[发明专利]图像处理设备和方法,以及成像设备和方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及图像分割技术。更具体地说，本发明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。 

背景技术

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。 

发明内容

根据本发明的一个方面，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S_T和S_W决定的评估值，其中，所述窗口中包含多个像素，S_T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，S_W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。 

根据本发明的一个方面，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。 

根据本发明的另一个方面，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S_T和S_W决定的评估值，其中，所述窗口中包含多个像素，S_T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，S_W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。