点操作输入的对象信息，所述对象信息指定数字图像上相应于目标对象的局部区域；根据所述局部区域中像素的颜色值建立前景颜色统计模型；在所述数字图像中确定分别具有预定轮廓的包含所述局部区域的一个或多个初始区域；通过活动轮廓方法以每个所述初始区域的轮廓为初始轮廓来计算至少一个演变轮廓，以逼近对象边界；计算包含初始轮廓和演变轮廓的候选轮廓中的每个的相应区域内的部分或全部像素与所述前景颜色统计模型的前景吻合度；和根据至少基于所述前景吻合度以及所述候选轮廓的相应区域的几何中心与所述局部区域的几何中心的距离的预定边界评价准则，选择具有最优评价的候选轮廓的相应区域作为对象区域。根据本专利技术的另一个方面，提供一种图像处理设备，用于确定数字图像中的目标对象区域，包括聚类装置，其对数字图像进行颜色聚类以将所述数字图像中的像素划分到相应的类中；输入装置，其接收通过指点操作输入的对象信息，所述对象信息指定所述数字图像上相应于目标对象的局部区域；区域形成装置，其在所述数字图像中确定分别具有预定轮廓的包含所述局部区域的一个或多个初始区域，并且通过活动轮廓方法以每个所述初始区域的轮廓为初始轮廓来计算至少一个演变轮廓，以逼近对象边界；接近程度计算装置，其针对包含初始轮廓和演变轮廓的候选轮廓中的每个上的多个像素中的每个像素，通过使用以所述像素为中心的窗口来计算所述像素的由31和Sw决定的评估值，其中，所述窗口中包含多个像素，St是所述窗口中各像素的位置与这些像素的平均位置的距离的统计值，Sff是所述窗口中各像素的位置与这些像素的类平均位置的距离的统计值，其中每个像素的类平均位置是所述窗口中与所述像素属于相同类的所有像素的平均位置，并且根据针对每个所述候选轮廓计算的评估值，估计所述候选轮廓与对象边界的接近程度；和判断装置，其根据至少基于所述接近程度以及所述候选轮廓的相应区域的几何中心与所述局部区域的几何中心的距离的预定边界评价准则，选择具有最优评价的候选轮廓的相应区域作为对象区域。根据本专利技术的另一个方面，提供一种图像处理设备，用于确定数字图像中的目标对象区域，包括输入装置，其接收通过指点操作输入的对象信息，所述对象信息指定数字图像上相应于目标对象的局部区域；模型计算装置，其根据所述局部区域中像素的颜色值建立前景颜色统计模型；区域形成装置，其在所述数字图像中确定分别具有预定轮廓的包含所述局部区域的一个或多个初始区域，并且通过活动轮廓方法以每个所述初始区域的轮廓为初始轮廓来计算至少一个演变轮廓，以逼近对象边界；吻合度计算装置，其计算包含初始轮廓和演变轮廓的候选轮廓中的每个的相应区域内的部分或全部像素与所述前景颜色统计模型的前景吻合度；和判断装置，其根据至少基于所述前景吻合度以及所述候选轮廓的相应区域的几何中心与所述局部区域的几何中心的距离的预定边界评价准则，选择具有最优评价的候选轮廓的相应区域作为对象区域。根据本专利技术的另一个方面，提供一种成像方法，包括把通过光学系统捕获的光学图像转换为数字图像；通过上述图像处理方法来确定对象区域；和根据当前拍摄模式针对所述对象区域指示的对象来控制所述成像设备进行拍摄。根据本专利技术的另一个方面，提供一种成像设备，包括成像装置，其把通过光学系统捕获的光学图像转换为数字图像；显示装置，其显示所述数字图像；上述图像处理设备；和控制装置，其根据当前拍摄模式针对所述图像处理设备确定的对象区域指示的对象来控制所述成像设备进行拍摄。根据本专利技术的各个方面，可以输入有关感兴趣的对象区域的位置信息，即局部区域。根据输入的局部区域，可以假设包含局部区域的初始区域包含有对象的部分或全部，即假设这些初始区域是对象区域。通过轮廓演变能够使得初始区域的轮廓逐步接近真实对象边界。这允许在输入的局部区域信息不充分、不准确的情况下分割出准确的对象区域。把初始轮廓和演变轮廓作为候选轮廓来考虑。可以通过估计候选轮廓上的像素与对象区域边界的接近程度，或通过估计候选轮廓的相应区域内的部分或全部像素与所述前景颜色统计模型的前景吻合度，根据所估计的接近程度和相应区域几何中心与局部区域几何中心的距离，或根据所估计的前景吻合度和相应区域几何中心与局部区域几何中心的距离，来判断候选区域是对象区域的可能性。这种评价的计算复杂度较低，因而能够提高对象区域分割的处理速度。附图说明参照下面结合附图对本专利技术实施例的说明，会更加容易地理解本专利技术的以上和其它目的、特点和优点。在附图中，相同的或对应的技术特征或部件将采用相同或对应的附图标记来表示。在附图中不必依照比例绘制出单元的尺寸和相对位置。图1是描述根据本专利技术一个实施例的图像处理设备的示例结构的方框图。图2A、图2B、图2C和图2D是分别描述轮廓、几何中心的位置、大小和旋转角度存在差异的初始区域的例子的示意图。图3是描述轮廓上相邻的像素的方位角的间隔基本相同的情形的一个例子的示意图。图4是描述根据本专利技术一个实施例的图像处理方法的示例过程的流程图。图5是描述根据本专利技术一个实施例的图像处理设备的示例结构的方框图。图6是描述根据本专利技术一个实施例的图像处理方法的示例过程的流程图。图7是描述根据本专利技术一个实施例的图像处理设备的示例结构的方框图。图8是描述根据本专利技术一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像处理方法，用于确定数字图像中的目标对象区域，包括：对数字图像进行颜色聚类以将所述数字图像中的像素划分到相应的类中；接收通过指点操作输入的对象信息，所述对象信息指定所述数字图像上相应于目标对象的局部区域；在所述数字图像中确定分别具有预定轮廓的包含所述局部区域的一个或多个初始区域；通过活动轮廓方法以每个所述初始区域的轮廓为初始轮廓来计算至少一个演变轮廓，以逼近对象边界；针对包含所述初始轮廓和所述演变轮廓的候选轮廓中的每个上的多个像素中的每个像素，通过使用以所述像素为中心的窗口来计算所述像素的由ST和SW决定的评估值，其中，所述窗口中包含多个像素，ST是所述窗口中各像素的位置与这些像素的平均位置的距离的统计值，SW是所述窗口中各像素的位置与这些像素的类平均位置的距离的统计值，其中每个像素的类平均位置是所述窗口中与所述像素属于相同类的所有像素的平均位置；根据针对每个所述候选轮廓计算的评估值，估计所述候选轮廓与对象边界的接近程度；和根据至少基于所述接近程度以及所述候选轮廓的相应区域的几何中心与所述局部区域的几何中心的距离的预定边界评价准则，选择具有最优评价的候选轮廓的相应区域作为对象区域。...

【技术特征摘要】
1.ー种图像处理方法，用于确定数字图像中的目标对象区域，包括 对数字图像进行顔色聚类以将所述数字图像中的像素划分到相应的类中； 接收通过指点操作输入的对象信息，所述对象信息指定所述数字图像上相应于目标对象的局部区域； 在所述数字图像中确定分别具有预定轮廓的包含所述局部区域的一个或多个初始区域； 通过活动轮廓方法以姆个所述初始区域的轮廓为初始轮廓来计算至少ー个演变轮廓，以逼近对象边界； 针对包含所述初始轮廓和所述演变轮廓的候选轮廓中的每个上的多个像素中的每个像素，通过使用以所述像素为中心的窗ロ来计算所述像素的由St和Sw決定的评估值，其中，所述窗口中包含多个像素，St是所述窗口中各像素的位置与这些像素的平均位置的距离的统计值，Sw是所述窗口中各像素的位置与这些像素的类平均位置的距离的统计值，其中每个像素的类平均位置是所述窗口中与所述像素属于相同类的所有像素的平均位置； 根据针对每个所述候选轮廓计算的评估值，估计所述候选轮廓与对象边界的接近程度；和 根据至少基于所述接近程度以及所述候选轮廓的相应区域的几何中心与所述局部区域的几何中心的距离的预定边界评价准则，选择具有最优评价的候选轮廓的相应区域作为对象区域。2.如权利要求1所述的图像处理方法，还包括 根据所述局部区域中像素的颜色值建立前景顔色统计模型；和 计算每个所述候选轮廓的相应区域内的部分或全部像素与所述前景顔色统计模型的前景吻合度， 其中所述预定边界评价准则还基于所述前景吻合度。3.如权利要求2所述的图像处理方法，还包括 根据靠近所述数字图像边界且处于所述局部区域外的像素的颜色值建立背景颜色统计模型；和 计算每个所述候选轮廓的相应区域外的部分或全部像素与所述背景顔色统计模型的背景吻合度， 其中所述预定边界评价准则还基于所述背景吻合度。4.如权利要求1所述的图像处理方法，其中在所述数字图像中，每个所述初始区域的几何中心与所述局部区域的几何中心的偏差在预定范围内。5.如权利要求1所述的图像处理方法，其中所述初始区域之间的差异包括下述方面中的ー个或多个轮廓形状、几何中心的位置、大小和旋转角度。6.如权利要求1所述的图像处理方法，其中所述预定轮廓包括多边形轮廓和椭圆轮廓之一或全部。7.如权利要求1所述的图像处理方法，其中所述评估值的计算包括提取所述候选轮廓上的部分像素作为所述多个像素，其中所述多个像素基本上反映所述候选轮廓在平面上的分布。8.如权利要求7所述的图像处理方法，其中对较长的候选轮廓采用较低的像素采样率，或者 在以所述候选轮廓的相应区域的几何中心为原点的情况下，所述多个像素中在所述候选轮廓上相邻的像素的方位角的间隔基本相同。9.如权利要求1所述的图像处理方法，其中通过触摸屏接收所述对象信息。10.ー种图像处理方法，用于确定数字图像中的目标对象区域，包括 接收通过指点操作输入的对象信息，所述对象信息指定数字图像上相应于目标对象的局部区域； 根据所述局部区域中像素的颜色值建立前景顔色统计模型； 在所述数字图像中确定分别具有预定轮廓的包含所述局部区域的一个或多个初始区域； 通过活动轮廓方法以姆个所述初始区域的轮廓为初始轮廓来计算至少ー个演变轮廓，以逼近对象边界； 计算包含所述初始轮廓和所述演变轮廓的候选轮廓中的每个的相应区域内的部分或全部像素与所述前景顔色统计模型的前景吻合度；和 根据至少基于所述前景吻合度以及所述候选轮廓的相应区域的几何中心与所述局部区域的几何中心的距离的预定边界评价准则，选择具有最优评价的候选轮廓的相应区域作为对象区域。11.ー种图像处理设备，用于确定数字图像中的目标对象区域，包括 聚类装置，其对数字图像进行顔色聚类以将所述数字图像中的像素划分到相应的类中； 输入装置，其接收通过指点操作输入的对象信息，所述对象信息指定所述数字图像上相应于目标对象的局部区域； 区域形成装置，其在所述数字图像中确定分别具有预定轮廓的包含所述局部区域的一个或多个初始区域，并且通过活动轮廓方法以姆个所述初始区域的轮廓为初始轮廓来计算至少ー...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩博，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：