专利名称：图像处理方法和图像处理装置的制作方法
技术领域：
本发明属于图像处理技术领域，涉及一种检测图像视觉显著性的图像处理方法和图像处理装置，更具体地，涉及一种基于区域对比度检测图像视觉显著性的图像处理方法和图像处理装置。
背景技术：
视觉注意是帮助人类视觉系统准确有效地识别场景的一种重要机制。通过计算方法获取图像中的显著性区域是计算机视觉领域一个重要的研究课题。它可以帮助图像处理系统在后续处理步骤中合理地分配计算资源。显著性图(Saliency map)被广泛 地应用于许多计算机视觉应用当中，如感兴趣物体分割(参照中国专利200910046276，200910081069)、物体识别、自适应图像压缩、内容敏感的图像缩放(参照中国专利200910092756)、图像检索(参照中国专利200910081069)等。图像视觉显著性检测一直以来是一个备受研究者关注的课题。关于视觉注意的理论研究将视觉注意分为两类快速、任务无关、数据驱动的显著性检测；和较慢、任务相关、目标驱动的显著性检测。本中国专利所涉及的方法属于前一类。生理学研究表明，人类视觉细胞优先响应感知场内具有较高对比度的刺激。现有数据驱动的视觉显著性检测研究大多通过计算各种形式的图像内容和场景的对比度来计算视觉显著性。为了方便介绍，我们进一步将该类研究细分为两个子类基于局部对比度的方法、基于全局对比度的方法。基于局部对比度的方法通过图像区域在其相对较小邻域的罕见度来计算显著性。Itti 等人于 1998 年提出了 “Amodel of saliency-based visual attention for rapidscene analysis”(IEEE TPAMI，20 (11) :1254_1259，1998)。该方法通过多尺度图像特征间的中心与邻域差异来定义图像显著性。Ma和Zhang于2003年提出了 “Contrast-basedimage attention analysis by using fuzzy growing” (In ACM Multimedia, pages374-381,2003)。该方法通过局部对比度分析来得到显著性图。Liu等人于2007年提出了 “Learning to detect a salient object” (IEEE TPAMI,33(2) :353-367,2011)。该方法通过学习方式找到颜色空间分布、多尺度对比度，中心邻域直方图差异等显著性检测方法结果的最优组合权值。Goferman等人在其2010年的工作“Context-aware saliencydetection" (In CVPR，2010)中对底层线索、全局考虑、组织规则和高层特征进行建模。这些局部方法的结果通常在物体边缘附近产生更高的显著性值，而不是均匀地突出整个视觉显著性物体。基于全局对比度的方法通过度量图像区域和整幅图像的差异来评价其显著性。Zhai 和 Shah 于 2006年提出了“Visual attention detection in video sequences usingspatiotemporal cues”(In ACM Multimedia, pages 815-824, 2006)。该方法通过一个像素和其它所有图像像素的亮度差异来计算该像素的显著性值。基于效率方面的考虑，该方法仅利用图像的亮度信息，忽略了其它颜色通道中的区分性。Achanta等人于2009年提出了“Frequency-tuned salient region detection” (In CVPR, pages 1597-1604,2009)。该方法通过计算每个像素和平均色之间的差异来获取显著性值。然而，这种简单的方法不足以有效分析复杂多变的自然图像。该领域目前国内相关中国专利有基于学习的视频中显著物体序列自动检测方法(中国专利号200810150324)。该方法处理一幅图片通常需要若干秒的时间，难以满足很多实时处理的应用需求。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明鉴于本领域现有技术的不足而完成，其要解决的技术问题是如何快速而有效地分析图像像素的显著性值，使得图像中重要物体区域可以被均匀地凸显出来。( 二 )技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于区域对比度检测(计算)图像视觉显著性的图像处理方法和图像处理装置。所得显著性图可以用于一系列的计算机视觉应用。本发明提供的技术方案I的图像处理方法，基于区域对比度检测图像视觉显著性，其特征在于，包括分割步骤，采用自动分割算法把输入图像分割为多个区域；以及计算步骤，利用所述多个区域中的一个区域和其它区域颜色差异的加权和计算该区域的显著性值。技术方案2.在技术方案I的图像处理方法中，在所述计算步骤中，所述多个区域中的区域rk的显著性S(rk)可以由以下公式定义
权利要求
1.一种图像处理方法，基于区域对比度检测图像视觉显著性，其特征在于，包括 分割步骤，采用自动分割算法把输入图像分割为多个区域；以及 计算步骤，利用所述多个区域中的一个区域和其它区域颜色差异的加权和计算该区域的显著性值。
2.如权利要求I所述的图像处理方法，其特征在于，在所述计算步骤中，所述多个区域中的区域rk的显著性S(rk)由以下公式定义
3.如权利要求2所述的图像处理方法，其特征在于，在将图像像素的空间坐标规范化至O到I之间时，所述<为0. I以上I. 0以下。
4.如权利要求2所述的图像处理方法，其特征在于，将所述区域&包含的像素点数目作为所述区域A的权值w Cri)。
5.如权利要求2所述的图像处理方法，其特征在于，所述区域rk和区域Ti的颜色差异Dc (rk, Ti)由以下公式定义
6.如权利要求5所述的图像处理方法，其特征在于，在每个色彩通道以8级以上128级以下彩色进行近似。
7.如权利要求I至6任一项所述的图像处理方法，其特征在于，还包括以下步骤的至少一个步骤 输出步骤，输出所计算的显著性值； 显示步骤，显示所计算的显著性值；以及 存储步骤，存储所计算的显著性值。
8.一种图像处理装置，基于区域对比度检测图像视觉显著性，其特征在于，包括 分割单元，采用自动分割算法把输入图像分割为多个区域；以及 计算单元，利用所述多个区域中的一个区域和其它区域颜色差异的加权和计算该区域的显著性值。
9.如权利要求8所述的图像处理装置，其特征在于，所述多个区域中的区域rk的显著性S(rk)由以下公式定义
10.如权利要求9所述的图像处理装置，其特征在于，在将图像像素的空间坐标规范化至0到I之间时，所述<为0. I以上1.0以下。
11.如权利要求9所述的图像处理装置，其特征在于，将所述区域&包含的像素点数目作为所述区域A的权值w Cri)。
12.如权利要求9所述的图像处理装置，其特征在于，所述区域rk和区域Ti的颜色差异Djrk, !Ti)由以下公式定义
13.如权利要求12所述的图像处理装置，其特征在于，在每个色彩通道以8级以上128级以下彩色进行近似。
14.如权利要求8至13任一项所述的图像处理装置，其特征在于，还包括以下单元的至少一个单元 输出单元，输出所计算的显著性值； 显示单元，显示所计算的显著性值；以及 存储单元，存储所计算的显著性值。
全文摘要
本发明公开了一种图像处理方法和图像处理装置，基于区域对比度检测图像视觉显著性。该方法包括分割步骤，采用自动分割算法把输入图像分割为多个区域；以及计算步骤，利用所述多个区域中的一个区域和其它区域颜色差异的加权和计算该区域的显著性值。本发明能够自动地分析图像中的视觉显著性区域，分析结果可以应用于重要目标分割、物体识别、自适应图像压缩、内容敏感的图像缩放、和图像检索等应用领域。
文档编号G06T7/40GK102779338SQ20111012431
公开日2012年11月14日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者尼洛伊.J.米特拉, 张国鑫, 程明明, 胡事民, 阮翔 申请人:欧姆龙株式会社, 清华大学