[发明专利]基于邻域和非邻域平滑先验的图像前景精准提取方法

权利要求书

1.一种基于邻域和非邻域平滑先验的图像前景精准提取方法，其中，包括如下步骤：

步骤S100，标记输入图像中的前景区域、背景区域和未知区域；

步骤S200，对于输入图像的未知区域中的每一个像素，使用颜色采样方法初始化该像素属于前景的概率α值，并计算α值的置信度，对于其α值的置信度大于给定阀值的像素，采信该像素的α值，并将该像素标记为已知像素，并将前景区域中的每一个像素的α值设为一个最大值，而将背景区域中的每一个像素的α值设为一个最小值；

步骤S300，对于输入图像中的每一个像素，根据各像素的α值计算其数据项权重，并计算出每一个像素的邻域平滑约束项权重和非邻域平滑约束项权重，并根据这三种权重构建输入图像所有像素的整体图模型；

步骤S400，根据所有前景区域像素、背景区域像素和未知区域中已知像素的α值，在步骤S300的图模型的约束下，通过最小化能量方程解得每一个像素点属于前景的概率，得到掩像。

2.如权利要求1所述的基于邻域和非邻域平滑先验的图像前景精准提取方法，其中，在骤S100中，用户采用画笔式交互标记输入图像中的前景区域、背景区域和未知区域，或者用户输入一张三分图以将输入图像标记为前景区域、背景区域和未知区域。

3.如权利要求2所述的基于邻域和非邻域平滑先验的图像前景精准提取方法，其中，前景区域中的每一个像素的α值设为最大值1，背景区域中的每一个像素的α值设为最小值0。

4.根据权利要求2所述的基于邻域和非邻域平滑先验的图像前景精准提取方法，其中，在步骤S100中，用户采用画笔式交互标记前景区域、背景区域和未知区域包括：用户采用画笔标记图像的前景像素和背景像素，用白色画笔覆盖的像素为前景像素，用黑色画笔覆盖的像素为背景像素，其他像素为未知像素；

或者用户提供一张与输入图像相同尺寸的黑白灰三分图，白色区域所对应的输入图像的像素为前景像素，黑色区域所对应的输入图像的像素为背景像素，灰色区域所对应的输入图像的像素为未知像素。

5.根据权利要求1所述的基于邻域和非邻域平滑先验的图像前景精准提取方法，其中，在步骤S200中，计算未知区域中每一个像素属于前景的概率α值的方式如下：根据未知像素在输入图像上的位置，寻找其在输入图像上距离最近的k个前景像素F_i(i＝1～k)和k个背景像素B_j(j＝1～k)，每个前景像素和每个背景像素结成一对，组合成k²个前景背景点对F_i B_j，针对每一个前景背景点对计算一个α′值：

α′(C-Bj)(Fi-Bj)||Fi-Bj||2]]>

其中C为未知像素的颜色值，由此得到k²个α′值。

其中，再通过如下方法计算α′值的置信度：C-(α′F_i+(1-α′)B_j)＝d(F_i，B_j)，即根据未知像素颜色值C与基于α′值的估计颜色值α′F_i+(1-α′)B_j之差d(F_i，B_j)来计算置信度，由此得到k²个差值，差值越小，α′值置信度越高，选取其中置信度最高的α′值作为未知像素的α值，对应的置信度作为该未知像素的α值的置信度，若置信度大于阀值d，则采信其α值，并将该未知像素作为已知像素。