以像素的區域特征為基礎的影像分割標記方法與系統技術方案

一種以像素的區域特征為基礎的影像分割標記方法。當取得一輸入影像時，逐列循序掃描該影像的像素。根據每一像素的相鄰像素的區域特征，決定該輸入影像中的未標記像素的標記，并且記錄像素更新信息以產生一區域標記更新數據表以及區域標記特征數據表。之后，再次逐列循序掃描該輸入影像的像素后并取得該像素的標記，根據區域標記更新數據表判斷并更新該像素的區域標記。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種影像分割方法，且特別是涉及一種以像素的區域特征為基礎的影像分割標記方法。
技術介紹
「影像分割(Image Segmentation)」是從輸入影像中將有興趣的對象分割出來，其 應用于影像辨識、影像壓縮、影像檢索以及監控系統中。傳統常用的影像分割方法包括直方 圖為基礎(Histogram-based)的影像分割方法、邊緣檢測為基礎(Edge-based)的影像分割 方法與區域為基礎(Region-based)的影像分割法。 直方圖為基礎的影像分割方法是通過分析整張或部分影像的統計直方圖 (Histogram)，以決定適當的閾值來當成影像分割的依據。邊緣檢測為基礎的影像分割方法 通過分析對象及背景間的影像亮度的變化，找出對象邊緣作為影像分割的依據。區域為基 礎的影像分割方法依據對象的區域影像間的亮度相似的特性作為影像分割的依據。 上述影像分割法各自有其優缺點。直方圖為基礎的影像分割方法是一種簡單且易 實作的方法，但是如何決定適當的閾值卻是一大挑戰。此外，僅通過分析統計直方圖而沒有 考慮影像的區域特征，雖然對噪聲(Noise)有某種程度的容忍(Tolerance)，但是對復雜影 像的分割結果不盡理想。 邊緣檢測為基礎的影像分割方法以分析影像亮度的變化為主，因此對于噪聲的反 應是很敏感的。同時，如果對象有緩慢遞增/遞減的亮度變化時，不明顯的邊緣會造成分割 上的困難。 區域為基礎的影像分割方法需要先指定種子點(Seed)，然后反復掃描影片中所有 的像素，通過正集具有相似性的相鄰像素，由種子點開始區域增長(Region Growing)而完 成影像分割的需求。此外，該方法對噪聲的反應也是非常的敏感，同時還會有過度切割的問 題(Over Segmentation)。 連通對象標記法(Connected Components Labeling)是為了能夠有效的運用及分 析影像分割的結果，對分割后的各個對象給予不同的標記。以「直方圖」為基礎的影像分割 方法與以「邊緣檢測」為基礎的影像分割方法在完成影像分割之后，需要額外實施連通對象 標記法以標記分割后的各個對象。 以「區域」為基礎的影像分割方法在分割影像時，雖然可以同步給予各個分割區 域各自的標記。然而，這類的影像分割方法除了必須先實施多種的影像前處理技術(Image Pr印rocessing)以減少噪聲帶來的干擾之外，種子點的選定以及費時的反復運算仍是需要 突破的地方。 目前的影像分割技術在分割影像時以「像素」(Pixel)為基礎，根據所定義的相 似性準則，把具有相似特性的相鄰像素歸類成具有相同標記的區域，進而完成影像分割的 需求。然而，現今以「像素基礎比對」的影像分割技術的最大缺點是其影像分割結果對噪 聲是很敏感的。換言之，目前的影像分割技術需要實施影像前處理技術(例如，平滑算法(Smoothing)、邊緣強化算法(Edge Enhancement)、顏色量化(Color Quantization)...等等)來將噪聲移除。 因此，本專利技術提出一種以像素的區域特征為基礎的影像分割標記方法，可同步完 成影像分割以及對象標記的目標，且符合高執行效能的實時性需求。
技術實現思路
基于上述目的，本專利技術實施例披露了一種以像素的區域特征為基礎的影像分割標記方法。當取得一輸入影像時，逐列循序掃描該影像的像素。根據每一像素的相鄰像素的 區域特征，決定該輸入影像中的未標記像素的標記，并且更新相關數據表(「區域標記特征 數據表」以及「區域標記更新數據表」)。之后，再次逐列循序掃描該輸入影像的像素后并取 得該像素的標記，并且根據區域標記更新數據表判斷并更新該像素的區域標記。 本專利技術實施例還披露了一種以像素的區域特征為基礎的影像分割標記方法。取得 一輸入影像(大小為nXm)，并且將該輸入影像分割為一nXm影像。取得該輸入影像中的 一未標記像素，取得該未標記像素的相鄰像素的區域標記及其特征，并且計算該未標記像 素與其相鄰區域的特征的差異。根據差異的結果，決定該未標記像素的一標記，并且根據該 決定的標記更新一區域標記特征數據表與一區域標記更新數據表。判斷是否還有未標記的 像素。如果還有未標記的像素，則取得該輸入影像中的下一未標記像素，并且重復上述步 驟。如果已無未標記的像素，則依據該區域標記更新數據表，循序掃描該輸入影像中的所有 像素，以更新該像素的區域標記，從而完成影像分割。 本專利技術實施例還披露了一種以像素的區域特征為基礎的影像分割標記系統，包括 一數據庫、一掃描單元、一處理單元與一記錄單元。該數據庫還包括一區域標記更新數據表 與一區域標記特征數據表。該掃描單元取得一輸入影像，逐列循序掃描該影像的像素。該 處理單元根據掃描結果取得該像素的每一相鄰像素的區域特征，并且決定該輸入影像中的 未標記像素的標記。該記錄單元根據該像素的標記結果更新區域標記特征數據表，以及區 域標記更新數據表中。該掃描單元再次逐列循序掃描該輸入影像中的所述像素，并且該記 錄單元根據該區域標記更新數據表的數據判斷是否需要更新所述像素的區域標記。 本專利技術實施例還披露了一種以像素的區域特征為基礎的影像分割標記系統，包括 一數據庫、一掃描單元、一處理單元與一記錄單元。該數據庫還包括一區域標記更新數據表 與一區域標記特征數據表。該掃描單元取得一輸入影像并且將該輸入影像分割為一 nXm 影像，并且逐列循序掃描該nXm影像的像素。該處理單元取得該輸入影像中的一未標記像 素，取得該未標記像素的相鄰像素的區域標記及其特征，計算該未標記像素與其相鄰區域 的特征的差異，并且根據差異的結果決定該未標記像素的一標記。該記錄單元根據該未標 記像素決定的該標記更新該區域標記特征數據表與該區域標記更新數據表。該掃描單元判 斷是否還有未標記的像素，如果還有未標記的像素，則取得該輸入影像中的下一未標記像 素，并且重復上述步驟，如果已無未標記的像素，則該掃描單元依據該區域標記更新數據表 循序掃描該輸入影像中的所有像素，以更新該像素的區域標記，從而完成影像分割。附圖說明 圖1顯示本專利技術實施例的以像素的區域特征為基礎的影像分割標記方法的步驟流程圖。 圖2顯示本專利技術實施例的決定未標記像素的區域標記的方法步驟流程圖。 圖3顯示相鄰像素的像素特征與區域特征的差別的示意圖 圖4顯示本專利技術實施例的像素標記的方法步驟流程圖。 圖5A 5E顯示本專利技術實施例的像素標記的工作流程示意圖。 圖6顯示本專利技術實施例的以像素的區域特征為基礎的影像分割標記系統的架構示意圖。 圖7A 7D顯示本專利技術另一實施例的像素標記的工作流程示意圖。 附圖符號說明 Sll. . S15 流程步驟 S21. . S27 流程步驟 S41. . S46 流程步驟 610 掃描單元 620 處理單元 630 記錄單元 640 數據庫 641 區域標記更新數據表 643 區域標記特征數據表具體實施例方式為了使本專利技術的目的、特征、及優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并結合 圖1至圖7，做詳細的說明。本專利技術說明書提供不同的實施例來說明本專利技術不同實施方式的 技術特征。其中，實施例中的各元件的配置為說明之用，并非用以限制本專利技術。且實施例中 附圖標號的部分重復，是為了簡化說明，并非意指本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種以像素的區域特征為基礎的影像分割標記方法，包括下列步驟：當取得一輸入影像時，逐列循序掃描該影像的像素；根據每一像素的相鄰像素的區域特征，決定該輸入影像中的未標記像素的標記；根據該輸入影像像素標記以更新一區域標記特征數據表；記錄所述像素更新標記信息以產生一區域標記更新數據表；逐列循序掃描該輸入影像的所述像素；以及根據該區域標記更新數據表更新具有相關性的像素的區域標記。

【技術特征摘要】
一種以像素的區域特征為基礎的影像分割標記方法，包括下列步驟當取得一輸入影像時，逐列循序掃描該影像的像素；根據每一像素的相鄰像素的區域特征，決定該輸入影像中的未標記像素的標記；根據該輸入影像像素標記以更新一區域標記特征數據表；記錄所述像素更新標記信息以產生一區域標記更新數據表；逐列循序掃描該輸入影像的所述像素；以及根據該區域標記更新數據表更新具有相關性的像素的區域標記。2. 如權利要求1所述的以像素的區域特征為基礎的影像分割標記方法，其中，決定未 標記像素的標記的步驟還包括下列步驟當取得一未標記的像素時，擷取該未標記像素的特征及其相鄰像素所對應的區域標記 的特征；比對該未標記像素的特征與其相鄰像素的區域標記的特征而決定該未標記像素的標記；根據決定的該未標記像素的標記更新相對應的區域標記的特征； 記錄區域標記更新信息；以及更新一區域標記特征數據表與該區域標記更新數據表，使得該未標記的像素成為一已 標記像素。3. 如權利要求1所述的以像素的區域特征為基礎的影像分割標記方法，其中，將該像 素的區域標記的平均亮度做為該像素對應的區域特征。4. 如權利要求3所述的以像素的區域特征為基礎的影像分割標記方法，其中，根據該 像素的區域標記的平均亮度求得各個相鄰像素所對應的區域特征。5. 如權利要求4所述的以像素的區域特征為基礎的影像分割標記方法，其中，根據該 像素與每一相鄰像素的灰階值差異以及與每一相鄰像素區域的差異判斷該像素與哪一像 素相鄰。6. 如權利要求1所述的以像素的區域特征為基礎的影像分割標記方法，其中，該區域 標記更新數據表可整合至該區域標記特征數據表中。7. —種以像素的區域特征為基礎的影像分割標記方法，包括下列步驟 取得一輸入影像，并且將該輸入影像分割為一 nXm影像； 取得該輸入影像中的一未標記像素； 取得該未標記像素的相鄰像素的區域標記及其特征； 計算該未標記像素與其相鄰區域的特征的差異；根據差異的結果，決定該未標記像素的一標記，并且根據該未標記像素決定的該標記 更新一區域標記特征數據表與一區域標記更新數據表； 判斷是否還有未標記的像素；如果還有未標記的像素，則取得該輸入影像中的下一未標記像素，并且重復上述步驟；如果已無未標記的像素，則依據該區域標記更新數據表，循序掃描該輸入影像中的所 有像素，以更新該像素的區域標記，從而完成影像分割。8. —種以像素的區域特征為基礎的影像分割標記系統，包括一數據庫，其還包括一區域標記更新數據表與一區域標記特征數據表； 一掃描單元，其取得一輸入影像，逐列循序掃描該影像的像素；一處理單元，其根據掃描結果取得每一相鄰像素的區域特征，并且決定該輸入影像中的未標記像素的標記；以及一記錄單元，其將更新的像素數據記錄在該區域標記更新數據表中； 其中，該掃描單元再次逐列循序掃描該輸入影像中的所述像素，并且該記錄單元根據該區域標記更新數據表更新具有相關性的像素的區域標記。9. 如權利要求8所述的以像素的區域特征為基礎的影像分割標記系統，其中，在決定 未標記像素的標記的步驟中，當取得一未標記的像素時，該處理單元擷取該未標記像素的特征及其相鄰像素所對應 的區域標記的特征，并且比對該未標記像素的特征與其相鄰像素的區域標記的特征而決定 該未標記像素的標記，該記錄單元根據決定的該未標記像素的標記更新相對應的區域標記 的特征，記錄區域標記更新信息，并且更新該區域標記特征數據表與該區域標記更新數據 表，使得該未標記的像素成為一已標記像素。10. 如權利要求8所述的以像素的區域特征為基礎的影像分割標記系統，其中，將該像 素的區域標記的平均亮度做為該像素對應的區域特征。11. 如權利要求io所述的以像素的區域特征為基礎的影像分割標記系統，其中，根據該像素的區域...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳易達，石明于，黃鐘賢，
申請(專利權)人：財團法人工業技術研究院，
類型：發明
國別省市：71[中國|臺灣]