基于图像分割的局部重着色算法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114187215A(43)申请公布日2022.03.15(21)申请号202111364247.8(22)申请日2021.11.17(71)申请人青海师范大学地址810016青海省西宁市城西区五四西路38号(72)发明人彭春燕夏广友(74)专利代理机构成都东恒知盛知识产权代理事务所(特殊普通合伙)51304代理人李英(51)Int.Cl.G06T5/50(2006.01)G06T7/11(2017.01)G06T5/20(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称基于图像分割的局部重着色算法(57)摘要本发明涉及数字图像处理技术领域，涉及一种基于图像分割的局部重着色算法，包括：1：选择需要处理的图像；2：标记一个矩形区域，使目标区域包含在矩形区域内；3：执行图像分割算法得到目标区域的初始alpha蒙版；4：对目标区域的初始alpha蒙版进行双边滤波处理，再进行二值化后得到目标区域最终的alpha蒙版；5：将目标区域最终的alpha蒙版输入图像叠加即可分割出图像目标区域；6：将图像目标区域输入到图像重着色算法；7：得到RGB颜色凸包和对应的RGBA图层；8：移动RGB颜色凸包顶点可改变对应图层颜色，得到重着色的图像目标区域；9：叠加即可得到局部重着色图像。本发明能较佳地实现局部重着色。CN114187215ACN114187215A权利要求书1/2页1.基于图像分割的局部重着色算法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：选择需要处理的图像；步骤2：标记一个矩形区域，使目标区域包含在矩形区域内；步骤3：执行图像分割算法得到目标区域的初始alpha蒙版；步骤4：利用双边滤波算法对目标区域的初始alpha蒙版进行双边滤波处理，再进行二值化后得到目标区域最终的alpha蒙版；步骤5：将目标区域最终的alpha蒙版输入图像叠加即可分割出图像目标区域；步骤6：将图像目标区域输入到图像重着色算法；步骤7：执行算法，得到RGB颜色凸包和对应的RGBA图层；步骤8：移动RGB颜色凸包顶点即可改变对应图层颜色，得到重着色的图像目标区域；步骤9：将重着色的图像目标区域和输入图像叠加即可得到局部重着色图像。2.根据权利要求1所述的基于图像分割的局部重着色算法，其特征在于：步骤3中，图像分割算法为GrabCut图像分割算法。3.根据权利要求2所述的基于图像分割的局部重着色算法，其特征在于：GrabCut图像分割算法用数组z＝(z1,…zn,…,zN)来表示图像，通过求解图像像素集合α＝{α1,α2,…,αN},αn∈{0,1}中各个像素的值来表示图像分割，其中0表示背景，1表示前景。4.根据权利要求1所述的基于图像分割的局部重着色算法，其特征在于：图像重着色算法的步骤为：a、调色板提取：图像的目标区域分割完成后得到分割图像I，通过图像I像素的颜色值在RGB立方体中找到像素对应的颜色点，之后使用凸包包裹RGB立方体中所有的颜色点得到RGB颜色凸包，接着通过迭代边折叠简化算法将凸包的一系列边进行折叠以减少凸包顶点数量，再重新计算凸包，完成对凸包进行简化，简化之后的凸包的顶点成为图像I的调色板；b、图像分解：对于凸包内的任意的一个像素点而言都有一组唯一的重心坐标，或者混合权重，其颜色P可由公式(1)表示：P＝∑iωici(1)其中像素点的混合权重ωi为正且和为1，在凸包内混合权重ωi也为广义重心坐标，ci为凸包的顶点；通过对凸包的顶点进行三角剖分计算出凸包内像素点的广义重心坐标，像素点的广义重心坐标为包含该像素点的单纯形的重心坐标，根据像素颜色将图像I分解成一组有序的半透明RGBA图层；c、空间一致性：考虑空间一致性，将算法扩展到RGBXY空间，其中XY是图像空间中像素的坐标；首先由函数(2)计算图像I在RGBXY空间中的凸包：VRGBXY＝ConvexHull{(Ri,Gi,Bi,Xi,Yi)|i＝1,2,3,…,N}(2)其中VRGBXY是矩阵，其列是凸包的顶点Q，i是图像I的像素；然后由函数(3)将RGBXY凸包细分为一组单纯形：根据RGBXY凸包顶点VRGBXY，计算图像像素i的广义重心坐标，计算公式如(4)所示：2CN114187215A权利要求书2/2页其中像素i包含在单纯形中，单纯形表示为6×6矩阵，其列是其在齐次坐标中的顶点；权重ωi与引用的凸包顶点相对应，以此构造N×Q权重稀疏矩阵WRGBXY，具有相似颜色或在空间上相邻的像素的权重相似，实现对图层的平滑。通过矩阵乘法表示N×3图像目标区域，如公式(5)所示：I＝WRGBXYVRGB(5)其中VRGB是WRGBXY的Q×3子矩阵。根据RGB空间调色板颜色P计算WRGB，计算公式如(6)所示：VRG