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基于图割理论的图像与视频分割方法研究

基于图割理论的图像与视频分割方法研究

作者：伍世锐哈尔滨商业大学

学位级别：硕士

图像分割作为计算机视觉领域的一个重要环节,目标就是把图像的像素进行有意义的分类。图像分割的方法有许多种,本文主要探讨基于图割理论的分割方法。图割理论将整幅图像映射成带权无向图,像素视作节点,把节点之间的边断开划分成子图,... 详细信息

图像分割作为计算机视觉领域的一个重要环节,目标就是把图像的像素进行有意义的分类。图像分割的方法有许多种,本文主要探讨基于图割理论的分割方法。图割理论将整幅图像映射成带权无向图,像素视作节点,把节点之间的边断开划分成子图,使子图内部保持相似度最大而子图之间保持相似度最小。基于图割理论的图像分割方法有许多种,本文尝试在GrabCut、OneCut和SnapCut这三种方法基础之上,提出一些新的算法。首先,本文提出了基于局部采样的GrabCut图像分割算法。该方法不再对全局种子点K-Means聚类并建立GMM,而是在待分割像素附近进行局部搜索,将搜索到的前景种子点和背景种子点作为样本,按照二叉树结构对样本的前景和背景进行聚类,每一个待分割像素计算归类到二叉树某一个叶子节点的惩罚,最后通过最大流最小割完成分割。实验结果表明该方法在图像的前景和背景颜色差异不明显时,采用本文方法具有一定优势。其次,本文提出了融合边缘纹理特征的OneCut图像分割算法算法。OneCut提出了优化的能量函数,本文方法将OneCut转换到Lab颜色空间再计算颜色直方图的L1距离作为熵函数,同时提出在图像边缘的分割借助图像的纹理特征信息,通过在边界项中引入纹理特征算子LBP,比较边缘像素的纹理特征,放大处于图像边缘的像素和中心像素的纹理差异,得到更明显的分割惩罚。实验结果表明在图像的前景和背景颜色过渡较平滑且边缘纹理特征较明显时,采用本文方法具有一定优势。再次,本文提出了多帧双向约束的SnapCut视频分割算法。SnapCut的局部窗口分类器需要在连续多个帧之间跟踪目标边界,本文方法提出,在视频前后相邻帧之间进行光流估计,得到光流矢量,获取帧间运动估计的信息。然后将超像素位置信息映射到光流场,得到补偿后的光流矢量,用于修正下一帧的分类器位置。最后参照前后相邻帧局部窗口分类器的前景概率线性加权叠加,得到更平滑的前景概率。实验结果表明当视频目标对象由于运动而在目标区域掺杂了变化的背景时,采用本文方法具有一定优势。

关键词：用户标注图像分割高斯混合模型 Graph-Cut 局部采样视频分割

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视频编码中块匹配运动估计算法研究

视频编码中块匹配运动估计算法研究

作者：王强山西大学

学位级别：硕士

视频编码技术的不断发展对多媒体技术的广泛应用有着举足轻重的作用。其中,运动估计技术作为视频压缩编码框架中必不可少的重要组成部分,很大程度上决定了视频编码的质量和效率。随着视频编码标准的不断改革,运动估计算法层出不穷,其中... 详细信息

视频编码技术的不断发展对多媒体技术的广泛应用有着举足轻重的作用。其中,运动估计技术作为视频压缩编码框架中必不可少的重要组成部分,很大程度上决定了视频编码的质量和效率。随着视频编码标准的不断改革,运动估计算法层出不穷,其中,基于块匹配运动估计算法已成为视频领域中的研究热点。通过各国组织和学者对这一领域的不断研究,许多运动估计算法的性能有了显著的改善,但仍然不能取得令人满意的效果。因此,如何实现快速的,高质量的实时编码依然是运动估计技术的关键所在。本文主要的研究对象是块匹配运动估计搜索算法,尤其是基于组合模板和预测模板的搜索算法。通过对经典运动估计算法中匹配准则和模板搜索策略的分析,从搜索精度和速度两方面提出了改进的措施。为了从人类主观视觉的角度提高匹配的准确度,针对匹配准则在利用匹配误差判决时未考虑局部像素特征的问题,本文提出了一种新的块匹配策略,在匹配误差和准则的基础上,增加了一个新的约束条件,即使用两个块的局部相似程度来进行匹配判断,并结合多级连续终止算法,进一步加快了匹配速度。最后通过仿真实验作了定性分析,结果表明：当图像局部发生突变或有阴影遮盖时,这种基于局部像素特征的匹配准则有效地改善了重建图像的质量。本文在分析现有的块匹配算法优缺点的基础上,根据运动矢量的分布特性及相邻运动矢量的相关性,采用了初始搜索点的预测和提前终止搜索的策略,加快了对静止块的判断;为了加快搜索精度并防止最佳匹配点因陷入局部极小值而导致匹配精度下降,本文提出了一种方向自适应采样的搜索策略,即利用搜索模板中每一点的匹配误差,根据其梯度信息,自适应的决策出下一步的搜索方向,并采用大三角模板和小三角模板进行组合搜索,减少了搜索时的匹配计算,提高了搜索效率;针对大运动矢量的搜索,引入局部采样搜索策略,有效的避免了最佳匹配点陷入局部极小值,提高了算法的搜索精度。

关键词：视频编码运动估计块匹配自适应局部采样

一种局部模式的RGB差值序列交叉区域取样节点定位算法

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计算机测量与控制 2016年第7期24卷 195-199,204页

作者：李秉键郑力明嘉应学院计算机学院广东梅州514015 暨南大学信息科学技术学院广州510632

鉴于当前无线传感器网络(WSN)移动节点定位技术中存在的实时性差和定位不准确的问题,设计了一种交叠区域采样模式的WSN移动节点定位算法OASM_MNL(overlapping area sampling mode of mobile node localization);该算法通过获取的信号在... 详细信息

鉴于当前无线传感器网络(WSN)移动节点定位技术中存在的实时性差和定位不准确的问题,设计了一种交叠区域采样模式的WSN移动节点定位算法OASM_MNL(overlapping area sampling mode of mobile node localization);该算法通过获取的信号在能够直接和移动节点通信的信标节点的信号交叠区域里面进行局部采样;通过距离比例因子对平均跳距进行权值化,优化了CDL中跳距的计算公式;通过RGB差值序列对样本点滤波,在此基础上把差值序列绝对值作为加权标准,计算出移动节点的坐标;仿真结果表明,与E-CDL、MCL等常见的移动节点定位算法相比,新算法定位误差降低幅度超过33%,定位效果良好。

关键词：节点定位交叠区域局部采样 RGB差值序列

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基于机器视觉技术的盘纸余量检测方法

安徽电子信息职业技术学院学报 2017年第3期16卷 1-3,7页

作者：朱文祥张建新中国电子科技集团第四十一研究所安徽蚌埠233010 山东中烟工业有限责任公司青岛卷烟厂山东青岛266101

采用局部采样方式,将灰度化后的图像分割成许多小块,每个小块中盘纸的弯曲弧度忽略不计,可看成是平直的,分别对每个小块垂直投影,采用差分法查找计算出盘纸宽度。剩余盘纸的长度可精确到每一圈,避免了以往剩余几十圈的浪费。

关键词：局部采样分割垂直投影差分法

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现代建筑物点云平面特征识别方法

河南科技 2024年第4期51卷 4-8页

作者：王新静段晨鑫姚怡烨华北水利水电大学河南郑州450046

【目的】基于现代建筑物点云数据面片特征,提出一种基于随机抽样一致算法的平面分割识别方法。【方法】该方法先利用三维格网划分来建立空间格网单元,再根据随机采样点来确定局部格网单元,通过随机机制来拟合平面模型,经过局部打分来确... 详细信息

【目的】基于现代建筑物点云数据面片特征,提出一种基于随机抽样一致算法的平面分割识别方法。【方法】该方法先利用三维格网划分来建立空间格网单元,再根据随机采样点来确定局部格网单元,通过随机机制来拟合平面模型,经过局部打分来确定候选模型集,利用法向约束和共面分割来解决过分割和欠分割的问题。【结果】采用该方法可获取当前最优模型和一致集,并完成点云分割。【结论】试验结果表明,该方法能对富有平面特征的建筑物进行有效分割。

关键词：点云分割局部采样一致集