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专利号: 2019111701559
申请人: 广东石油化工学院
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于矩阵低秩稀疏分解的目标显著性检测方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)给定一张输入图像I,首先通过线性迭代聚类方法将其分割成互不重叠的N个超像素块;

D

(2)对于每个超像素块Pi提取一个D维的特征向量,记为fi∈R ;然后,将所有超像素块Pi的特征向量整合成一个表示图像I的特征矩阵:D×N

F=[f1,...,fN]∈R ;

(3)对每个超像素块Pi分别提取位置Lo(i)、颜色Co(i)和边缘Bo(i)先验,并将其融合为一个背景先验Ω(i)=Lo(i)·Co(i)·Bo(i),从而得到背景先验权重Ω;

(4)将特征矩阵F分解成低秩矩阵与稀疏矩阵的和,即F=L+S,所述低秩矩阵表征图像背景,所述稀疏矩阵表征显著目标;然后,利用加权Schattenp‑范数约束低秩矩阵对于显著目标,则用树结构稀疏l2,1范数 和拉普拉斯正则化(Tr(SMFSΤ

))对其进行约束;

(5)采用交替方向乘子法对分解模型进行求解,得出显著目标的检测效果图;

步骤(4)中,对低秩背景的加权Schattenp‑范数约束为

2 2 ‑16

其中权重为 C=2max(m ,n),ε=10 ;

利用有t层的索引树T表示图像块之间的空间关系,其中 表示树T的第i层的所有节点集合,bi表示第i层的所有节点个数, 则基于加权树结构稀疏的l2,1范数表示为:

其中 为矩阵S对应节点 的子矩阵, 表示节点 的权重,其表达式为为保留图像固有局部结构,对显著目标进行拉普拉斯正则化约束N×N

其中si表示S的第i列元素,Θ∈R 为图像关联矩阵,其表达式为为图像拉普拉斯矩阵, 所以优化模型为s.t.F=L+S,

步骤(5)中,优化模型的拉格朗日函数为:其中Y1和Y2是拉格朗日乘子,μ>0是惩罚参数,J为辅助变量;用交替方向乘子法求解模型的步骤如下:D×N

1)输入:特征矩阵F∈R ,索引树 低秩权重W,稀疏权重 参数p,α,和β;

2)初始化:L0=0,S0=0,辅助变量J0=0,拉格朗日乘子Y1,0=0,Y2,0=0,惩罚因子μ0=

10

0.1,μmax=10 ,ρ=1.1,以及迭代次数k=0;

3)分别更新Y1,k+1=Y1,k+μk(F‑Lk+1‑Sk+1),Y2,k+1=Y2,k+μk(Sk+1‑Jk+1)以及μk+1=min(ρμk,μmax);

4)重复步骤6),直到满足收敛条件时停止;

5)输出:L和S。

2.根据权利要求1所述的基于矩阵低秩稀疏分解的目标显著性检测方法,其特征在于:2

步骤(3)中,对于每个超像素,位置先验为 其中σ为高斯分布方差,c为图像中心;颜色先验根据人眼对暖色系的敏感程度获取;边缘先验则是其中B表示边缘超像素集合,qi表示超像素Pi内的像素个数,|·|表示交集长度,即两个超像素块连接的像素个数;然后将三个先验值相乘,得到每个超像素对应的背景先验;最后,得到背景先验权重为