[发明专利]主颜色提取装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像/视频的分割、检索和分析领域，更具体地，涉 及一种在特定颜色空间中的直方图上对图像进行主颜色提取的主 颜色提取装置和方法。

背景技术

可以人为视觉上容易理解以非常低的分辨率示出的图像/视频 的内容及其细节的这种现象表示大的均匀着色区域是图像/视频分 析的必要特征。这些特征通常被描述为主颜色或主颜色区域。主颜 色(dominant color，简称为DC)被限定为一组类似的颜色，这组 相似颜色对应的像素在图像或视频分割(的特定区域)中占有相当 大的比例。DC提取可用于许多应用中，诸如图像分割、视频(当 时的)分割、图像/视频检索等。

所谓图像或者视频片断中的某一主颜色指的是一簇相近的颜 色，或者说是颜色空间中的一个连续的范围，其中，这些颜色对应 的像素在输入的图像或者视频片段的所有像素中占有较大的比例， 其比例大于某一设定的阈值。

根据上述定义，主颜色提取的首要问题是如何将输入的所有颜 色分为若干类，或者说根据输入像素在颜色空间中的分布，将整个 颜色空间划分为若干个区域。这可以看作是一个颜色直方图中的聚 类问题。

目前，已对DC提取技术进行了广泛的研究。在现有技术中， 采用的聚类方法包括全局峰值点(相对阈值法)、局部峰值点(固 定范围法)、预先模型训练、K均值、在线K均值、期望最大化、 增量期望最大化、广义Lloyd算法、均值移动等等。从应用的角度 来看，现有的这些技术可以分别两类：一类是预先对主颜色的分布 特性有足够的了解，根据先验知识构造主颜色的“模型”，然后在 主颜色提取过程中使用此“模型”；另一类是不需要预先知晓主颜 色的分布特性，采用统一的方案便可以提取各种类型的主颜色。

在D.Zhong和S.-F.Chang的“Real-time view recognition and event detection for sports video”，Journal of Visual Communication- and Image Representation，vol.15，no.3，pp.330-347，2004中，利用拍 摄于不同场地条件的网球比赛视频，用K均值算法学习得到若干个 网球场地主颜色的模型。对一个待处理的网球视频，通过用各个模 型分别与视频的初始部分进行匹配以选择出适合此视频的主颜色 模型。

在L.-Y.Duan和M.Xu等人的“Semantic Shot Classification in Sports Video，Proc.SPIE Storage and Retrieval for Media Databases”， pp.300-313，2003中，采用高斯混合模型(Gaussian Mixture Model) 来描述足球视频中场地主颜色在直方图中的分布，并采用在线K均 值算法来训练高斯混合模型，这样，主颜色对应的高斯模型就会由 于比重较大而一直被保留下来。

在A.Ekin和A.M.Tekalp等人的“Automatic soccer video analysis and summarization”，IEEE Trans，Image Processing，vol.12， no.7，pp.796-807，2003中，首先在一维的色度(Hue)直方图上搜 索最大值，然后以此为中心，向左右分别搜索，找到频度值小于最 大值一定比例的位置。左右两位置之间的颜色被认为是足球比赛视 频中的场地主颜色。

在L.Xie和P.Xu等人的“Structure analysis of soccer video with domain knowledge and hidden Markov models，Pattern Recognition Letters”，vol.25，no.7，pp.767-775，2004中，足球视频场地主颜色 提取也是在一维的色度(Hue)直方图上进行的，其认为主颜色在 色度直方图上符合正态分布，用从比赛开始阶段提取的样本学习正 态分布的参数，从而提取出主颜色。