[发明专利]根据图像中分段区域之间的特征匹配提取目标的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于提取目标区域信息的方法和装置，在对象提取目标图像(静止图像或视频顺序)中查询该目标，从该目标图像中提取目标，其中要提取的目标图像作为查询图像给出，以像素为单位处理对象提取目标图像以确定其中目标的位置，并将查询图像与由一位置上的对象提取目标图像的分段区域构成的图像进行比较，按照彩色特征、纹理特征、和空间布置中的相似性把该位置确定为目标位置。

背景技术

从图像中提取目标的方法主要分成三类，也就是，使用目标移动的基于移动的提取，使用目标区域特征的基于特征的提取，和使用视频编辑软件的人工操作。

基于移动的提取的方法被分成基于图像帧差计算的移动区域提取、基于背景减少的提取和基于移动分析的提取。在美国专利US5,500,904和US5,109,435中公开的使用图像帧差的方法中，计算连续图像画面中的亮度差来提取移动，这是一种提取移动区域的基本方法。在美国专利US5,748,775中公开的基于背景减少的方法中，使用图像特征参数值的暂态变化重建背景图像，和使用重建的背景图像和原始图像之间的差别来提取目标。在美国专利US5,862,508中公开的基于移动分析的方法中，计算移动目标的移动方向和速度来提取移动区域。该方法是一种最普遍的移动区域提取方法，甚至当照明条件或背景结构变化时也能够应用。当连续图像中目标的移动达到适当的量时，能够应用上述基于移动的提取。然而，把基于移动的提取应用到静态图像、具有轻微移动的图像或具有过高移动速度的图像是困难的。

基于特征提取的方法可以分成模板匹配、基于多值阈值的分段和特征匹配。在美国专利US5,943,442中公开的模板匹配方法中，将要提取的目标定义为一模板图像，和提取一其标准化相关值最大的区域作为要搜索的图像中的目标区域。然而，当目标的尺寸变化或目标旋转时，标准化的相关值灵敏地起作用，所以提取执行减少。在美国专利US5,138,671中公开的使用多值阈值提取目标的方法中，使用多值阈值，把图像亮度值或彩色值分布分成多个区域，并将每个区域当成一个目标区域。在这种方法中，不容易准确地从背景中区分目标。

在使用视频编辑软件的人工方法中，人工地提取目标。根据这种方法，目标提取的准确性高，但是需要大量的时间。因此，这种方法对于编辑包括连续图像或大量图像的图像数据库来说是不合适的。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一目的是提供一种方法和装置，使用不同图像中分段区域之间的特征匹配来提取目标。

本发明的第二目的是提供一种计算机可读记录媒体，在其上记录用于在计算机中执行上述方法的程序。

为了完成本发明的第一目的，提供一种用于从图像中提取目标的装置。该装置包括一图像输入单元，其用于接收查询图像，该图像包括一目标和一对象提取目标图像，从该查询图像中提取包括在查询图像中的目标；一目标位置确定单元，用于在对象提取目标图像中，使用基于彩色特征匹配的像素确定目标的位置；一图像分段单元，用于使用包括彩色或纹理的图像特征，把每个查询图像和对象提取目标图像分段成多个区域；和一目标区域确定单元，用于在查询图像中的分段区域和对象提取目标图像中确定的目标位置中的分段区域之间，使用彩色或纹理特征来执行匹配，和使用作为匹配结果得到的匹配区域之间的相邻空间中的相似性来确定最后的目标区域。

也提供一种用于从图像中提取目标的方法。该方法包括以下步骤：(a)接收包括一目标和一对象提取目标图像的查询图像，从该查询图像中提取包括在查询图像中的目标；(b)使用基于彩色特征匹配的像素，在对象提取目标图像中确定目标的位置；(c)使用包括彩色或纹理的图像特征，把查询图像和对象提取目标图像分段成多个区域；和(d)在查询图像中的分段区域和对象提取目标图像中确定的目标位置中的分段区域之间，使用彩色或纹理特征执行匹配，和使用作为匹配结果得到匹配区域之间的相邻空间中的相似性来确定最后的目标区域。

附图的简要说明

通过参考附图详细描述其中一个优选实施例，本发明的上述目的和优点将变得更加明显，其中：

图1是根据本发明一种目标提取装置的优选实施例的框图；

图2是根据本发明一种提取目标方法的流程图；

图3是用于解释用在本发明的量化彩色空间和围箱的图；

图4是用于解释围绕像素(m，n)旋转的图；

图5A和图5B表示原始图像和指定标号的分段图像的例子；

图6表示关于图5B所示的图像的邻接矩阵；