一种基于优化方向采样的自然图像抠图方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102651135A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102651135A(43)申请公布日2012.08.29(21)申请号201210102033.8(22)申请日2012.04.10(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人李宏亮费炳超(74)专利代理机构电子科技大学专利中心51203代理人李明光(51)Int.Cl.G06T7/60(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书55页页附图附图44页(54)发明名称一种基于优化方向采样的自然图像抠图方法(57)摘要本发明提供一种基于优化方向采样的自然图像抠图方法，在采样时，先计算以当前像素点i为中心点的像素块在0，π/4，π/2，3π/4，π，5π/4，3π/2，7π/4这8个方向上的像素值的变化速度，变化速度最慢的方向即为最接近图像真实纹理的方向，再沿纹理方向进行采样有较大的概率能采集到最接近真实的前景样本与背景样本，另外，再以前景轮廓线和背景轮廓线上距离当前像素点i最近的像素点样本点，即采样在空间距离上与当前像素点最相关的像素点作为前景样本与背景样本。使用本发明的优化方向采样，在抠图时能够保证较小的采样量，得到准确地采样到最接近真实的前景样本与背景样本集合，从而使得后续的抠图步骤使用较小计算量，获得一个较佳的掩膜值。CN102653ACN102651135A权利要求书1/2页1.一种基于优化方向采样的自然图像抠图方法，其特征在于，包括以下步骤：初始化步骤：将图像划分为绝对背景区域、绝对前景区域以及未知区域；优化方向采样步骤：对未知区域中的每个像素点进行优化方向采样，获得各像素点的前景和背景样本集合；前景与背景像素值选取步骤：从未知区域各个像素的前景和背景样本集合中选择一对最优的样本对作为未知区域各个像素对应的前景像素估计值和背像素估计值；未知区域像素点的掩膜值计算步骤：根据已知的未知区域像素点的像素值以及计算得到该像素点对应的前景像素估计值和背像素估计值，最终得到各未知区域像素点的掩膜值；其中，优化方向采样步骤的具体实现方法是，获得各像素点的前景和背景样本的集合，具体方法为：未知区域内，计算以当前像素点i为中心点的像素块的像素值Pi在0，π/4，π/2，3π/4，π，5π/4，3π/2，7π/4这8个方向上的像素值的变化速度，沿着变化速度最慢的方向的垂直方向发射射线，采集该射线与前景轮廓线和背景轮廓线的交点分别为像素点i对应的第一前景样本点与第一背景样本点，再采集前景轮廓线和背景轮廓线上距离当前像素点i最近的像素点为第二前景样本点与第二背景样本点；在前景轮廓线上，在第一前景样本点两边稀疏地各采集一个像素点，在第二前景样本点两边稀疏地各采集一个像素点；在背景轮廓线上，在第一背景样本点两边稀疏地各采集一个像素点，在第二背景样本点两边稀疏地各采集一个像素点；将在前景轮廓线上采集到的六个像素点作为当前像素点i的前景样本集合，将在背景轮廓线上采集到的六个像素点作为当前像素点i的背景样本集合。2.如权利要求1所述一种基于优化方向采样的自然图像抠图方法，其特征在于，前景与背景像素值计算步骤中，确定最优的样本对之后，对样本对中的前景像素值和背景像素值进行调整，调整方法如下：确定以当前像素点为中心点的一个测量区域，提取该测量区域内每个像素点所对应的最优样本对，在提取出的所有样本对与当前像素点的像素值之间进行颜色距离测量，在所有颜色距离测量结果中选择最小的前几个样本对的前景样本点进行像素值的平均以及前几个样本对的背景样本点进行像素值的平均，前景样本点的像素值的平均结果与背景样本点的像素值的平均结果分别为调整后的当前像素点对应的前景像素估计值和背像素估计值。3.如权利要求2所述一种基于优化方向采样的自然图像抠图方法，其特征在于，颜色距离测量的具体方法为：iiiii其中，Ec(F，B)为样本对(F，B)与当前像素点i的像素值之间的颜色距离，I为当前像素点的像素值，Fi为前景样本点的像素值，Bi为前景样本点的像素值，||·||为范数运算。4.如权利要求2所述一种基于优化方向采样的自然图像抠图方法，其特征在于，所述测量区域的大小为5*5。5.如权利要求2、3或4所述一种基于优化方向采样的自然图像抠图方法，其特征在于，2CN102651135A权利要求书2/2页在掩膜值计算步骤中，还对掩膜值进行修正，修正方法如下：确定以当前像素点为中心点的一个参考区域，提取该参考区域内每个像素点所对应的调整后的前景像素估计值和背像素估计值，并分别对所有调整后的前景像素估计值、背像素估计值取均值得到当前像素点对应的低频前景像素值、低频背景像素值；再根据当前像素点的像素值以及低频前景像素值、低频