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专利号: 2017111227968
申请人: 长春工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-10-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于图像背景和空间位置的显著区域检测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,对目标图像进行M种尺度的超像素分层分割,其中,M为尺度的总层数,得到M层目标子图像;每层目标子图像由多个超像素块组成;

步骤2,对于每层目标子图像,均执行以下步骤2.1-步骤2.3:步骤2.1,提取目标子图像中每个超像素块的特征向量,得到超像素块特征向量;

步骤2.2,将目标子图像的边框区域当作图像背景,属于图像背景的超像素块称为背景超像素块;

对背景超像素块进行聚类,得到n个聚类,分别为:第1个聚类,第2个聚类…第n个聚类;

第1个聚类的聚类中心特征向量为B1,第2个聚类的聚类中心特征向量为B2,依此类推,第n个聚类的聚类中心特征向量为Bn,因此,聚类中心特征向量B={B1,B2,…,Bn};

步骤2.3,对于目标子图像的每个超像素块,表示为超像素块p,均采用下式计算超像素块p的显著性值s:其中:

其中:

D(p,Bi)表示超像素块p和第i个聚类的聚类中心特征向量Bi之间的距离,i={1,2,…,n} ;σ代表尺度因子;

w为权值,用于衡量超像素块p与本层目标子图像中心点间的距离,(x,y)表示超像素块p的中心点坐标,(x',y')表示本层目标子图像的中心点坐标;

由此计算得到每层目标子图像的每个超像素块的显著性值;

步骤3,多尺度超像素块显著性融合,得到最终的显著性图,并在显著性图上检测到显著性区域,具体包括:步骤3.1,计算融合后显著性图上任意像素点j的显著性值:像素点j的显著性值sj是其在所有尺度下位于对应的超像素块的显著性值的平均值,即:其中:sl是像素点j位于第l层目标子图像的超像素块的显著性值;

步骤3.2,所有像素点j的显著性值形成图像显著性图,在显著性图上,超过设定阈值的区域即为最终检测到的显著性区域。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像背景和空间位置的显著区域检测方法,其特征在于,步骤1中,采用SLIC算法对目标图像进行M种尺度的超像素分层分割。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像背景和空间位置的显著区域检测方法,其特征在于,步骤2.1中,提取目标子图像中每个超像素块的特征向量,具体为:提取每个超像素块的颜色特征和纹理特征,每个超像素块的特征向量包括:RGB平均值的3个分量、RGB直方图的256个分量、HSV平均值的3个分量、HSV直方图的256个分量、Lab平均值的3个分量、Lab直方图的256个分量和LM滤波器响应的48个分量。

4.根据权利要求3所述的一种基于图像背景和空间位置的显著区域检测方法,其特征在于,步骤2.2中,对背景超像素块进行聚类,具体为,采用改进K-Means聚类算法对背景超像素块进行聚类。

5.根据权利要求4所述的一种基于图像背景和空间位置的显著区域检测方法,其特征在于,采用改进K-Means聚类算法对背景超像素块进行聚类,具体包括:步骤2.2.1,设定改进的K-means聚类算法的初始聚类数为z,即最后聚类得到z个聚类数;

步骤2.2.2,使用K-means聚类算法进行初始聚类,得到若干个初始聚类;在初始聚类时,采用以下方法计算任意两个超像素块的距离:对于目标子图像中任意两个超像素块,分别记为超像素块u和超像素块v;

u

设提取目标子图像中超像素块u的RGB平均值为f1 ,RGB直方图为 HSV平均值为HSV直方图为 Lab平均值为 Lab直方图为 LM滤波器响应为设提取目标子图像中超像素块v的RGB平均值为f1v,RGB直方图为 HSV平均值为HSV直方图为 Lab平均值为 Lab直方图为 LM滤波器响应为超像素块u和超像素块v之间的距离D(u,v)为:

其中:N(●)表示归一化;

表示超像素块u和超像素块v之间的第a个特征的距离;

其中,a=1,3,5,7,分别代表RGB平均值特征,HSV平均值特征,Lab平均值特征和LM滤波器响应特征;m为各特征的维度总数,e为各特征的维度数量参数,对于RGB平均值特征,其维度为3;对于HSV平均值特征,其维度为3;对于Lab平均值特征,其维度为3;对于LM滤波器响应特征,其维度为48; 是超像素块u的第a个特征的第e个维度分量; 是超像素块v的第a个特征的第e个维度分量;

表示超像素块u和超像素块v之间的第c个特征的距离;其中,c=2,

4,6,分别代表RGB直方图、HSV直方图和Lab直方图;b为直方图区间个数;d为直方图区间数量参数; 是超像素块u的第c个特征的第d 个直方图值; 是超像素块v的第c个特征的第d个直方图值;

然后计算每个初始聚类的聚类中心特征向量;将一个聚类里的所有超像素的特征分别做平均值得到聚类中心;

步骤2.2.3,选定欧式距离作为初始聚类间的相似性度量,从而计算出聚类中心之间的差异值;

步骤2.2.4,判断任意两个聚类中心的差异是否小于阈值θ;设聚类中心集合为A,则D(g,h)代表聚类中心g和聚类中心h之间的欧式距离;

步骤2.2.5,如果步骤2.2.4的结果为“是”,则聚类的个数N减1,返回步骤2.2.2重新聚类;

步骤2.2.6,如果步骤2.2.4的结果为“否”,则进入步骤2.2.7;

步骤2.2.7,记录聚类的个数和聚类中心的特征向量;

步骤2.2.8,流程结束。