[发明专利]一种基于空间、颜色和中央偏置先验的概率超图构造方法

说明书

本发明提供了一种基于空间、颜色和中央偏置先验的概率超图构造方法，包括：将输入图像过分割成多个图像区域，计算各图像区域的特征，并将各个图像区域定义为概率超图的顶点；基于空间先验为每个顶点构造一条空间超边，基于颜色先验为每个顶点构造一条颜色超边，基于中央偏置先验为每个位于图像边缘的顶点构造一条中央偏置超边，超边中各顶点属于超边的概率等于顶点与质心点的特征相似度；超图中的超边是三种超边的集合，将超边权重定义为超边中各顶点属于超边概率的平方和。本发明充分考虑空间先验、颜色先验和中央偏置先验构造概率超图，能够有效描述复杂自然场景图像中各图像区域之间的复杂关系，有助于在复杂自然场景图像中进行显著目标检测。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种基于空间、颜色和中央偏置先验的概率超图构造方法。

背景技术

近些年，一些研究人员提出基于图的方法来对图像进行处理。这些方法用描述两两顶点之间二元关系的简单图来描述输入的图像。在一个简单图中，图像区域被定义为图的顶点，两个相近的图像区域进行相连作为图的边，而边权定义为顶点之间的相似度。简单图能够简洁方便地描述图像中包含的信息，在图像处理领域取得了一定的成果。

然而，使用简单图来描述图像区域之间的二元关系并不能描述出输入图像中的所有关键信息。除了图像区域之间的二元关系之外，多个图像区域之间的多元关系也非常重要。而超图能够很好地描述多个图像区域之间的多元关系。在超图当中，超边可以包含两个或两个以上的顶点，能够描述多个顶点之间的关系。但现有超图相关研究较少，尚不能描述复杂自然场景图像包含的关键信息。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于空间、颜色和中央偏置先验的概率超图构造方法，基于空间先验、颜色先验和中央偏置等三种图像先验知识构造概率超图，使之能够有效描述复杂自然场景图像包含的关键信息。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于空间、颜色和中央偏置先验的概率超图构造方法，包括如下步骤：

S1：将输入图像过分割成多个图像区域，计算各个图像区域的特征，并将各个图像区域定义为概率超图的顶点；

S2：基于空间先验，为每个顶点构造一条空间超边，这条空间超边以该顶点为质心点，包含该顶点以及与该顶点在空间上共享边的邻居顶点，超边中各顶点属于超边的概率等于顶点与质心点的特征相似度；

S3：基于颜色先验，为每个顶点构造一条颜色超边，这条颜色超边以该顶点为质心点，包含该顶点以及与其颜色相似的顶点，超边中各顶点属于超边的概率等于顶点与质心点的特征相似度；

S4：基于中央偏置先验，为每个位于图像边缘的顶点构造一条中央偏置超边，这条中央偏置超边以该顶点为质心点，包含该顶点和其余所有位于图像边缘的顶点，超边中各顶点属于超边的概率等于顶点与质心点的特征相似度；

S5：超图中的超边是步骤S2、步骤S3和步骤S4中所定义的三种超边的集合，将超边的权重定义为超边中各顶点属于超边概率的平方和。

进一步的，所述步骤S1中，使用Simple Linear Iterative Clustering算法将输入图像过分割成若干个图像区域，将这些图像区域定义为概率超图的顶点。

进一步的，所述步骤S1中分割成200个图像区域，用Vi代表概率超图的顶点，i是对应顶点的下标，1≤i≤200。

进一步的，所述步骤S1中，各个图像区域的颜色特征定义为该图像区域中各像素点颜色特征的平均值。

进一步的，所述步骤S2中，特征相似度通过如下公式计算：