图像分割的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种图像分割的方法和装置，用以解决现有技术中的图像分割方法效率不高的问题。该方法包括：对输入图像进行下采样，得到预处理图像；按照预处理图像建立图像数据模型；通过对图像数据模型的计算确定目标图像的边缘轮廓；利用边缘轮廓在预处理图像中的位置确定目标图像在输入图像的位置；按照目标图像在输入图像的位置提取目标图像。采用本发明专利技术的技术方案，有助于减少图像分割过程的计算量，从而提高图像分割的速度，有效节省分割时间。

【技术实现步骤摘要】
图像分割的方法与装置
本专利技术涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像分割的方法与装置。
技术介绍
在数字图像应用过程中，人们往往只对一幅图像中的某些部分感兴趣，这些感兴趣的部分一般对应图像中特定的、具有特殊性质的区域，称之为目标图像或前景；而其它部分称为图像的背景。为了辨识和分析目标图像，需要把目标图像从原始图像中分割出来，从而对目标图像进行后期处理。在图像、视频中提取所需目标图像，是对图像、视频进行编辑、修改、制作的前提。目前已有多种图像分割的方法：MagicWand法，通过用户指定的点或者区域计算出一个像素相互连接组成的区域，在该区域中像素满足用户指定区域处的颜色统计的某个范围内，用户交互简单，但是计算合适的颜色统计结果容许范围较为困难，导致分割出的目标图像质量不高。IntelligentScissors法，通过用户鼠标移动确定初始的轮廓，然后利用求取最小消耗的方法求取较精确边界，但是用户交互较为复杂，需要用户进行大量的操作。GraphCut法，在图像分割领域引入了图论中的思想，将图像分割问题转化为图论中的最大流-最小割问题，通过求解方程得到分割结果。此外，这种方法利用的是图像灰度直方图信息，对于彩色图像，只能将图像首先转换为灰度图像后进行处理，无法利用图像的颜色信息从而降低了结果的准确性。GrabCut法，这种方法是对Graphcuts算法的改进，具有分割精度高，交互式操作少的优点，并将分割从灰度图像推广到了彩色图像领域。该方法利用了图像中的纹理(颜色)信息和边界(反差)信息，只要少量的用户交互操作即可得到比较好的分割结果，另外在对图像进行建模时采用混合高斯模型代替了灰度直方图，从而可以直接利用图像中包含更多信息的RGB颜色数据得到更准确的数据。在现有技术中，MagicWand法和IntelligentScissors法因为其明显的局限性导致使用范围较小，GrabCut法作为GraphCut法的改进，因其步骤少，分割精度高的特点应用越来越广。但是GrabCut法的效率不高，对于实时性要求较高的用户来说，时间消耗过长。针对现有技术中存在的图像分割方法效率不高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种图像分割的方法和装置，以解决现有技术中的图像分割方法效率不高的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种图像分割的方法。该方法包括：对输入图像进行下采样，得到预处理图像；按照上述预处理图像建立图像数据模型；通过对图像数据模型的计算确定目标图像的边缘轮廓；利用边缘轮廓在预处理图像中的位置确定目标图像在输入图像的位置；按照目标图像在输入图像的位置提取目标图像。进一步地，在对输入图像进行下采样之前，该方法还包括：获取用户划定的包含目标图像的图像区域；在得到预处理图像之后还包括：计算包含目标图像的图像区域在预处理图像中的对应区域；以对应区域为中心形成取样区域；按照预处理图像建立图像数据模型包括：按照预处理图像的取样区域内的图像部分建立图像数据模型。进一步地，用户划定的包含目标图像的图像区域为矩形。进一步地，利用边缘轮廓在预处理图像中的位置确定目标图像在输入图像的位置包括：对预处理图像进行上采样，得到与输入图像大小相同的对应图像；根据边缘轮廓在对应图像中的位置确定目标图像在输入图像的位置。进一步地，按照预处理图像建立图像数据模型包括：按照预处理图像建立高斯混合GMM彩色图像数据模型；通过对图像数据模型的计算确定目标图像的边缘轮廓包括：使用GrabCut算法对GMM彩色图像数据模型计算得到目标图像的边缘轮廓。进一步地，对输入图像进行下采样使用下列任一种方式进行：邻域平均、像素分除、或像素抽选。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种图像分割的装置，该装置包括：下采样模块，用于对输入图像进行下采样，得到预处理图像；建模模块，用于按照预处理图像建立图像数据模型；轮廓提取模块，用于通过对图像数据模型的计算确定目标图像的边缘轮廓；位置确定模块，用于利用边缘轮廓在预处理图像中的位置确定目标图像在输入图像的位置；目标图像提取模块，用于按照目标图像在输入图像的位置提取目标图像。进一步地，上述图像分割的装置还包括：获取模块，用于获取用户划定的包含目标图像的图像区域；区域对应模块，用于计算包含目标图像的图像区域在预处理图像中的对应区域；取样区域形成模块，用于以对应区域为中心形成取样区域；建模模块，还用于按照预处理图像的取样区域内的图像部分建立图像数据模型。进一步地，建模模块还用于：按照预处理图像建立高斯混合GMM彩色图像数据模型；轮廓提取模块还用于：使用GrabCut算法对GMM彩色图像数据模型计算得到目标图像的边缘轮廓。根据本专利技术的技术方案，对输入图像进行下采样后，建立数据模型，计算提取目标图像，有助于减少图像分割过程的计算量，从而提高图像分割的速度，有效地节省分割时间。附图说明说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据本专利技术第一实施例的图像分割的方法的示意图；图2是根据本专利技术第二实施例的图像分割的方法的示意图；图3A是根据本专利技术第二实施例的分割图像方法的输入图像；图3B是根据本专利技术第二实施例的分割图像方法的包含目标图像的矩形区域的示意图；图3C是根据本专利技术第二实施例的分割图像方法的分割出的目标图像的效果图；图4是根据本专利技术实施例的图像分割的装置的示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。图1是根据本专利技术第一实施例的图像分割的方法的示意图，如图1所示，该方法主要包括如下步骤：步骤S11：对输入图像进行下采样，得到预处理图像；步骤S13：按照预处理图像建立图像数据模型；步骤S15：通过对图像数据模型的计算确定目标图像的边缘轮廓；步骤S17：利用边缘轮廓在预处理图像中的位置确定目标图像在输入图像的位置；步骤S19：按照目标图像在输入图像的位置提取目标图像。步骤S11中，对图像下采样可以降低图像的分辨率，现有技术中图像下采样技术用于对图像进行存储、传输对图像大小有要求的领域。对图像进行下采样的具体算法可以采用多种方式，比如邻域平均、像素分除、或像素抽选。邻域平均是将划分好的区域内的像素的数据进行平均，将该平均数据作为一个新的像素，按照原来区域的排列顺序重新进行排列，以得到新的图像。像素分除是按照一定的算法去除图像中的某些像素，将剩余像素重新排列，已得到新的图像。像素抽选与像素分除相类似，是按照一定的算法选取图像中的某些像素，重新进行排列，得到新的图像。经过下采样得到的预处理图像在尽量保持输入图像的视觉质量的情况下，压缩了图像的大小，减小了图像的数据量。根据步骤S11中得出的预处理图像进行图像分割可以大大减小数据模型建立和图像分割中的计算量，而且可以提高某些图像分割算法的效果。为进一步减少计算量，第一实施例的图像分割的方法在步骤S11之前还可以包括：获取用户划定的包含目标图像的图像区域，在步骤S11之后，计算包含目标图像的图像区域在预处理图像中的对应区域；以对应区域为中心形成取样区域；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像分割的方法，其特征在于，包括：对输入图像进行下采样，得到预处理图像；按照所述预处理图像建立图像数据模型；通过对所述图像数据模型的计算确定目标图像的边缘轮廓；利用所述边缘轮廓在所述预处理图像中的位置确定所述目标图像在输入图像的位置；按照所述目标图像在输入图像的位置提取所述目标图像。

【技术特征摘要】
1.一种图像分割的方法，其特征在于，包括：对输入图像进行下采样，得到预处理图像；按照所述预处理图像建立图像数据模型；通过对所述图像数据模型的计算确定目标图像的边缘轮廓；利用所述边缘轮廓在所述预处理图像中的位置确定所述目标图像在输入图像的位置；按照所述目标图像在输入图像的位置提取所述目标图像；所述对输入图像进行下采样之前还包括：获取用户划定的包含目标图像的图像区域；所述得到预处理图像之后还包括：计算所述包含目标图像的图像区域在所述预处理图像中的对应区域；以所述对应区域为中心形成取样区域，其中，对应区域为中心形成取样区域的具体方式包括：将对应区域等比例的扩大，或者预先规定大小的取样区域；所述按照所述预处理图像建立图像数据模型包括：按照预处理图像的取样区域内的图像部分建立图像数据模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户划定的包含目标图像的图像区域为矩形。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述边缘轮廓在所述预处理图像中的位置确定所述目标图像在输入图像的位置包括：对所述预处理图像进行上采样，得到与输入图像大小相同的对应图像；根据所述边缘轮廓在所述对应图像中的位置确定所述目标图像在输入图像的位置。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述按照所述预处理图像建立图像数据模型包括：按照所述预处理图像建立高斯混合GMM彩色图像数据模型；所述通过对所述图像数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：石坤，杨铀，
申请(专利权)人：北京数码视讯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：