目标区域检测方法和装置、图像分割方法和装置与流程

本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种目标区域检测方法和装置、图像分割方法和装置。

背景技术：

在图像处理技术应用过程中，需要对待检测图像中的目标进行分割，如对显微图像中的细胞结晶等微粒目标进行分割。

但是，一方面，由于待检测图像中存在的多个目标可能处于图像中任何位置，且目标密度随着图像的不同而不同，现有的图像分割技术，如基于阈值的分割方法、基于边缘检测的分割方法和基于区域的分割方法，仅能针对某一种具体的待检测图像，适用性较低。

另一方面，现有的图像分割技术只能按照串行方式进行计算，从而导致计算机处理时需要进行海量的计算，耗费了大量的时间，实时性较差。

技术实现要素：

本发明的发明人发现上述现有技术中存在的问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。

本发明的一个目的是提供一种具有较强适用性和实时性的图像分割技术方案。

根据本发明的第一个实施例，提供了一种目标区域检测方法，包括：获取待处理图像对应的二值图以及所述二值图的每一行中目标段的位置信息；在所述二值图中逐行读取所述目标段，将列坐标区间存在重合的所述目标段合并为一个目标区域；根据所述目标区域包含的所述目标段的位置信息，记录所述目标区域的位置信息。

可选地，在所述二值图中逐行读取所述目标段，将列坐标区间存在重合的所述目标段合并为一个目标区域包括：在所述二值图中逐行读取所述目标段，以其中一个所述目标段作为起始目标段；将所述起始目标段与其它行中与所述起始目标段的列坐标区间存在重合的目标段合并为一个目标区域。

可选地，该方法还包括：如果所述二值图中连续两行的所述目标段均与合并中的所述目标段的列坐标区间不存在重合，则所述目标区域合并完毕；重新逐行读取所述二值图像中未被合并的目标段作为起始目标段，进行下一个目标区域的合并。

可选地，所述目标段的位置信息包括：所述目标段的起始坐标、结束坐标；所述目标区域的位置信息包括：所述目标区域的最小起始列坐标、最大结束列坐标、起始行号和结束行号。

根据本发明的另一个实施例，提供一种图像分割方法，包括：目标段检测处理，通过逐行对待检测图像进行二值化得到二值图，检测出所述二值图中的目标段的起始坐标、结束坐标作为所述目标段的位置信息；目标区域检测处理，通过如前任一实施例所述的目标区域检测方法，获取目标区域的位置信息；和目标分割处理，根据所述目标区域的位置信息，在所述待检测图像中分割出所述目标区域。

可选地，分别对不同的待检测图像并行执行所述目标段检测处理、所述目标区域检测处理和所述目标分割处理。

可选地，所述分别对不同的待检测图像并行执行所述目标段检测处理、所述目标区域检测处理和所述目标分割处理包括：对第一图像进行所述目标段检测处理；对第二图像进行所述目标段检测处理的同时对所述第一图像进行所述目标区域检测处理；对所述第二图像进行所述目标区域检测处理的同时对所述第一图像进行所述目标分割处理，对第三图像进行所述目标段检测处理；对所述第二图像进行所述目标分割处理的同时对所述第三图像进行所述目标区域检测处理，对第四图像进行所述目标段检测处理；按照输入顺序，依次对后续输入的待检测图像继续上述处理，直至所有的所述待检测图像处理完毕。

可选地，所述目标段检测处理包括：对所述待检测图像进行向下取样处理、边缘检测处理、膨胀处理和腐蚀处理，从而获取所述二值图；逐行读取所述二值图，将首个值为1的像素点的列坐标保存为所述目标段的起始位置，将首个值由1变为0的像素点的列坐标保存为所述目标段的结束位置，并保存所述目标段所在行号，从而完成目标段定位处理。

可选地，分别对待检测图像中的不同行并行执行所述向下取样处理、所述边缘检测处理、所述膨胀处理、所述腐蚀处理和所述目标段定位处理。

可选地，所述分别对待检测图像中的不同行并行执行所述向下取样处理、所述边缘检测处理、所述膨胀处理、所述腐蚀处理和所述目标段定位处理包括：按照输入顺序，依次对后续输入的待检测图像继续上述处理，直至所有的所述待检测图像处理完毕。对所述待检测图像逐行进行所述向下取样处理，并将处理结果逐行输出；对第一预设值行进行所述向下取样处理的同时，对第1行～第一预设值-1行进行所述边缘检测处理，对第一预设值+1行进行所述向下取样处理的同时，对第2行～第一预设值行进行所述边缘检测处理，按照行的输入顺序依次进行下去，并将处理结果逐行输出；对第二预设值行进行所述边缘检测处理的同时，对第1行～第二预测值-1行进行所述膨胀处理，对第二预设值+1行进行所述边缘检测处理的同时，对第2行～第二预设值行进行所述膨胀处理，按照行的输入顺序依次进行下去，并将处理结果逐行输出；对第三预设值行进行所述膨胀处理的同时，对第1行～第三预测值-1行进行所述腐蚀处理，对第三预设值+1行进行所述膨胀处理的同时，对第2行～第三预设值行进行所述腐蚀处理，按照行的输入顺序依次进行下去，将处理结果逐行输出并进行所述目标段定位处理。

根据本发明的又一个实施例，提供一种目标区域检测装置，包括：目标段信息获取单元，用于获取待处理图像对应的二值图以及所述二值图的每一行中目标段的位置信息；目标区域合并单元，用于在所述二值图中逐行读取所述目标段，将列坐标区间存在重合的所述目标段合并为一个目标区域；目标区域信息获取单元，用于根据所述目标区域包含的所述目标段的位置信息，记录所述目标区域的位置信息。

可选地，所述目标区域合并单元，用于在所述二值图中逐行读取所述目标段，以其中一个所述目标段作为起始目标段，将所述起始目标段与其它行中与所述起始目标段的列坐标区间存在重合的目标段合并为一个目标区域。

可选地，该装置还包括：合并完毕判断单元，用于如果所述二值图中连续两行的所述目标段均与合并中的所述目标段的列坐标区间不存在重合，则判断所述目标区域合并完毕，并通知所述目标区域合并单元重新逐行读取二值图像中未被合并的目标段作为起始目标段，进行下一个目标区域的合并。

可选地，所述目标段的位置信息包括：所述目标段的起始坐标、结束坐标；所述目标区域的位置信息包括：所述目标区域的最小起始坐标、最大结束坐标、起始行号和结束行号。

根据本发明的再一个实施例，提供一种图像分割装置，包括：目标段检测单元，用于逐行对待检测图像进行二值化得到二值图，检测出所述二值图中的目标段的起始坐标、结束坐标作为所述目标段的位置信息；如前任一个实施例中所述的目标区域检测装置，用于获取目标区域的位置信息；目标分割单元，用于根据所述目标区域的位置信息，在所述待检测图像中分割出所述目标区域。

可选地，所述目标段检测单元、所述目标区域检测装置和所述目标分割单元分别对不同的待检测图像并行执行相应的处理。

可选地，所述目标段检测单元包括：二值图获取子单元，用于对所述待检测图像进行向下取样处理、边缘检测处理、膨胀处理和腐蚀处理，从而获取所述二值图；目标段定位子单元，用于逐行读取所述二值图，将首个值为1的像素点的列坐标保存为所述目标段的起始位置，将首个值由1变为0的像素点的列坐标保存为所述目标段的结束位置，并保存所述目标段所在行号，从而完成目标段定位处理。

可选地，所述目标段检测单元分别对待检测图像中的不同行并行执行所述向下取样处理、所述边缘检测处理、所述膨胀处理、所述腐蚀处理和所述目标段定位处理。

根据本发明的再一个实施例，提供一种图像分割装置，包括：存储器以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器设备中的指令，执行如前任一实施例所述的目标区域检测方法或图像分割方法。

根据本发明的再一个实施例，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述任一个实施例所述的图像分割方法。

本发明实施例的一个优点在于，通过逐行检测并合并目标段来确定目标区域，提高了图像分割方法的适用性；通过同时对多幅图像并行执行不同的图像分割处理步骤，提高了图像分割方法的实时性。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1示出根据本发明的目标区域检测方法的一个实施例的流程图。

图2示出根据本发明的目标区域检测方法的另一个实施例的流程图。

图3示出根据本发明的图像分割方法的一个实施例的流程图。

图4示出根据本发明的图像分割方法的一个实施例的示意图。

图5示出根据本发明的图像分割方法的另一个实施例的流程图。

图6示出根据本发明的目标区域检测装置的一个实施例的结构图。

图7示出根据本发明的目标区域检测装置的另一个实施例的结构图。

图8示出根据本发明的图像分割装置的一个实施例的结构图。

图9示出根据本发明的图像分割装置的另一个实施例的结构图。

图10示出根据本发明的图像分割装置的又一个实施例的结构图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1示出根据本发明的目标区域检测方法的一个实施例的流程图。

如图1所示，步骤1，获取待处理图像对应的二值图以及二值图的每一行中目标段的位置信息。

例如，可以按照二值图的行号，从第1行开始读取该行包含的目标段，记录起始位置、结束位置和所在行号作为该目标段的位置信息。

步骤102，在二值图中逐行读取目标段，判断目标段所在的列坐标区间是否存在重合。如果是，则将目标段合并为一个目标区域(步骤103)；如果否，则将目标段判断为不属于一个目标区域(步骤104)。

例如，跳转至第2行，读取该行所有的目标段，并判断这些目标段所在位置是否和在第1行中记录的目标段所在位置有交集，对于有交集的目标段则合并为同一目标区域，完成一行合并后跳转至下一行，同时标记已经合并过的目标段。

在一个实施例中，还要判断当前目标区域是否合并完毕，如图2所示，步骤201，逐行读取二值图像中未被合并过的目标段作为起始坐标段，将其它行中与起始目标段列坐标区间存在重合的目标段合并为一个目标区域。

步骤202，判断二值图中是否连续两行的目标段均与合并中的目标段的列坐标区间不存在重合。如果是，则判断为当前目标区域合并完毕，重新执行步骤201；如果否，则将与起始坐标段列坐标区间存在重合的目标段合并为一个目标区域。

例如，当前目标区域合并完毕，则保存此次合并的起始行号，结束行号，最小起始地址，最大结束地址作为该目标区域的位置信息，然后再次扫描二值图，对于已经被标记为合并过的目标段，不作为起始坐标段。

上述实施例中，本发明仅需要依据图像中目标段的位置信息，逐行对二值图中每行包含的目标段进行合并处理，进而获取待检测图像中目标区域的位置信息，可以适用于各种类型的待检测图像，从而提高了图像分割的适用性。

图3示出根据本发明的图像分割方法的一个实施例的流程图。

如图3所示，步骤301，目标段检测处理获取目标段的位置信息。

例如，将待检测图像进行二值化处理，然后在二值图中获取每一行中目标段的起始位置、结束位置和所在行号。

步骤302，目标区域检测处理获取目标区域的位置信息。

例如，可以执行如上述实施例中的目标区域检测方法，从而获取目标区域的最小起始位置、最大结束位置、起始行号和结束行号。

步骤303，目标分割处理，在待检测图像中分割出目标区域。

例如，根据目标区域的最小起始位置、最大结束位置、起始行号和结束行号确定目标区域所在位置，在待检测图像中分割出目标区域。

在一个实施例中，分别对不同的待检测图像并行执行所述目标段检测处理、所述目标区域检测处理和所述目标分割处理。

如图4所示，对第一图像进行目标段检测，将目标段检测结果存储于存储器41；对第二图像进行目标段检测，将检测结果存储于存储器42，同时对第一图像进行目标区域检测，将合并结果存储于存储器43；对第二图像进行目标区域检测，将合并结果存储于存储器44，同时对第一图像进行目标分割，将分割结果输出，并对第三图像进行目标段检测，将检测结果存储于存储器41；对第二图像进行目标分割，将分割结果输出,同时对第三图像进行目标区域检测，将合并结果存储于存储器43，并对第四图像进行目标段检测，将目标段检测结果存储于存储器42，按照输入顺序依次循环下去。

在一个实施例中，可以将高分辨率的待检测图像按照行数分割成若干个子图像，然后按照上述方法对这些子图像执行并行处理。

上述实施例中，本发明同时对不同的待检测图像并行执行目标段检测处理、目标区域检测处理和目标分割处理，从而加快了处理速度，提高了图像分割的实时性。

图5示出根据本发明的图像分割方法的另一个实施例的流程图。

如图5所示，上述目标段检测可以分为：

步骤501，将待检测图像二值化处理得到二值图。

例如，可以对待检测图像进行向下取样处理、边缘检测处理、膨胀处理和腐蚀处理，从而获取二值图。

步骤502，逐行读取二值图，进行目标段定位处理。

例如，可以逐行读取二值图，将首个值为1的像素点的列坐标保存为目标段的起始位置，将首个值由1变为0的像素点的列坐标保存为目标段的结束位置，并保存目标段所在行号。

在一个实施例中，分别对待检测图像中的不同行并行执行所述向下取样处理、所述边缘检测处理、所述膨胀处理、所述腐蚀处理和所述目标段定位处理。

例如，对待检测图像逐行进行向下取样处理，依次输出第1～1024行；在对第6行进行向下取样处理的同时，对第1～5行进行边缘处理，得到第1行边缘检测处理结果并输出；在对第7行进行向下取样处理的同时，对第2～6行进行边缘处理，得到第2行边缘检测处理结果并输出，并依次进行下去；在对第4行进行边缘检测处理(根据边缘检测处理算子的大小，可以是对第4～8行共同进行)的同时，对第1～3行边缘检测处理结果进行膨胀处理，得到第1行膨胀处理结果并输出；在对第5行进行边缘检测处理(根据边缘检测处理算子的大小，可以是对第5～9行共同进行)的同时，对第2～4行边缘检测处理结果进行膨胀处理，得到第2行膨胀处理结果并输出，并依次进行下去；在对第4行进行膨胀处理(根据膨胀处理算子的大小，可以是对第4～6行共同进行)的同时，对第1～3行膨胀处理结果进行腐蚀处理，得到第1行腐蚀处理结果并输出；在对第5行进行膨胀处理(根据膨胀处理算子的大小，可以是对第5～7行共同进行)的同时，对第2～4行膨胀处理结果进行腐蚀处理，得到第2行腐蚀处理结果并输出，按照行的输入顺序依次进行下去，将处理结果逐行输出并进行目标段定位处理。

在上述实施例中，本发明能够同时对待检测图像中的不同行分别并行执行向下取样处理、边缘检测处理、膨胀处理、腐蚀处理和目标段定位处理，从而大大缩短了处理时间，提高了图像分割的实时性。

图6示出根据本发明的目标区域检测装置的一个实施例的结构图。

如图6所示，该装置包括：目标段信息获取单元61，目标区域合并单元62和目标区域信息获取单元63。

目标段信息获取单元61获取待处理图像对应的二值图以及二值图的每一行中目标段的位置信息。

目标区域合并单元62在二值图中逐行读取所述目标段，将列坐标区间存在重合的目标段合并为一个目标区域。

在一个实施例中，目标区域合并单元62在二值图中逐行读取所述目标段，以其中一个目标段作为起始目标段，将起始目标段与其它行中与起始目标段的列坐标区间存在重合的目标段合并为一个目标区域。

目标区域信息获取单元63根据目标区域包含的目标段的位置信息，记录目标区域的位置信息。

在一个实施例中，该装置还包括：合并完毕判断单元71。

如果二值图中连续两行的目标段均与合并中的目标段的列坐标区间不存在重合，则合并完毕判断单元71判断目标区域合并完毕，并通知目标区域合并单元62重新逐行读取所述二值图像中未被合并的目标段作为起始目标段，进行下一个目标区域的合并。

例如，一个目标区域合并完毕，则重新跳转回二值图的第1行，读取未合并的起始目标段的位置信息，并与第2行中未被合并的目标段进行比较，直至所有目标段均合并完毕。

上述实施例中，本发明仅需要依据图像中起始目标段的位置信息，逐行对二值图中每行包含的目标段进行合并处理，进而获取待检测图像中目标区域的位置信息，可以适用于各种类型的待检测图像，从而提高了图像分割的适用性。

图8示出根据本发明的图像分割装置的一个实施例的结构图。

如图8所示，该装置包括：目标检测单元81，目标区域检测装置82和目标分割单元83。其中，目标区域检测装置82的功能可参见上述任一实施例，在此不再赘述。

目标段检测单元81逐行对待检测图像进行二值化得到二值图，检测出二值图中的目标段的起始坐标、结束坐标作为目标段的位置信息；目标分割单元83根据目标区域的位置信息，在待检测图像中分割出目标区域。例如，目标分割单元83通过目标区域检测装置82得到的目标区域的位置信息，可以计算出每个目标区域的四个顶点的坐标，从而确定目标区域在待检测图像中的位置，将其读取出来。

在一个实施例中，目标段检测单元81、目标区域检测装置82和目标分割单元83分别对不同的待检测图像并行执行相应的处理。

例如，可以利用fpga(field－programmablegatearray，现场可编程门阵列)能够进行并行处理的特点，实现目标段检测单元81、目标区域检测装置82和目标分割单元83同时对不同的待检测图像进行处理；处理过程中产生的不同待检测图像的目标段检测结果和目标区域检测结果可分别存储于不同的sram中(staticrandomaccessmemory，静态随机存取存储器)。

在另一个实施例中，如图9所示，所述目标段检测单元81包括：二值图获取子单元911和目标段定位子单元912。

二值图获取子单元911对待检测图像进行向下取样处理、边缘检测处理、膨胀处理和腐蚀处理，从而获取所述二值图。目标段定位子单元912逐行读取所述二值图，将首个值为1的像素点的列坐标保存为目标段的起始位置，将首个值由1变为0的像素点的列坐标保存为目标段的结束位置，并保存目标段所在行号，从而完成目标段定位处理。

例如，目标段检测单元81可以通过sobel梯度计算、非极大值抑制、双阈值算法检测和连接边缘实现边缘检测处理，也可以同时对不同的待检测图像并行执行上述处理以完成边缘检测。

在一个实施例中，目标段检测单元81分别对待检测图像中不同的行并行执行向下取样处理、边缘检测处理、膨胀处理、腐蚀处理和目标段定位处理。

在上述实施例中，本发明的装置能够同时对不同的待检测图像并行执行目标段检测处理、目标区域检测处理和目标分割处理，且该装置包括的目标检测单元能够同时对待检测图像中不同的行分别并行执行向下取样处理、边缘检测处理、膨胀处理、腐蚀处理和目标段定位处理，从而大大缩短了处理时间，提高了图像分割的实时性。

至此，已经详细描述了根据本发明的目标区域检测方法和装置、图像分割方法和装置。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。