一种多目标交互式图像分割方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种多目标交互式图像分割方法和装置。
【背景技术】
[0002]图像分割是将图像分成一些有意义的区域，然后对这些区域进行描述，相当于提取出某些目标区域图像的特征，判断图像中是否有感兴趣的目标。图像分割的基础是像素间的相似性和跳变性。所谓“相似性”是指在某个区域内像素具有某种相似的特性，如灰度一样，纹理相同；所谓“跳变性”是指特性不连续，如灰度值突变等。图像分割的方法有多种，按照是否需要人工参与分割过程，分为交互式分割和自动分割。自动分割由于现阶段存在的目标图像种类、制式差异性较大，在通用性、特异性分割的矛盾中，难以取得通用符合实际的分割结果，适用范围有限。交互的半自动分割能更好地结合人的经验知识和计算机自动处理，应对复杂目标的分割处理，是目标检测、识别、跟踪等的必要技术。
[0003]目前，现有的交互分割方法按照原理分为基于边界检测的方法和基于区域相似性合并的方法。其中，基于边界检测的交互分割方法一般是根据交互输入点，不断寻找其领域灰度跳变的像素组成边界，闭合边界围城的区域则认为为同一目标。这种方法的缺点在于，只关注边界信息，求得封闭曲线边界，而造成边界内区域的像素差异性较大，常常错误分割，使目标图像的整体性遭到破坏。
[0004]基于区域相似性合并的方法包括区域生长、聚类等算法，通过不同的相似度计算规则来判别当前像素是否纳入目标区域，不断遍历交互点所在区域直到所有的点合并完成。这种方法的复杂度较高，图像分割效率低下，需要多次遍历图像数据，更新目标的存储区域，难以实现多目标分割及管理。
【发明内容】
[0005]本发明解决的问题是提供一种多目标交互式图像分割方法和装置，不仅能够保证目标区域的可靠分割，还能实现交互式的多目标联合分割和管理。
[0006]为了解决上述问题，本发明提供了一种多目标交互式图像分割方法，包括如下步骤:
[0007](I)输入待分割图像，并建立所述待分割图像的副本图像；
[0008](2)在所述待分割图像中选取交互种子点，根据所述交互种子点和初始设定的相似性规则，在所述副本图像中，确定目标区域灰度区间；其中，所述交互种子点为所述待分割图像上选取的目标像素点；
[0009](3)根据所述待分割图像的灰度直方图曲线，得到全局阈值，并根据所述目标区域灰度区间和所述全局阈值的关系，分割所述副本图像；
[0010](4)根据所述交互种子点，对所述交互种子点所在的目标区域进行连通分析，得到所述交互种子点所在的目标区域的模板；
[0011](5)重复步骤(2)_(4)，得到所需分割的多目标模板，并根据所述多目标模板，对所述待分割图像进行填充，即完成对所述待分割图像的多目标分割。
[0012]上述所述一种多目标交互式图像分割方法，其中，所述待分割图像显示在界面上，进行交互；所述副本图像存储在内存中。
[0013]上述所述一种多目标交互式图像分割方法，其中，在所述副本图像中，确定所述目标区域灰度区间的过程为:遍历所述交互种子点的邻域，将符合所述初始设定的相似性规则的像素点进行归并，并统计所述归并的像素点的灰度分布，得到所述目标区域的灰度分布范围，即所述目标区域灰度区间。
[0014]上述所述一种多目标交互式图像分割方法，其中，所述初始预定的相似性规则为:确定所述交互种子点的邻域区域为初始区域；所述初始区域中的任一像素点的灰度值满足已归并的区域的灰度动态区间；所述初始区域中的任一像素点与其邻域中的任一像素点的灰度梯度与所述已归并的区域的灰度梯度相近。
[0015]上述所述一种多目标交互式图像分割方法，其中，确定所述全局阈值的过程为:
[0016](I)将所述灰度直方图中各个灰度级对应的像素点按灰度级递增顺序存入数组a中；
[0017](2)计算所述数组a中相邻元素的灰度值之差，并依次存入数组b中；
[0018](3)获取所述数组b中两个连续非负的最长区段，并记录所述两个区段的段尾在所述数据b中的对应值；
[0019](4)获取所述两个段尾的对应灰度值间最小的元素的对应值，即为所述阈值。
[0020]上述所述一种多目标交互式图像分割方法，其中，分割所述副本图像的过程为:若所述全局阈值在所述目标区域灰度区间之内，则根据所述全局阈值对所述副本图像进行分割；若所述全局阈值不在所述目标区域灰度区间之内，则根据所述目标区域灰度区间对所述副本图像进行分割。
[0021]上述所述一种多目标交互式图像分割方法，其中，得到所述目标区域模板的过程为:
[0022](I)对所述分割后的副本图像进行链码法边界跟踪，得到所述分割的目标区域的闭合边界，即得到多个闭合区域；
[0023](2)根据预设定的面积，将所述闭合区域的面积小于所述预设定面积的闭合区域里的像素点赋值为O ;
[0024](3)在所述副本图像中交互种子点邻域内，合并像素值为O的区域，加入标志位flag，构建初始目标模板，并对所述初始目标模板进行边界平滑处理，得到所述目标区域模板。
[0025]上述所述一种多目标交互式图像分割方法，其中，所述预定面积为所述交互种子点所在的最大连通区域面积的I / m，其中，I < m < 5。
[0026]上述所述一种多目标交互式图像分割方法，其中，对所述待分割图像进行填充的方法为在所述副本图像中扫描所有所述flag标志位，将所述标有flag标志位的位置，填充与所述位置对应的所述待分割图像中该位置像素点的像素值。
[0027]为了解决上述问题，本发明还提供了一种多目标交互式图像分割装置，包括:
[0028]输入单元，适用于输入待分割图像，并建立所述待分割图像的副本图像；
[0029]确定单元，适用于在所述待分割图像中选取交互种子点，根据所述交互种子点和初始设定的相似性规则，在所述副本图像中，确定目标区域灰度区间，其中，所述交互种子点为所述待分割图像上选取的目标像素点；
[0030]分割单元；适用于根据灰所述待分割图像的灰度直方图曲线，得到全局阈值，并根据所述目标区域灰度区间和所述全局阈值的关系，分割所述副本图像；
[0031]获取目标模板单元，适用于根据所述交互种子点，对所述交互种子点所在的目标区域进行连通分析，得到所述交互种子点所在的目标区域的模板；
[0032]填充单元，适用于重复步骤(2)-(4)，得到所需分割的多目标的模板，并根据所述多目标模板，对所述待分割图像进行填充，即完成对所述待分割图像的多目标分割。
[0033]与现有技术相比，本发明引入了灰度图像的相似性准则，不仅考虑了目标区域连续性、平稳性的分布，也使用于区域内部灰度差异性较大的情况，具有通用性；
[0034]进一步地，根据像素的灰度分布直方图曲线，对灰阶上升、下降趋势的灰度区间进行比对、判断，快速获取全局阈值，简化了阈值计算的迭代计算，结合根据相似性准则得到的相似区域的灰度值范围，快速获取准确的自适应分割阈值，保证了目标区域的可靠分割；
[0035]进一步地，利用连通域分析及链码跟踪快速消除初始模板内的细小空洞区域，并利用构建圆形结构的二值像素集对初始模板边缘进行闭合修补，保证目标模板的准确性、全面性。从而保证目标图像的数据完整性；
[0036]进一步地，在内存共享区域建立模板数据，结合单次分割设定标志位，从而实现多目标分割的模板共享和分割结果的存储。
【附图说明】
[0037]图1所示为本发明实施例一种多目标交互式图像分割方法的流程示意图；
[0038]图2所示为本发明实施例确定所述全局阈值的流程示意图；
[0039]图3所示为本发明实施例得到所述目标区域模板的流程示意图；
[0040]图4所示为本发明实施例一种多目标交互式图像分割装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0041]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0042]其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。
[0043]下面结合附图和实施例对本发明一种多目标交互式图像分割方法和装置进行详细地描述。本发明实施例多目标交互式图像分割方法如图1所示，首先，执行步骤Si，输入待分割图像，并建立所述待分割图像的副本图像。其中，所述