從圖像中分割對象的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及計算機視覺領(lǐng)域。更具體地講，涉及一種從圖像中分割對象的方法和 和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖像分割是視覺技術(shù)中的一個重要技術(shù)，其在智能視頻監(jiān)視、基于內(nèi)容的圖像/ 視頻檢索、圖像/視頻注釋、輔助的人機交互中有非常重要的應(yīng)用。近來，圖像分割技術(shù)已 經(jīng)被逐漸應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域，用于從圖像中分割出各種解剖結(jié)構(gòu)，例如，隔膜、表皮、局部 室壁、器官、損傷、腫瘤等。
[0003] 然而，現(xiàn)有的圖像分割技術(shù)需要非常高的計算量，無法實現(xiàn)快速實時的圖像分割。 此外，現(xiàn)有的圖像分割通常需要利用大量的訓(xùn)練樣本來訓(xùn)練分類器，并且訓(xùn)練的分類器僅 能針對特定對象的分割，適用性較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種從圖像中分割對象的方法和和設(shè)備。
[0005] 本發(fā)明的一方面提供一種從圖像中分割對象的方法，包括:A)從圖像中檢測對象 的粗略位置，以獲得包含對象的初始邊界；B)將所述初始邊界轉(zhuǎn)換為鏈表的形式；C)對當(dāng) 前的鏈表進行遍歷；D)確定完成遍歷后的鏈表所表示的邊界是否收斂；E)當(dāng)完成遍歷后的 鏈表所表示的邊界收斂時，以收斂的邊界作為對象的邊界。
[0006] 可選地，在遍歷過程中，對鏈表進行更新。
[0007] 可選地，當(dāng)完成遍歷后的鏈表所表示的邊界沒有收斂時，返回執(zhí)行步驟C)以對當(dāng) 前的鏈表進行遍歷。
[0008] 可選地，步驟C)包括：對當(dāng)前的鏈表的節(jié)點進行遍歷；確定遍歷到的節(jié)點是否是 邊界點；從鏈表刪除被確定為不是邊界點的節(jié)點，并在鏈表的末端添加新的節(jié)點。
[0009] 可選地，在步驟C)中，當(dāng)新添加的節(jié)點的數(shù)量達(dá)到預(yù)定值時，完成遍歷；當(dāng)新添加 的節(jié)點的數(shù)量沒有達(dá)到預(yù)定值，并且最后添加的節(jié)點被遍歷后確定該最后添加的節(jié)點是邊 界點時，完成遍歷。
[0010] 可選地，在鏈表的末端添加新的節(jié)點的步驟包括：將距離所述不是邊界點的節(jié)點 的預(yù)定步長的像素作為新的節(jié)點添加到鏈表的末端。
[0011] 可選地，所述遍歷包括向外演化的遍歷和向內(nèi)演化的遍歷，其中，在向內(nèi)演化的遍 歷過程中，在鏈表的末端添加新的節(jié)點的步驟包括：將沿離開對象的方向距離所述不是邊 界點的節(jié)點的預(yù)定步長的像素作為新的節(jié)點添加到鏈表的末端；其中，在向外演化的遍歷 過程中，在鏈表的末端添加新的節(jié)點的步驟包括：將沿進入對象的方向距離所述不是邊界 點的節(jié)點的預(yù)定步長的像素作為新的節(jié)點添加到鏈表的末端。
[0012] 可選地，步驟C)包括：先執(zhí)行向外演化的遍歷并基于向外演化的遍歷后的鏈表執(zhí) 行向內(nèi)演化的遍歷；或者先執(zhí)行向內(nèi)演化的遍歷并基于向內(nèi)演化的遍歷后的鏈表執(zhí)行向外 演化的遍歷。
[0013] 可選地，步驟D)包括：確定完成遍歷后的鏈表所表示的邊界所指示的區(qū)域與前一 完成遍歷后的鏈表所表示的邊界所指示的區(qū)域之間的差異是否小于預(yù)定閾值，當(dāng)所述差異 小于預(yù)定閾值時，確定完成遍歷后的鏈表所表示的邊界收斂。
[0014] 可選地，所述差異是指完成遍歷后的鏈表所表示的邊界所指示的區(qū)域的中心與前 一完成遍歷后的鏈表所表示的邊界所指示的區(qū)域的中心之間的距離。
[0015] 可選地，所述的方法還包括：從完成遍歷后的鏈表去除冗余節(jié)點，使得鏈表所表示 的邊界為單層邊界，其中，確定完成遍歷后的鏈表所表示的邊界是否收斂的步驟包括：確定 去除了冗余節(jié)點的鏈表所表示的邊界是否收斂。
[0016] 可選地，確定遍歷到的鏈表的節(jié)點是否是邊界點的步驟包括：A1)確定當(dāng)前的鏈表 的鏈表區(qū)域特征值；A2)根據(jù)鏈表區(qū)域特征值計算遍歷到的鏈表的節(jié)點的類別屬性值;A3) 計算遍歷到的鏈表的節(jié)點的光滑特性值和梯度特性值;A4)基于節(jié)點的類別屬性值、光滑特 性值和梯度特性值來確定節(jié)點是否是邊界點。
[0017] 可選地，鏈表區(qū)域特征值可由下面的參數(shù)表示：Cl、^，i G [1，N]，
[0018] 其中，（^是當(dāng)前的鏈表所表示的邊界的內(nèi)部的像素的特征值的均值是包圍所 述邊界的一帶區(qū)域中的第i扇葉區(qū)域中的像素的特征值的均值，N表示所述帶區(qū)域被劃分 的扇葉區(qū)域的數(shù)量。
[0019] 可選地，通過下面的公式計算鏈表區(qū)域特征值:
[0020]
【主權(quán)項】
1. 一種從圖像中分割對象的方法，包括： A) 從圖像中檢測對象的粗略位置，以獲得包含對象的初始邊界； B) 將所述初始邊界轉(zhuǎn)換為鏈表的形式； C) 對當(dāng)前的鏈表進行遍歷； D) 確定完成遍歷后的鏈表所表示的邊界是否收斂； E) 當(dāng)完成遍歷后的鏈表所表示的邊界收斂時，以收斂的邊界作為對象的邊界。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在遍歷過程中，對鏈表進行更新。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)完成遍歷后的鏈表所表示的邊界沒有收斂時， 返回執(zhí)行步驟C)以對當(dāng)前的鏈表進行遍歷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟C)包括： 對當(dāng)前的鏈表的節(jié)點進行遍歷； 確定遍歷到的節(jié)點是否是邊界點； 從鏈表刪除被確定為不是邊界點的節(jié)點，并在鏈表的末端添加新的節(jié)點。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，在步驟C)中，當(dāng)新添加的節(jié)點的數(shù)量達(dá)到預(yù)定值 時，完成遍歷；當(dāng)新添加的節(jié)點的數(shù)量沒有達(dá)到預(yù)定值，并且最后添加的節(jié)點被遍歷后確定 該最后添加的節(jié)點是邊界點時，完成遍歷。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，在鏈表的末端添加新的節(jié)點的步驟包括：將距離 所述不是邊界點的節(jié)點的預(yù)定步長的像素作為新的節(jié)點添加到鏈表的末端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的方法，其中，所述遍歷包括向外演化的遍歷和向內(nèi)演化的 遍歷， 其中，在向內(nèi)演化的遍歷過程中，在鏈表的末端添加新的節(jié)點的步驟包括：將沿離開 對象的方向距離所述不是邊界點的節(jié)點的預(yù)定步長的像素作為新的節(jié)點添加到鏈表的末 端； 其中，在向外演化的遍歷過程中，在鏈表的末端添加新的節(jié)點的步驟包括：將沿進入對 象的方向距離所述不是邊界點的節(jié)點的預(yù)定步長的像素作為新的節(jié)點添加到鏈表的末端。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，步驟C)包括：先執(zhí)行向外演化的遍歷并基于向 外演化的遍歷后的鏈表執(zhí)行向內(nèi)演化的遍歷；或者先執(zhí)行向內(nèi)演化的遍歷并基于向內(nèi)演化 的遍歷后的鏈表執(zhí)行向外演化的遍歷。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟D)包括：確定完成遍歷后的鏈表所表示的 邊界所指示的區(qū)域與前一完成遍歷后的鏈表所表示的邊界所指示的區(qū)域之間的差異是否 小于預(yù)定閾值，當(dāng)所述差異小于預(yù)定閾值時，確定完成遍歷后的鏈表所表示的邊界收斂。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述差異是指完成遍歷后的鏈表所表示的邊界 所指示的區(qū)域的中心與前一完成遍歷后的鏈表所表示的邊界所指示的區(qū)域的中心之間的 距離。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：從完成遍歷后的鏈表去除冗余節(jié)點，使得鏈 表所表示的邊界為單層邊界， 其中，確定完成遍歷后的鏈表所表示的邊界是否收斂的步驟包括：確定去除了冗余節(jié) 點的鏈表所表示的邊界是否收斂。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，確定遍歷到的鏈表的節(jié)點是否是邊界點的步驟 包括： Al)確定當(dāng)前的鏈表的鏈表區(qū)域特征值； A2)根據(jù)鏈表區(qū)域特征值計算遍歷到的鏈表的節(jié)點的類別屬性值； A3)計算遍歷到的鏈表的節(jié)點的光滑特性值和梯度特性值； A4)基于節(jié)點的類別屬性值、光滑特性值和梯度特性值來確定節(jié)點是否是邊界點。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，鏈表區(qū)域特征值可由下面的參數(shù)表示：Cl、 C11, i ^ [Ι,Ν], 其中，C1是當(dāng)前的鏈表所表示的邊界的內(nèi)部的像素的特征值的均值，4是包圍所述邊 界的一帶區(qū)域中的第i扇葉區(qū)域中的像素的特征值的均值，N表示所述帶區(qū)域被劃分的扇 葉區(qū)域的數(shù)量。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，通過下面的公式計算鏈表區(qū)域特征值A(chǔ)e:
其中，I(X)表示鏈表的節(jié)點所表示的像素 X的特征值，Xi(X)表示指示函數(shù)，當(dāng)像素 X 位于4區(qū)域時，Xi(X)=I ;當(dāng)像素 X不位于4區(qū)域時，Xi(X)=O15
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，通過下面的公式計算光滑特性值R(X):
其中，Nn#(X)是節(jié)點所表示的像素 X的去心鄰域，Φ (y)是輸入為y的水平集函數(shù)，該 水平集函數(shù)的值域為{-1，〇, 1}，
表示節(jié)點所表示的像素 X的去心鄰域中的像素數(shù) 量。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，通過下面的公式計算梯度特性值g(x):
其中G。是以σ為方差的高斯核函數(shù)，I表示圖像的像素的像素值集合，符號*表示求 卷積，符