[发明专利]一种基于背景和前景信息的彩色图像显著性检测方法

权利要求书

1.一种基于背景和前景信息的彩色图像显著性检测方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一，图像预处理：对输入的彩色图像进行过分割处理得到一系列超像素块，将超像素块作为最小处理单元；

步骤二，基于背景信息的显著性检测：选取背景种子，通过各超像素块与背景种子之间特征对比获得粗糙显著度；基于背景种子的特征分布定义各超像素块的背景权重，通过背景权重改善粗糙显著度获得基于背景信息的显著度；

步骤三，基于前景信息的显著性检测：对上一步形成的基于背景信息的显著图进行分割，在所有分割结果中选取一个紧密的前景区域，提取前景区域特征，通过特征对比获得基于前景信息的显著度；

步骤四，显著度的整合：整合前两步获得的基于背景和前景信息的显著度获得整合显著度，并对整合显著度进行平滑操作得到所有超像素块优化后的显著度；

在所述步骤二中，获得基于背景信息的显著度的具体过程为：

11)选取图像边框处的超像素块作为背景种子，通过图像中各超像素块与背景种子进行特征对比获得各超像素块的粗糙显著度；

12)对所选取的背景种子进行K均值聚类，根据每个聚类的空间分布确定各聚类属于背景的概率，第k个聚类中背景种子的背景权重定义如下：

P_k＝1-exp(-α(L_s+L_o)),k＝1,2,…,K

其中，L_s为包含所有第k个聚类的最短超像素链的长度，L_o为该超像素链中属于其他聚类的超像素块的数量，参数α范围为0.01～0.08，K为选取的聚类中心数；

13)对于图像中其他超像素块，首先，计算超像素块与所有背景种子的测地距离，得到与该超像素块测地距离最小的背景种子：

其中，BG为背景种子的集合，d_geo(s_i,s_j)为两个超像素块的测地距离；由上一步12)可知该背景种子的背景概率，记该背景种子的背景概率为此超像素块与此背景种子的测地距离为则此超像素块的背景权重为：

然后依次计算出各超像素块的背景权重；

14)定义超像素块的基于背景信息的显著度为：

其中，为超像素块s_i的基于背景信息的显著度，为步骤11)中计算得到的超像素块s_i的粗糙显著度。

2.根据权利要求1所述的一种基于背景和前景信息的彩色图像显著性检测方法，其特征是，在所述步骤一中，过分割处理采用SLIC超像素分割方法。

3.根据权利要求1所述的一种基于背景和前景信息的彩色图像显著性检测方法，其特征是，参数α为0.05。

4.根据权利要求1所述的一种基于背景和前景信息的彩色图像显著性检测方法，其特征是，在所述步骤三中，获得基于前景信息的显著度具体过程为：

21)利用parametric maxflow方法对上一步骤中获得的基于背景的显著图进行分割，得到一系列紧密的前景区域，maxflow方法分割结果为：

其中，N为图像中超像素个数，A_i为超像素块s_i的面积，x_i∈{1,0}表示超像素块s_i是否属于前景区域，e_ij为相邻超像素块之间的相似度，x^f为得到的前景区域分割结果；

22)在所有分割结果中，依据以下公式选取值最优的分割结果作为前景区域：

其中，x^f为分割得到的多个分割结果，N为超像素块的个数，为超像素块s_i的基于背景的显著度，V(x^f)为分割结果x^f的空间坐标方差；

23)提取选择的前景区域特征，通过特征对比确定图像中各超像素块的基于前景的显著度：

其中，FG为获取的前景超像素块的集合，d_c(s_i,s_j)和d_l(s_i,s_j)分别为超像素块之间的颜色距离和空间距离。