專利名稱：一種提取目標(biāo)區(qū)域的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及立體圖像處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
已知一個目標(biāo)區(qū)域，欲在一幅圖像中提取出無旋轉(zhuǎn)和無縮放的該區(qū)域，稱為提取目標(biāo)區(qū)域。提取目標(biāo)區(qū)域常用方法之一是將該目標(biāo)區(qū)域放入一個恰好包含該目標(biāo)區(qū)域的矩形窗，矩形窗的長為目標(biāo)區(qū)域的長的最大值，寬為目標(biāo)區(qū)域的寬的最大值，然后在圖像中以相同大小的矩形窗逐步搜索，將圖像中每個矩形窗內(nèi)所有像素與目標(biāo)區(qū)域像素按一定方式予以比較，滿足一定條件則認(rèn)為已經(jīng)從圖像中提取出目標(biāo)區(qū)域；一定方式指窗口內(nèi)像素值的均值、像素值之差的絕對值之和以及歸一化方差等。該方法一般需要對窗口內(nèi)所有像素值做差，較易受噪聲影響，同時某些方式受旋轉(zhuǎn)影響很大。提取目標(biāo)區(qū)域常用方法之二是將該目標(biāo)區(qū)域放入一個恰好包含該目標(biāo)區(qū)域的矩形窗，在該矩形窗內(nèi)選取有代表性的像素點，然后在圖像中按一定方式搜索出這些有代表性的像素點；代表性是指具有明顯特征，比如三角形的頂點、線段的交點等。該方法依賴于有代表性的像素點的選取。圖像的分維度是對圖像局部與圖像全體的相似性的一種量度，分為圖像全體的分維度和圖像像素點的分維度。前者對一幅圖像計算出一個數(shù)值作為圖像全體的分維度，不能區(qū)分出圖像內(nèi)的點，對圖像的轉(zhuǎn)置具有不變性；后者可以區(qū)分出圖像內(nèi)的像素點，但不能區(qū)分圖像全體，且常用計算方法計算出的像素點的分維度對圖像的轉(zhuǎn)置不具有不變性，即圖像矩陣的分維度矩陣的轉(zhuǎn)置不等于圖像矩陣的轉(zhuǎn)置的分維度矩陣；兩者不能定義于尺寸小于4X4的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種提取目標(biāo)區(qū)域的方法。該方法首先計算矩形窗內(nèi)每個像素點的分維度形成分維度矩陣，在目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)部分選取部分像素點的分維度，使得這些選出的分維度盡可能多且不等，優(yōu)選的，如果分維度矩陣中存在至少3個不等的分維度，則選擇3個不等的分維度，如果分維度矩陣中僅存在少于3個不等的分維度，則選取目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)部分所有像素點的分維度，這些選出的分維度連同其在矩形窗內(nèi)的位置構(gòu)成該目標(biāo)區(qū)域的特征分維度；然后在圖像中以與包含目標(biāo)區(qū)域的矩形窗相同大小的矩形窗逐步搜索，計算矩形窗內(nèi)每個像素點的分維度，搜索是否也存在目標(biāo)區(qū)域的特征分維度。如果存在，則視為從圖像中提取出了目標(biāo)區(qū)域，搜索出的特征分維度的位置即為目標(biāo)區(qū)域相應(yīng)像素點在圖像中的位置；如果不存在，則圖像中不存在該目標(biāo)區(qū)域。圖像矩陣中每個像素的分維度的計算方法如下。假設(shè)窗口的尺寸為 #xN。如果JT <4且灰<4，則將該區(qū)域放入4X4的窗口，窗口內(nèi)非目標(biāo)區(qū)域的像素值為0，按尺寸4X4進(jìn)行如下計算。第一步，將窗口內(nèi)圖像通過周期擴展方式擴大到 「3# / 2]X[3# /21大小，形成臨時窗口圖像。第二步，對窗口內(nèi)圖像的每個像素點，在臨時窗口圖像中選取以其為近似對稱中心,奇數(shù)時即對稱中心,偶數(shù)時偏離對稱中心半個像素,且大小為if xN的圖像作為該像素點對應(yīng)的圖像。第三步，如附圖I所示，對該像素點對應(yīng)的圖像，用· x n c = Lir/ri J -'n =個邊長為5的矩形盡量且不重復(fù)覆蓋，
窗口內(nèi)圖像的下方未覆蓋區(qū)域用以G為長的矩形覆蓋，不要求寬為》i，右方未覆蓋區(qū)域用以 G力寬的矩形覆蓋，不要求長力G汁算每個矩形范圍內(nèi)最大像素值與最小像素值的差值， 對所有的差值乘以再加上一個常數(shù)再求和得到皿巧，優(yōu)選的，該常數(shù)為0.001。第四步，令G從2增加到一個值，該值為與兩個值中的較小值，得到一系列數(shù)對 (rfJ 5i2 ￡);最后以直線擬合對數(shù)坐標(biāo)flog(rf),獲得對應(yīng)于窗口內(nèi)圖像該像素
點的分維度。這樣的計算方法能使圖像像素點的分維度對圖像轉(zhuǎn)置操作具有不變性，即圖像的分維度矩陣的轉(zhuǎn)置等于圖像的轉(zhuǎn)置的分維度矩陣。本發(fā)明沒有利用所有像素值做差，抗噪聲能力較強，而且所用特征分維度對應(yīng)的像素點不要求具有代表性，能夠用特征分維度提取尺寸大于等于以及小于4X4的目標(biāo)區(qū)域。在圖像有少量噪聲或少量縮放時可以突顯出本方法帶來的便利。


附圖I為分維度計算的覆蓋過程。
附圖2為目標(biāo)區(qū)域。
附圖3為恰好包含目標(biāo)區(qū)域的矩形窗。
附圖4為包含目標(biāo)區(qū)域的多個矩形窗。
附圖5為矩形窗內(nèi)每個像素點的分維度形成的分維度矩陣。
附圖6為包含目標(biāo)區(qū)域的圖像。
附圖7為圖像內(nèi)某一矩形窗。
附圖8為圖像內(nèi)某一矩形窗內(nèi)每個像素點的分維度形成的分維度矩陣。
附圖中標(biāo)號示意為(I)從目標(biāo)區(qū)域所在矩形窗的分維度矩陣中選取的特征分維
度；(2)從圖像某一矩形窗的分維度矩陣中搜索出的特征分維度圖5為矩形窗內(nèi)每個像素點的分維度形成的分維度矩陣。應(yīng)該理解上述附圖只是示意性的，并沒有按比例繪制。
具體實施例方式下面詳細(xì)說明利用本發(fā)明來提取目標(biāo)區(qū)域的一個典型實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的具體描述。有必要在此指出的是，以下實施例只用于本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域技術(shù)熟練人員根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容對本發(fā)明做出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。采用本發(fā)明提取目標(biāo)區(qū)域的步驟如下。第一步，將目標(biāo)區(qū)域放入一個恰好包含該目標(biāo)區(qū)域的矩形窗，即將目標(biāo)區(qū)域的像素值賦給矩形窗內(nèi)像素點，矩形窗初始像素值均為0，得到矩形窗。計算矩形窗內(nèi)每個像素點的分維度得到分維度矩陣；從分維度矩陣中選取出特征分維度。該實施例中目標(biāo)區(qū)域如附圖2所示，尺寸為13X8，包含目標(biāo)區(qū)域的矩形窗如附圖3所示，尺寸為13X8，計分維度時選擇的參數(shù)為O. 001，分維度矩陣如附圖4中矩陣所示，在矩形窗的分維度矩陣中選取的特征分維度如標(biāo)號(I)所示，表示矩形窗內(nèi)坐標(biāo)為(1，O的像素點其分維度為
2.158772，處于(1，4)位置的像素點其分維度為2. 270975，處于(4，2)位置的像素點其分維度為I. 963879。對某些目標(biāo)區(qū)域，可以選用多個矩形窗包含目標(biāo)區(qū)域。如附圖5所示，左邊為目標(biāo)區(qū)域，右邊為兩個矩形窗，中間的箭頭表示將目標(biāo)區(qū)域的橫豎兩部分分別用兩個矩形包含。 此時目標(biāo)區(qū)域的特征分維度由每個矩形窗的特征分維度連同其在多個矩形窗中的位置構(gòu)成。第二步，在包含目標(biāo)區(qū)域的圖像中分別依次選取與包含目標(biāo)區(qū)域的矩形窗同樣大小的矩形窗；計算矩形窗內(nèi)每個像素的分維度得到分維度矩陣；在該分維度矩陣中搜索是否存在目標(biāo)區(qū)域的特征分維度，如果存在，則該矩形窗包含目標(biāo)區(qū)域，目標(biāo)區(qū)域的提取完成；特征分維度在圖像中的位置即為目標(biāo)區(qū)域相應(yīng)像素點在圖像中所占的位置。如果所有矩形窗內(nèi)均不存在特征分維度，則圖像中不存在目標(biāo)區(qū)域。本實施例中，包含目標(biāo)區(qū)域的圖像如附圖6所示，尺寸為73X73，選取的某一個矩形窗如附圖7所示，矩形窗對應(yīng)的分維度矩陣如附圖8所示，搜索到的特征分維度如(2)所示。
權(quán)利要求
1.一種提取目標(biāo)區(qū)域的方法，其特征是利用目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部分像素點的分維度和位置構(gòu)成目標(biāo)區(qū)域的特征分維度實現(xiàn)在圖像中提取該目標(biāo)區(qū)域，其具體方法為首先計算矩形窗內(nèi)每個像素點的分維度形成分維度矩陣，在目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)部分選取部分像素點的分維度， 使得這些選出的分維度盡可能多且不等，優(yōu)選的，如果分維度矩陣中存在至少3個不等的分維度，則選擇3個不等的分維度，如果分維度矩陣中僅存在少于3個不等的分維度，則選取目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)部分所有像素點的分維度，這些選出的分維度連同其在矩形窗內(nèi)的位置構(gòu)成該目標(biāo)區(qū)域的特征分維度；然后在圖像中以與包含目標(biāo)區(qū)域的矩形窗相同大小的矩形窗逐步搜索，計算矩形窗內(nèi)每個像素點的分維度，搜索是否也存在目標(biāo)區(qū)域的特征分維度；如果存在，則視為從圖像中提取出了目標(biāo)區(qū)域，搜索出的特征分維度的位置即為目標(biāo)區(qū)域相應(yīng)像素點在圖像中的位置；如果不存在，則圖像中不存在該目標(biāo)區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提取目標(biāo)區(qū)域的方法，其特征是采用isx/j C/ = [IfriI ,刀=[//A-J)個邊長為&的矩形盡量且不重復(fù)覆蓋，窗口內(nèi)圖像的下方未覆蓋區(qū)域用以A為長的矩形覆蓋，不要求寬為右方未覆蓋區(qū)域用以，力寬的矩形覆蓋，不要求長為窗口的尺寸為JT XN。
全文摘要
本發(fā)明提出一種提取目標(biāo)區(qū)域的方法。首先計算矩形窗內(nèi)每個像素點的分維度形成分維度矩陣，在目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)部分選取部分像素點的分維度，這些選出的分維度連同其在矩形窗內(nèi)的位置構(gòu)成特征分維度；然后在圖像中以相同大小的矩形窗逐步搜索，計算矩形窗內(nèi)每個像素點的分維度，搜索是否也存在目標(biāo)區(qū)域的特征分維度；如果存在，則視為從圖像中提取出了目標(biāo)區(qū)域，如果不存在，則圖像中不存在該目標(biāo)區(qū)域。該方法抗噪聲能力較強，而且所用特征分維度對應(yīng)的像素點不要求具有代表性，能夠用特征分維度提取尺寸小于4×4的目標(biāo)區(qū)域。
文檔編號G06T7/60GK102609960SQ20121003501
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月16日
發(fā)明者彭華榮, 王瓊?cè)A 申請人:四川大學(xué)