一種基于梯度采樣的圖像摳圖方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于梯度采樣的圖像摳圖方法，包括如下步驟：步驟一、獲取圖像和對(duì)應(yīng)的三元圖；步驟二、根據(jù)圖像的顏色分布對(duì)三元圖進(jìn)行擴(kuò)展，進(jìn)一步縮小未知區(qū)域；步驟三、計(jì)算圖像梯度，根據(jù)圖像梯度對(duì)圖像進(jìn)行采樣，對(duì)未知區(qū)域每一個(gè)點(diǎn)得到一組前景、背景候選點(diǎn)集合；步驟四、從候選點(diǎn)集合中選擇出一對(duì)前景、背景點(diǎn)，計(jì)算出一個(gè)四元組；步驟五、進(jìn)一步優(yōu)化采樣得到的前景、背景點(diǎn)，計(jì)算出一個(gè)新的四元組；步驟六、對(duì)步驟五計(jì)算出的新的四元組進(jìn)行平滑，從而最終得到圖。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是：可以快速高質(zhì)量的摳取指定區(qū)域整個(gè)目標(biāo)，可以用于任何圖像采集設(shè)備，尤其適合手機(jī)拍照應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】一種基于梯度采樣的圖像摳圖方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于梯度采樣的圖像摳圖方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域中，圖像摳圖被廣泛應(yīng)用在圖像編輯和視頻編輯領(lǐng)域，包括背景替換，目標(biāo)抽取等。隨著手機(jī)等智能設(shè)備的普及，獲取高質(zhì)量圖像變得越來(lái)越容易，很多照片處理軟件都提供了圖像編輯功能，圖像摳圖技術(shù)在智能設(shè)備上的應(yīng)用也越來(lái)越迫切。摳圖基于這樣一個(gè)假設(shè):圖像當(dāng)前像素點(diǎn)I與對(duì)應(yīng)的前景f和背景b呈線性關(guān)系:1 =α.f+(l-a ).b, I為圖像像素點(diǎn)，f, b, a均未知。通過(guò)一系列技術(shù)可以求取這三個(gè)未知量，其中得到的每個(gè)像素對(duì)應(yīng)的α值構(gòu)成一幅alpha圖，它直接反映出摳圖結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種基于梯度采樣的圖像摳圖方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種基于梯度采樣的圖像摳圖方法，包括如下步驟:
[0005]步驟一、獲取圖像和對(duì)應(yīng)的三元圖；
[0006]步驟二、根據(jù)圖像的顏色分布對(duì)三元圖進(jìn)行擴(kuò)展，進(jìn)一步縮小未知區(qū)域；
[0007]步驟三、計(jì)算圖像梯度，根據(jù)圖像梯度對(duì)圖像進(jìn)行采樣，對(duì)未知區(qū)域每一個(gè)點(diǎn)得到一組前景、背景候選點(diǎn)集合；
[0008]步驟四、從候選點(diǎn)集合中選擇出一對(duì)前景、背景點(diǎn)，計(jì)算出一個(gè)四元組；
[0009]步驟五、進(jìn)一步優(yōu)化采樣得到的前景、背景點(diǎn)，計(jì)算出一個(gè)新的四元組；
[0010]步驟六、對(duì)步驟五計(jì)算出的新的四元組進(jìn)行平滑，從而最終得到α圖。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是:可以快速高質(zhì)量地?fù)溉≈付▍^(qū)域整個(gè)目標(biāo)，可以用于任何圖像采集設(shè)備，尤其適合手機(jī)拍照應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]本發(fā)明將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中:
[0013]圖1是本發(fā)明方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]一種基于梯度采樣的圖像摳圖方法，包括如下步驟:
[0015]步驟一、獲取圖像和對(duì)應(yīng)的三元圖(Trimap):
[0016]三元圖包含前景、背景、未知區(qū)域點(diǎn)的集合，未知區(qū)域即為待摳區(qū)域，它可以根據(jù)相應(yīng)的前景、背景計(jì)算得出。
[0017]讀取圖像I，I為R，G，B三通道彩色圖像及對(duì)應(yīng)的三元圖，其中三元圖被標(biāo)記為前景fi = Q...F、背景bi = Q...B、未知區(qū)域(即待摳區(qū)域)Ui = U,其中F+B+U = H*W，H為圖像高度，W為圖像寬度。
[0018]步驟二、根據(jù)圖像的顏色分布對(duì)三元圖進(jìn)行擴(kuò)展，進(jìn)一步縮小待摳區(qū)域:
[0019]依據(jù)一定規(guī)則擴(kuò)展圖像未知區(qū)域Ui = ^u，具體方法為:
[0020]對(duì)三元圖中未知區(qū)域每一個(gè)點(diǎn)Ui，計(jì)算以其所在位置(x，y)為中心，半徑為r(5〈=r〈 = 15，本文取10)的鄰域Ω j內(nèi)像素I (X’，y’)與點(diǎn)Ui所處位置(x, y)像素I (x, y)顏色之間的距離，如果小于給定閾值(例如取該閾值為2)，并且該像素點(diǎn)屬于前景f (或背景b)。則將該像素點(diǎn)u擴(kuò)展為前景f(或背景b)。經(jīng)過(guò)此擴(kuò)展操作，三元圖進(jìn)一步變?yōu)楸?br> 用.fi = 0...F，、目雙 bj = 0...B'、未知區(qū)域 Ui = O…U’。
[0021]顏色距離計(jì)算公式為:
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種基于梯度采樣的圖像摳圖方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟一、獲取圖像和對(duì)應(yīng)的三元圖； 步驟二、根據(jù)圖像的顏色分布對(duì)三元圖進(jìn)行擴(kuò)展，進(jìn)一步縮小未知區(qū)域； 步驟三、計(jì)算圖像梯度，根據(jù)圖像梯度對(duì)圖像進(jìn)行采樣，對(duì)未知區(qū)域每一個(gè)點(diǎn)得到一組前景、背景候選點(diǎn)集合； 步驟四、從候選點(diǎn)集合中選擇出一對(duì)前景、背景點(diǎn)，計(jì)算出一個(gè)四元組； 步驟五、進(jìn)一步優(yōu)化采樣得到的前景、背景點(diǎn)，計(jì)算出一個(gè)新的四元組； 步驟六、對(duì)步驟五計(jì)算出的新的四元組進(jìn)行平滑，從而最終得到α圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于梯度采樣的圖像摳圖方法，其特征在于:在步驟六得到α圖后，使用導(dǎo)向?yàn)V波對(duì)圖像進(jìn)行濾波，得到最優(yōu)α圖的近似解。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于梯度采樣的圖像摳圖方法，其特征在于:步驟一所述的三元圖被標(biāo)記為前景fi = 0...F、背景bi = Q...Β、未知區(qū)域Ui = α..U，其中F+B+U = H*W，H為圖像高度，W為圖像寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于梯度采樣的圖像摳圖方法，其特征在于:步驟二所述根據(jù)圖像的顏色分布對(duì)三元圖進(jìn)行擴(kuò)展，進(jìn)一步縮小未知區(qū)域的方法為:對(duì)三元圖中未知區(qū)域每一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算以其所在位置為中心，半徑為r的鄰域內(nèi)像素與該點(diǎn)所處位置像素顏色之間的距離，如果距離小于給定閾值，并且該像素點(diǎn)屬于前景或背景，則將該像素點(diǎn)擴(kuò)展為前景或背景。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK104036517SQ201410308833
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】楊弢 申請(qǐng)人:成都品果科技有限公司