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专利号: 2021114441141
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
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于非线性尺度空间的图像分割方法,其特征在于,该方法步骤如下:S1:基于KAZE特征,构建非线性尺度空间;

S2:通过KAZE算法对输入的图片进行非线性滤波,然后计算图像的梯度直方图,获取对比度参数k,根据一组进化时间t,利用加性分子分裂算法得到非线性尺度空间的所有图像;

S3:对S2获取的图像进行平滑处理,并利用迭代算法进行全局阈值处理,再利用边缘改进全局阈值处理,基于改进后的阈值对图像中物体和背景进行初步分割;

S4:对物体和背景进行对比,当物体和背景的对比度在图像中不统一时,根据图像的局部特征,通过最大类间方差法得到阈值并进行图像的分割。

2.根据权利要求1所述的基于非线性尺度空间的图像分割方法,其特征在于:所述S3中,迭代算法进行全局阈值处理,步骤如下:S301:统计图像灰度直方图,求出图像的最大灰度值和最小灰度值,分别记为ZMAX和ZMIN,令初始阈值T0=(ZMAX+ZMIN)/2,迭代次数K=1;

S302:根据第K次迭代阈值TK将图像分割为前景和背景,计算小于T0所有灰度的均值ZA,和大于T0的所有灰度的均值ZB;

S303:求出新阈值TK+1=(ZA+ZB)/2;

S304:若TK和TK+1之间的差小于预定义参数ΔT,则所得TK+1即为迭代最终阈值,否则迭代次数K加1,转S302,继续迭代计算。

3.根据权利要求1所述的基于非线性尺度空间的图像分割方法,其特征在于:所述S3中,利用边缘改进全局阈值处理,步骤如下:S311:采用特征检测方法计算f(x,y)的边缘图像;其中f(x,y)表示经过KAZE特征处理后的图像;

S312:设定一个阈值Tt;

S313:用S312中的阈值对S311中的图像进行阈值处理,产生一幅二值图像gT(x,y);

S314:仅用f(x,y)中对应于gT(x,y)中像素值为1的位置的像素计算直方图。

4.根据权利要求1‑3任一所述的基于非线性尺度空间的图像分割方法,其特征在于:所述S4中,通过最大类间方差法得到阈值,具体包括:计算输入图像的归一化直方图,使用pi,i=0,1,2,…,L‑1表示该直方图的各个分量,pi表示像素的灰度级为i的概率,L表示L个不同的灰度级;计算各分量的累计和Pi(k),累计均2

值m(k);计算全局灰度值mG,计算类间方差σB(k);

2 *

使类间方差σB(k)最大化的灰度级k即为Otsu阈值k ,如果最大值不唯一,则使用各个* * *

最大值k的平均值得到k;在k处计算可分性度量η。

5.根据权利要求4所述的基于非线性尺度空间的图像分割方法,其特征在于:设定输入图像中有MxN个像素,L个不同的灰度级,ni表示灰度级为i的像素个数;

图像中像素总数MN为MN=n0+n1+n2+…+nL‑1;该直方图各分量满足:归一化的直方图各分量pi=ni/MN。

6.根据权利要求5所述的基于非线性尺度空间的图像分割方法,其特征在于:所述S4* *

中,通过最大类间方差法得到阈值k ,0

处理为两类C1和C2,其中C1由图像中灰度值在范围[0,k]内的所有像素组成,C2由灰度值在*

范围[k+1,L‑1]内的所有像素组成。

7.根据权利要求6所述的基于非线性尺度空间的图像分割方法,其特征在于:所述S4中,类间方差的计算公式为:

2

式中σB为类间方差,p1为直方图分量P1的像素被分到类C1的概率;p2为直方图分量P2的像素被分到类C2的概率;m1为分配到类C1的像素的平均灰度值;m2为分配到类C2的像素的平均灰度值;mg为整个图像的平均灰度值。

8.根据权利要求7所述的基于非线性尺度空间的图像分割方法,其特征在于:所述S4中,分隔图像表达式为:

式中f(x,y)表示经过KAZE特征处理后的图像。