[发明专利]一种基于交互式的立体图像分割方法

权利要求书

1.一种基于交互式的立体图像分割方法，其特征在于：其包括以下步骤：1)输入待处理立体图像，将其作为输入图像，并通过交互式的方式在输入图像的左视图涂前景和背景线条，其中涂色前景和背景线条标记为S；

2)提取左视图中涂色前景和背景线条的中心线L，并进行均匀采样获得采样点(P_ij,|i＝1..n_c,j＝1..n_i)，其中n_i和n_c分别为中心线的采样点数和线条数，对输入图像的左视图沿着图像的边界进行均匀采样获得采样点B，对输入图像的左视图和右视图进行SIFT特征点匹配，获得匹配对其中n_F为匹配对数量；

3)采用限制性的Delaunay三角网剖分方法对左视图构建三角形网格，其中，作为顶点限制项，作为线段限制项，然后构建能量最优化方程，获得右视图与左视图一致性的网格；

4)左视图根据步骤2)中获得的采样点(P_ij,|i＝1..n_c,j＝1..n_i)重建含涂色线条左视图，右视图根据一致性网格中相应的网格顶点生成含涂色线条右视图；

5)分别对重建的含涂色线条左视图和含涂色线条右视图进行特征向量构建；

6)基于步骤5)中获得的特征向量，用KNN分别求出立体图像左视图和右视图中每个像素最近的10个像素，作为对应像素的最近邻域像素；

7)构建非局部线性优化模型，分别对立体图像左视图和右视图进行图像分割，

步骤7)中所述非局部线性优化模型如下：

J(U)＝λ(U-G)^TD_S(U-G)+U^TL_nonlocalU

式中U为待求解的分割图像，λ设置为1；

D_s为对角矩阵，在该对角矩阵中，涂色线条像素对应的对角线上的值为1，其余对角线上的值为0；

G对应为涂色线条的值，其中前景线条对应值为1，背景线条对应的值为0，

求解非局部线性优化模型获得如下稀疏线性系统：

U＝(L_nonlocal+λD_s)^-1λD_sG

式中：L_nonlocal+λD_s为稀疏矩阵求解，通过高斯-赛德尔迭代法求解；

最后，图像分割结果可以通过二值化U_i获得：

算法实现中x_B为背景色设置为0，x_F为前景色设置1；

Y为最终的图像分割结果,L_nonlocal为非局部拉普拉斯矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种基于交互式的立体图像分割方法，其特征在于，步骤3)中所述的能量最优化方程，其求解右视图与左视图一致性的网格方法如下：

让U^l为左视图中限制性的顶点，找到右视图网格中的顶点U^r，满足如下三项限制：

E＝ω_FE_F+ω_VE_V+ω_SE_S

式中

参数ω_F，ω_V，ω_S为能量项E_F，E_V，E_S的系数，算法实现中ω_F＝10，ω_V＝10，ω_S＝1；

操作[y]为提取顶点的y坐标；表示通过顶点和顶点形成的顶点

T^l为左视图网格中三角形集合；

上面的能量公式为二次函数优化问题，可以通过求一阶偏导数为零，求解得到右视图中网格顶点。