一種從圖像中提取深度連續(xù)物體圖像的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種從圖像中提取深度連續(xù)物體圖像的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，對(duì)于圖像中所要分割的目標(biāo)物體，主要使用色彩圖基礎(chǔ)進(jìn)行拍攝與分割，由于色彩圖受到光照以及紋理色彩的影響，且色彩圖有三通道的圖像信息，從而產(chǎn)生圖像分割中的物體分割不穩(wěn)定以及圖像處理效率低的問題，且對(duì)這些問題一直沒有穩(wěn)定有效的解決方案。
[0003]美國(guó)專利申請(qǐng)US8625897公開了一種前景和背景圖像分割方案(FOREGROUND ANDBACKGROUND IMAGE SEGMENTAT1N)，該方案是以測(cè)地距為分割物體的方式，對(duì)于不同物體需要進(jìn)行反復(fù)多次的掃描，雖然可以完成場(chǎng)景中物體的分割以及識(shí)別。但還存在以下明顯不足，其圖像分割的實(shí)時(shí)性差，且無法采用運(yùn)算性能較差的圖像處理設(shè)備來實(shí)施，整體效率較低。
[0004]中國(guó)專利申請(qǐng)201310335636.7公開了一種物體深度信息的連續(xù)性處理方法，一是通過視頻段落第一幀的深度提取:(I)確定物體空間關(guān)系:確定各個(gè)物體之間的“物理相鄰”關(guān)系以及前后相對(duì)的不均關(guān)系，并保存物理相鄰的2個(gè)物體之間的相鄰邊的坐標(biāo)；(2)選擇關(guān)鍵點(diǎn):選定其中任何一個(gè)物體，在其與其他物體“物理相鄰”的邊界上給定一定的深度值；(3)計(jì)算物體各個(gè)部分的深度值:采用連續(xù)的2維樣條插值技術(shù)計(jì)算物體的其他各個(gè)像素點(diǎn)的；二是物體運(yùn)動(dòng)下的局部深度信息的連續(xù)性。雖然該方法可解決現(xiàn)有物體深度信息提取中，在實(shí)際場(chǎng)景中不太實(shí)際，影響最后的立體效果以及物體局部發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)無法直接反映局部部件中的深度變化問題；而且還存在以下明顯不足，該專利使用關(guān)鍵點(diǎn)計(jì)算其它深度值信息，然而關(guān)鍵點(diǎn)不容易取到，不容易實(shí)現(xiàn)并行算法。
[0005]綜上所述，如何克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足已成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)領(lǐng)域中亟待解決的重大難題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種從圖像中提取深度連續(xù)物體圖像的方法，本發(fā)明能夠根據(jù)深度圖像中目標(biāo)物體的深度連續(xù)性來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物體圖像穩(wěn)定有效的分割，以大大提高圖像處理的效率。
[0007]根據(jù)本發(fā)明提出的一種從背景圖像中提取深度連續(xù)物體圖像的方法，其特征在于，包括如下具體步驟:步驟1，獲取表征物體距離攝像頭距離的深度圖像；步驟2，第一遍全圖掃描，判斷像素點(diǎn)之間的深度連續(xù)關(guān)系，并對(duì)像素點(diǎn)在標(biāo)號(hào)圖上進(jìn)行標(biāo)記深度連續(xù)關(guān)系的第一遍標(biāo)記操作，所述標(biāo)號(hào)圖為深度圖像的像素對(duì)應(yīng)的標(biāo)記號(hào)組成的圖；步驟3，在所述第一遍全圖掃描的同時(shí)，對(duì)深度圖像的標(biāo)記號(hào)進(jìn)行標(biāo)記關(guān)系表操作，包括為深度圖像的標(biāo)記號(hào)建立標(biāo)記關(guān)系表，以及為追蹤深度連續(xù)像素點(diǎn)的標(biāo)記號(hào)之間的連接順序，而對(duì)深度連續(xù)像素點(diǎn)的標(biāo)記號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)合并與更新所述標(biāo)記關(guān)系表的操作；步驟4，標(biāo)記關(guān)系表的最終標(biāo)記號(hào)整合操作，為所述深度圖像的所有標(biāo)記號(hào)獲取應(yīng)該設(shè)置的真實(shí)標(biāo)記號(hào)；步驟5，第二遍全圖掃描，根據(jù)步驟4中更新后的標(biāo)記關(guān)系表對(duì)標(biāo)號(hào)圖進(jìn)行合并標(biāo)記的第二遍標(biāo)記操作，第二遍標(biāo)記操作后，深度連續(xù)物體的像素點(diǎn)在標(biāo)記圖中表示為相同的標(biāo)記號(hào)；步驟6，在所述第二遍全圖掃描同時(shí)，統(tǒng)計(jì)各深度連續(xù)物體的屬性，并輸出深度連續(xù)物體標(biāo)記圖，所述深度連續(xù)物體標(biāo)記圖是指記錄所有深度連續(xù)物體的標(biāo)號(hào)圖。
[0008]本發(fā)明提出的一種從圖像中提取深度連續(xù)物體圖像的方法的進(jìn)一步優(yōu)選方案是:
[0009]本發(fā)明步驟I所述表征物體距離攝像頭距離的深度圖像中提取深度連續(xù)的物體圖像，是指所述的深度圖像為不限定分辨率的數(shù)字圖像，其中每個(gè)像素點(diǎn)都是當(dāng)前場(chǎng)景中物體垂直于攝像頭主光軸的直線距離。
[0010]步驟2所述判斷像素點(diǎn)之間的深度連續(xù)關(guān)系，是指全圖按照行掃描的方式進(jìn)行，深度圖像中的每一行中的像素點(diǎn)與其相鄰的像素點(diǎn)進(jìn)行深度值的比較，以判斷像素點(diǎn)之間的深度連續(xù)關(guān)系。
[0011]所述深度圖像中的每一行中的像素點(diǎn)與其相鄰的像素點(diǎn)進(jìn)行深度值的比較，是指:設(shè)每行掃描的中心像素點(diǎn)為X，每個(gè)中心像素點(diǎn)X與P，q，r，s四個(gè)周圍像素點(diǎn)進(jìn)行深度差值的比較；其中P，q，r三個(gè)像素點(diǎn)為中心像素點(diǎn)X上一行的像素點(diǎn)，s為中心像素點(diǎn)X左側(cè)的已經(jīng)完成掃描的像素點(diǎn)；若掃描的中心像素點(diǎn)為分布于第一行的像素點(diǎn)則無需考慮與P，q，r進(jìn)行比較；若掃描的中心像素點(diǎn)為分布于第一列的像素點(diǎn)則無需考慮與s進(jìn)行比較。
[0012]所述深度圖像中的每一行中的像素點(diǎn)與其相鄰的像素點(diǎn)進(jìn)行深度值的比較，是采用所述中心像素點(diǎn)X的深度值作中心深度值，使用中心深度值查找預(yù)先設(shè)定的深度差閾值表，獲得該中心深度值所對(duì)應(yīng)的深度差閾值，該深度差閾值表中的閾值由中心深度值決定；像素點(diǎn)深度連續(xù)的判斷的具體方法為取周圍像素點(diǎn)P，q，r, s中的任一像素點(diǎn)的深度值與中心像素點(diǎn)X的深度值求差并取絕對(duì)值，以此設(shè)為周圍像素點(diǎn)的連續(xù)深度差；當(dāng)連續(xù)深度差小于中心像素點(diǎn)所代表的深度差閾值時(shí)，則認(rèn)為此周圍像素點(diǎn)與中心像素點(diǎn)深度連續(xù)；當(dāng)連續(xù)深度差大于中心像素點(diǎn)所代表的深度差閾值時(shí)則，認(rèn)為此周圍像素點(diǎn)與中心像素點(diǎn)深度不連續(xù)；當(dāng)中心像素點(diǎn)深度值為0，認(rèn)為該中心像素點(diǎn)為陰影點(diǎn)，不進(jìn)行深度連續(xù)的判斷。
[0013]步驟2所述對(duì)像素點(diǎn)在標(biāo)號(hào)圖上進(jìn)行標(biāo)記深度連續(xù)關(guān)系的第一遍標(biāo)記操作，包括采用標(biāo)記方式A對(duì)非連續(xù)中心像素點(diǎn)，唯一連接中心像素點(diǎn)和橋接中心像素點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，所述新標(biāo)記號(hào)不同于當(dāng)前已經(jīng)使用過的標(biāo)記號(hào)；所述非連續(xù)中心像素點(diǎn)是指，與周圍像素點(diǎn)都不發(fā)生連接的中心像素點(diǎn)；所述非連續(xù)中心像素點(diǎn)代表出現(xiàn)新的連續(xù)深度像素團(tuán)塊，使用標(biāo)記方式A為新出現(xiàn)的非連續(xù)中心像素點(diǎn)產(chǎn)生新標(biāo)記號(hào)，并用新標(biāo)記號(hào)對(duì)非連續(xù)中心像素點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記；所述新標(biāo)記號(hào)為當(dāng)前未曾使用過的標(biāo)記號(hào)；所述唯一連接中心像素點(diǎn)是指，與周圍像素點(diǎn)中唯--個(gè)像素點(diǎn)發(fā)生連接的中心像素點(diǎn)，其中與唯一連接中心像素點(diǎn)發(fā)生連接的周圍像素點(diǎn)稱為唯一連接周圍像素點(diǎn)；采用所述唯一連接周圍像素點(diǎn)的標(biāo)記號(hào)對(duì)唯一連接中心像素點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記；所述橋接中心像素點(diǎn)是指，與周圍像素點(diǎn)中兩個(gè)或兩個(gè)以上的像素點(diǎn)發(fā)生連接的中心像素點(diǎn)，其中與橋接中心像素點(diǎn)發(fā)生連接的周圍像素點(diǎn)稱為橋接周圍像素點(diǎn)；采用橋接周圍像素點(diǎn)的標(biāo)記號(hào)中的最小順序標(biāo)記號(hào)，對(duì)橋接中心像素點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記；所述最小順序標(biāo)記號(hào)是指在該標(biāo)記方式中，使用順序排在最前的標(biāo)記號(hào)；當(dāng)中心像素點(diǎn)深度值為O，為該中心像素點(diǎn)標(biāo)記表征無的標(biāo)記號(hào)。
[0014]步驟3所述為深度圖像的標(biāo)記號(hào)建立標(biāo)記關(guān)系表，是指為所述深度圖像中每一個(gè)不同標(biāo)記號(hào)建立三個(gè)標(biāo)記關(guān)系表，分別包括頭部標(biāo)記表、尾部標(biāo)記表以及指針標(biāo)記表；在標(biāo)記方式A中，所使用的標(biāo)記號(hào)按照使用順序排列，先使用的標(biāo)記號(hào)是后使用的標(biāo)記號(hào)的上位標(biāo)記號(hào)，后使用的標(biāo)記號(hào)是先使用的標(biāo)記號(hào)的下位標(biāo)記號(hào)；標(biāo)記號(hào)所對(duì)應(yīng)的頭部標(biāo)記表中保存與該標(biāo)記號(hào)發(fā)生過合并操作的標(biāo)記號(hào)中的最小順序標(biāo)記號(hào)，所述最小順序標(biāo)記號(hào)是指使用順序排在最前的標(biāo)記號(hào)；標(biāo)記號(hào)所對(duì)應(yīng)的尾部標(biāo)記表中保存與該標(biāo)記號(hào)發(fā)生過合并操作的標(biāo)記號(hào)中的最大順序標(biāo)記號(hào)，所述最大順序標(biāo)記號(hào)是指使用順序排在最后的標(biāo)記號(hào)稱為最大順序標(biāo)記號(hào)；標(biāo)記號(hào)所對(duì)應(yīng)的指針標(biāo)記表中保存與與該標(biāo)記號(hào)發(fā)生過合并操作的標(biāo)記號(hào)中的最接近當(dāng)前標(biāo)記號(hào)的下位標(biāo)記號(hào)，即連接標(biāo)記號(hào)。
[0015]步驟3所述為深度圖像的標(biāo)記號(hào)建立標(biāo)記關(guān)系表，是指當(dāng)采用新標(biāo)記號(hào)對(duì)非連續(xù)中心像素點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記時(shí)，為該新標(biāo)記號(hào)建立三個(gè)標(biāo)記關(guān)系表，并初始化該三個(gè)標(biāo)記關(guān)系表，其中頭部標(biāo)記表中的數(shù)值初始化為該新標(biāo)記號(hào)，尾部標(biāo)記表中的數(shù)值初始化為該新標(biāo)記號(hào)，指針標(biāo)記表中的數(shù)值初始化為表征結(jié)束的數(shù)值。
[0016]步驟3中所述對(duì)深度連續(xù)像素點(diǎn)的標(biāo)記號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)合并與更新所述標(biāo)記關(guān)系表的操作，包括采用合并與更新頭部標(biāo)記表的操作追蹤深度連續(xù)根標(biāo)記號(hào)，具體是指:合并和更新橋接周圍像素點(diǎn)的標(biāo)記號(hào)所對(duì)應(yīng)的頭部標(biāo)記表，以及合并和更新已合并像素點(diǎn)的標(biāo)記號(hào)所對(duì)應(yīng)的頭部標(biāo)記表；所述合并和更新橋接周圍像素點(diǎn)的標(biāo)記號(hào)所對(duì)應(yīng)的頭部標(biāo)記表，是指:獲取與中心像素點(diǎn)橋接相連的橋接周圍像素點(diǎn)的標(biāo)記號(hào)，即橋接周圍像素點(diǎn)標(biāo)記號(hào)，查找所述橋接周圍像素點(diǎn)標(biāo)記號(hào)所對(duì)應(yīng)的頭部標(biāo)記表中的數(shù)值，找到其中使用順序排在最前的標(biāo)記號(hào)，即最小順序標(biāo)記號(hào)U，采用該最小順序標(biāo)記號(hào)u重新賦值所述橋接周圍像素點(diǎn)標(biāo)記號(hào)所對(duì)應(yīng)的頭部標(biāo)記表；所述已合并像素點(diǎn)是指與中心像素點(diǎn)發(fā)生過合并關(guān)系的像素點(diǎn)，所述合并和更新已合并像素點(diǎn)的標(biāo)記號(hào)所對(duì)應(yīng)的頭部標(biāo)記表，是指:獲取所述橋接周圍像素點(diǎn)標(biāo)記號(hào)所對(duì)應(yīng)的指針標(biāo)記表中的連接標(biāo)記號(hào)，查找該連接標(biāo)記號(hào)所對(duì)應(yīng)的頭部標(biāo)記表，采用所述最小順序標(biāo)記號(hào)u賦值該頭部標(biāo)記表；并繼續(xù)獲取所述連接標(biāo)記號(hào)所對(duì)應(yīng)的指針標(biāo)記表中的新連接標(biāo)記號(hào)，查找該新連接標(biāo)記號(hào)所對(duì)應(yīng)的頭部標(biāo)記表，并采用所述最小順序標(biāo)記號(hào)u賦值該頭部標(biāo)記表；以此類推直到