[发明专利]基于块相似性的交互式图像分割方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，特别是涉及图像分割方法，可用于国防军情监控、环境变化评估、天文影像、医学影像等领域的自然图像分割。

背景技术

图像分割是人们根据需要将图像划分为有意义的若干区域或部分的图像处理技术，是图像处理研究的热点问题。一副图像往往包含不同的部分，如物体，环境，背景等，这些部分中有人们比较感兴趣的区域，因此，把图像分割成若干部分，利用子图像的特征及其之间的关系来描述图像，对于图像的进一步分析有着很重要的作用。

按照在分割过程中用户是否参与，可将图像分割分为交互式图像分割和非交互式图像分割两种类型。交互式图像分割一般针对的是图像前景与背景的分割，交互式操作带给了它们分割中所需要的图像先验信息，而非交互式图像分割没有用户的参与，它是给定一幅图像，算法自动完成整个分割，分割效果较差。2007年Alexis Protiere和Guillermo Sapiro提出基于Gabor特征的交互式图像分割，通过对图像做Gabor滤波，提取滤波后各个子带的窗口能量特征，对各个子带能量特征进行高斯建模，得到各像素点属于前景和背景的权值概率矩阵，最后，把权值概率矩阵看作有向带权图，图像列化坐标值作为顶点值，权值概率矩阵中对应的权值作为边的权，将图像分割问题转化为所有像素点到前景与背景的标记像素点的最短路径问题，根据得到的最短路径将图像分为两类。

基于Gabor特征的交互式图像分割，它考虑了图像各个像素点Gabor特征信息的相似性，对于合成纹理图像的分割比较准确，自然图像虽然也有一定的效果，但是对于纹理信息不是很强的自然图像来说，Gabor特征并不能很好地反映图像像素点之间的相似信息，导致分割结果不准确，并且背景的干扰比较大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提出了基于块相似性的交互式图像分割方法，以准确的反映图像像素点之间的相似信息，提高分割结果的一致性，减小背景干扰。

为实现上述目的，本发明包括如下步骤：

(1)假设输入待分割图像服从马尔科夫分布，构建出待分割图像中像素点与背景和前景的权值概率公式p(x_i|x_j)：

p(xi|xj)=1Zxi-xjexp(-||xi-xj||224σxi2),]]>

其中，x_i为待处理的像素点，x_j为以x_i为中心的相似窗口内其余各像素点，为归一化因子，为像素点x_i与像素点x_j之间的欧式距离，为以像素点x_i为中心的块方差；

(2)输入待分割图像的前景与背景标记图像，在得到的权值概率公式中引入图像块的大小，对待分割图像的亮度信息进行块信息相似性分析，得到待处理像素点x_i属于待处理像素点x_i与前景标记点的权值概率pf(x_i)及背景标记点的权值概率pb(x_i)：