[发明专利]一种面向视觉显著性检测的中央周围环绕优化方法

摘要

本发明涉及一种面向视觉显著性检测的中央-周围环绕优化方法。本发明方法首先提取输入图像的显著基元，得到三个彩色分量。其次每个显著基元的颜色独特性值并计算空间紧凑性值。然后依据颜色独特性值和空间紧凑性值计算每个显著基元的合成显著性值。最后结合感受野区域采用一种简化中央-周围环绕算子计算每个显著基元的最终显著性值。本发明采用线性加权函数对目前生物视觉感受野的两种模型进行拟合和简化,实现两种感受野模型的统一建模。

主权项

1. 一种面向视觉显著性检测的中央-周围环绕优化方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤(1)：采用SLIC超像素聚类方法，提取输入图像的显著基元，具体为：对于输入图像，设定期望划分的超像素个数为，采用SLIC超像素聚类方法根据期望的超像素个数划分出多个互不相交且区域面积近似相等的超像素区域，最终实际划分出的超像素个数为；将一个超像素区域视为一个显著基元，即显著基元的个数为；步骤(2)：采用彩色变换方法，分别提取输入图像在CIELAB空间的l彩色分量图、a彩色分量图和b彩色分量图，具体为：对于输入图像，其l彩色分量图、a彩色分量图和b彩色分量图分别表示为、和；步骤(3)：根据步骤(1)和步骤(2)的结果，提取每个显著基元在CIELAB空间的颜色特征，具体为：对于输入图像中的第i个显著基元，其颜色特征是由显著基元在CIELAB空间的颜色均值矢量、超像素区域的质心坐标组成；所述的显著基元在CIELAB空间的颜色均值矢量表示为，其中为显著基元内所有像素的l彩色分量均值，为显著基元内所有像素的a彩色分量均值，为显著基元内所有像素的b彩色分量均值；所述的显著基元的质心坐标表示为，其中为显著基元内所有像素垂直方向坐标的均值与输入图像高度的比值，为显著基元内所有像素水平方向坐标的均值与输入图像宽度的比值；步骤(4)：根据步骤(3)结果，提取每个显著基元的颜色独特性值，具体为：对于输入图像中的第i个显著基元，其颜色独特性值表示为：其中为显著基元和显著基元在CIELAB空间的颜色距离；为显著基元和显著基元的空间距离；为高斯函数标准差；所述的显著基元和显著基元在CIELAB空间的颜色距离表示为显著基元在CIELAB空间的颜色均值矢量与显著基元在CIELAB空间的颜色均值矢量的L2距离，具体描述为：所述的显著基元和显著基元的空间距离表示为显著基元的质心坐标与显著基元的质心坐标的L2距离，具体描述为：步骤(5)：根据步骤(3)结果，计算每个显著基元的空间紧凑性值，具体为：对于输入图像中的第i个显著基元，其空间紧凑性值表示为：其中为高斯函数标准差；步骤(6)：根据步骤(4)和步骤(5)的结果，计算每个显著基元的合成显著性值，具体为：对于输入图像中的第i个显著基元，其合成显著性值表示为：其中为高斯函数方差；步骤(7)：根据步骤(4)的结果，提取每个显著基元的感受野区域，具体为：对于输入图像中的第i个显著基元，计算显著基元与其他显著基元的独特性距离，并按该距离对所有显著基元进行升序排列，形成一组新的显著基元序列；在新的显著基元序列中位置处于越前面的显著基元，与显著基元的独特性距离越小；提取新的显著基元序列中前个显著基元组成为显著基元的“中央”邻域区域；提取新的显著基元序列中第到第个的显著基元组成为显著基元的“周围”邻域区域；显著基元的“中央”邻域区域和“周围”邻域区域构成显著基元的感受野区域；显著基元与显著基元的独特性距离表示为显著基元的颜色独特性值与显著基元的颜色独特性值的L2距离，具体描述为：步骤(8)：根据步骤(6)和步骤(7)的结果，采用一种简化中央-周围环绕算子计算每个显著基元的最终显著性值；简化中央-周围环绕算子迭代执行次；具体为：对于输入图像中的第i个显著基元，所提出的一种简化中央-周围环绕算子描述为：其中为显著基元的最终显著性值；为显著基元对显著基元最终显著性值的贡献权重；为“中心”兴奋强度和“周围”抑制强度的比值；取值范围为；当时，所提出的简化中央-周围环绕算子是实现对当前中央-周围环绕双指数模型的拟合和简化；当时，所提出的简化中央-周围环绕算子是实现对当前中央-周围环绕高斯差分模型的拟合和简化； 步骤(9)：为输入图像中的每个像素分配显著性值，具体为：对于输入图像中像素，其显著性值表示为：。