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专利号: 201810796361X
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种快速流形排序和低秩约束的协同显著性检测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、基于快速流形排序算法得到第一阶段协同显著图:步骤1.1、对于给定的一组输入图像 M为该组输入图像的数目,用LAB空间颜色来表示每一个像素点,构建数据点集χ={x1,x2,...,xn},其中xk代表用LAB空间颜色表示的某一像素,n代表该组输入图像所有像素数目;

步骤1.2、利用聚类算法选择d个聚类中心作为锚点{u1,u2,...,ud},每一个数据点xk与距它最近的s个锚点相连,s<d,计算所有数据点与各自最近的s个锚点之间的关联权重zkp,并组成一个关联矩阵Z∈Rd×n;

步骤1.3、使用单张显著性检测算法得到的显著图 作为原始标签信息,并计算计算每一张显著图SMi的均值thi,当像素大于均值thi,则yi被赋值“1”,否则yi被赋值“0”,得到初始列向量y=[y1;y2;...;yM];

步骤1.4、采用快速流形排序算法,得到每张输入图像二值化的协同显著图 即第一阶段协同显著图;

步骤2、基于快速流形排序得到第二阶段协同显著性图:步骤2.1、在得到的第一阶段协同显著图 的基础上为每张图像选取不同的标签信息,每一次选取的标签为一张协同显著图 的值;

步骤2.2、将第一阶段协同显著图 重构为列向量y1,此步骤共有M次循环,在第i次循环中,保留y1中第i张图像的标签信息,而其余协同显著图的标签信息置0;

步骤2.3、对于每一张输入图像Ii,得到M张协同显著图 即第二阶段协同显著性图;

步骤3、协同显著性分割:

步骤3.1、利用超像素分割法对输入图像Ii划分超像素,一张输入图像Ii表示成一组超像素集合 其中ni表示图像Ii中超像素的数目;

步骤3.2、对每张协同显著图 通过阈值化得到二值图Bij;

步骤3.3、根据二值图Bij得到协同显著图 所对应的分割区域fij=Ii·Bij;

步骤4、低秩约束:

步骤4.1、步骤3分割出的显著性区域fij之间具有相似属性,为了表示这种相似属性,利用三维颜色直方图来表示分割出的每一个显著性区域,将每一个颜色通道分为q个区间,总计Q=q3个颜色区间,统计每一个显著性区域在每一个颜色区间的像素个数,用以表示该显著性区域的颜色直方图,记为hij∈RQ×1,将所有分割出的显著性区域表示为特征矩阵步骤4.2、特征矩阵H具有低秩性质,将特征矩阵表示为H=L+S,L代表低秩部分,S代表稀疏部分;

步骤4.3、求解稀疏矩阵S,基于稀疏矩阵S计算每一张协同显著图 的差异值ζij:ζij=-||Sij||2

其中,Sij为矩阵S第i行第j列元素,||·||2代表矩阵的l2范数;

步骤5、基于差异值计算自适应权重并得到融合图:步骤5.1、定义每一张协同显著图 的自适应权重σij:步骤5.2、将自适应权重σij与协同显著图 进行融合,得到融合图:步骤6、优化平滑融合图,得到最终的协同显著性检测结果。

2.根据权利要求1所述快速流形排序和低秩约束的协同显著性检测方法,其特征在于,在步骤1.2中,聚类算法采用k-means算法。

3.根据权利要求1所述快速流形排序和低秩约束的协同显著性检测方法,其特征在于,在步骤1.2中,关联权重zkp的计算公式如下:其中,up∈{u1,u2,...,ud},λk=|xk-us|,us为所有锚点中距离xk第s近的锚点,

4.根据权利要求1所述快速流形排序和低秩约束的协同显著性检测方法,其特征在于,在步骤1.4中,快速流形排序算法的函数r*如下:其中, W=ZTZ,D为对角矩阵,其对角元素 Wkv为矩阵W第k行v列的元素, 为权值系数。

5.根据权利要求4所述快速流形排序和低秩约束的协同显著性检测方法,其特征在于,权值系数

6.根据权利要求1所述快速流形排序和低秩约束的协同显著性检测方法,其特征在于,在步骤3.1中,采用超像素分割法采用SLIC法。

7.根据权利要求1所述快速流形排序和低秩约束的协同显著性检测方法,其特征在于,在步骤3.2中,通过如下公式获得二值图Bij:其中,x∈SPi,avg用来计算超像素x所包含的所有像素点在显著图 上的显著值的平均值,Tij为阈值, 为控制这个阈值的系数。

8.根据权利要求7所述快速流形排序和低秩约束的协同显著性检测方法,其特征在于,

9.根据权利要求1所述快速流形排序和低秩约束的协同显著性检测方法,其特征在于,在步骤4.3中,采用RPCA算法求解S:min(||L||*+λ||S||1)

s.t.H=L+S

其中,||·||*代表矩阵的核范数,||·||1代表矩阵的l1范数,λ为用来控制矩阵S的稀疏程度的参数。

10.根据权利要求1所述快速流形排序和低秩约束的协同显著性检测方法,其特征在于,步骤6的具体过程如下:步骤6.1、采用图割的方法对融合图进行平滑;

步骤6.2、利用Max-Flow方法得到第i张输入图像基于前景概率的每个像素点的前景图Mi;

步骤6.3、计算最终的协同显著性检测结果CSfinal: