图像分割论文Efficient Graph-Based Image Segmentation赏析

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用图论的知识去理解一副图像。

把一张图像看成是一个无向图,每个像素点看成是图的节点,相邻像素间看成有一条无形的边连接,每条边有自己的权重w。权重描述的是两个像素间的差异程度,权重越大,两像素差异越大。可以有多种方式定义权重,如颜色,灰度,位置等,论文中使用的是灰度差绝对值:

一开始,把每个点作为一个分割块,然后遍历图中的所有条边,按权重从小到大遍历,把权重相对小的边(下面解释)对应的块(差异小)聚成一个新的块,即作为一个分割块,直到遍历完所有的边 。

这里所谓权重小的边是相对块内部的边的权重。具体说来,块内部的边的权重定义为块内部所有边中权重最大值:

两个块之间的差异定义为两个块之间的边的权重最小值:

其中Vi是C1中的节点,Vj是C2中的节点。

两个块是否是独立的,采用如下策略判断:

其中:

先不考虑参数\tau。上面的策略可以描述为,如果两个块之间的最小权重边大于其中某个块内部的最大权重边,就认为这两个块是相互独立的分割块;否则,合并这两个块形成一个新的分割块。

可以发现,当只有一个独立像素点作为块时,Int(C)=0,这对于上面的策略来讲不是一个好的度量,所以就有了参数\tau的出现,论文中定义为如下函数:

|C|是块的大小。对于小的块需要更强的证据证明它是独立的分割块。论文中还提到,对于\tau可以根据实际情况定义,比如你需要某个特定形状的块,可以把满足特定形状的\tau定义得较大,不满足的定义得较小。

完整算法描述如下:

参考论文: Efficient Graph-Based Image Segmentation

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