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专利号: 2018115171824
申请人: 南昌工程学院
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:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种自适应层次直方图的彩色图像分割方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、对RGB彩色图像,在R色彩平面、G色彩平面和B色彩平面分别生成一组层次直方图;

每组层次直方图包含多层直方图,多层直方图分别对应于图像的多级别抽象粒度;每组层次直方图中最底层直方图是原始直方图,代表图像最细粒度的抽像;上一层直方图根据下一层直方图产生,上一层直方图比下一层直方图的抽像粒度大;

S2、对每组层次直方图中的顶层直方图阈值化,完成图像的初始分割,形成多个簇;

S3、对初始分割形成的簇进行合并,完成图像最终分割;

所述步骤S1中生成一组层次直方图的方法如下:

S11、对一幅大小为M×N的彩色图像I,根据公式(1)分别在其R、G和B色彩平面生成原始直方图,原始直方图作为各色彩平面的层次直方图的第1层直方图即最底层直方图;

直方图hi中的每一个箱体bin是一个三元组(l,count,right),强度值为l,像素数为count=hi(l),箱体右界为right,第1层直方图的箱体bin的右界等于该箱体对应的强度值;L=256为三个色彩平面的强度范围;

S12、分别根据R、G、B色彩平面的原始直方图作如下计算:按公式(2)计算R、G、B色彩平面的灰度合并阈值wi:

公式(2)中的w为一个给定的灰度合并阈值参数;

S13、取出层次直方图中的最顶层直方图hi,根据公式(3)和公式(4)找出直方图中的所有局部波谷;

hi(l)<hi(l‑1)&hi(l)<hi(l+1),其中(0≤l≤L‑1)  (3)当hi(l)满足公式(3)时,则l是波谷;

hi(l)<hi(l‑1)&hi(l)=hi(l+1)=...=hi(l+k)&hi(l+k)<hi(l+k+1)其中(0≤l≤L‑1) (4)当hi(l)满足公式(4)时,则 是波谷;

S14、根据灰度合并阈值wi,将最顶层直方图中局部相邻波谷之间的所有箱体合并成一个或多个箱体,得到该直方图的上一层直方图;

S15、如果新生成的直方图中每一对相邻箱体bin的强度差值大于wi或新生成的直方图与前一层直方图相同,则输出层次直方图;否则将该直方图压入层次直方图栈中;

S16、重复步骤S13~S15;直至输出层次直方图。

2.根据权利要求1所述的自适应层次直方图的彩色图像分割方法,其特征在于,所述步骤S14中将最顶层直方图中局部相邻波谷之间的所有箱体合并成一个或多个箱体的方法如下:S141、从小到大依次取出两个左右相邻的波谷强度left,right;

S142、如果这两个左右相邻的波谷差值小于阈值wi,则将两个左右相邻的波谷区间内所有的箱体合并成一个箱体bin=(l,count,right),其中箱体bin的像素数count按照公式(5)计算,箱体的右界为right,箱体的强度值l按照公式(6)计算;

count=∑left≤j≤righthi(j)                     (5)S143、如果这两个左右相邻的波谷差值大于或等于阈值wi,将该相邻波谷区间平均分割成((lright‑lleft)/wi)+1个波段,找出每个波段的最小波谷强度left和最大波谷强度right,然后将每个波段按照步骤S142的方式合并成一个箱体。

3.根据权利要求1所述的自适应层次直方图的彩色图像分割方法,其特征在于,所述步骤2中对每组层次直方图中的顶层直方图阈值化的方法如下:S21、分别取出R,G,B色彩平面的层次直方图的最顶层直方图hi,i∈{R,G,B};

S22、对于色彩平面i,将在范围[lm‑1R,lmR)的原始像素强度设置成强度lm,lm‑1R为顶层直方图hi中的第(m‑1)个箱体,lmR为顶层直方图hi中的第m个箱体,则和

4.根据权利要求1所述的自适应层次直方图的彩色图像分割方法,其特征在于,所述步骤S3中对初始分割形成的簇进行合并的方法如下:S31、对初始分割图像,按相同颜色号划分成簇,其中颜色号分别由R,G,B三个分量构成;

S32、将像素规模占比小于给定的像素阈值TS的簇合并到欧几里德距离最近的簇,其中合并后的颜色号取合并后所有像素的平均值,即合并后两个簇的颜色加权平均值,直到每个簇的像素规模大于阈值TS;

S33、找出两个欧几里德距离最近的簇,如果它们之间的距离小于给定的欧几里德距离阈值TC,则将两个簇进行合并,其中合并后的颜色号取合并后所有像素的平均值,即合并后两个簇的颜色加权平均值;

S34、重复步骤S33,直到两个最近的簇的欧几里德距离大于阈值TC。