【正文】 們在制作一些復雜項目時提供大量的素材來源，不用為了得到一張圖像中的一個目標，而花費大量時間去利用專業(yè)軟件從中摳取圖像對象。他只需要一些簡單操作就可快速得到他想要的效果。除此之外,隨著計算機視覺理論和算法研究的發(fā)展，以及計算機硬件性能的不斷提高，越來越多的智能處理系統(tǒng)的廣泛使用，以及復雜情況下處理要求的攀升，對于做為很多圖像處理技術基礎的圖像分割目標提取技術就顯得更為需要簡單化，智能化。簡單是指的交互簡單，而智能則是指系統(tǒng)能更加智能的理解用戶的需求。這樣就可以在更少的交互下得到更為滿意的處理效果。這樣一個好的圖像分割算法的實現(xiàn)成果，就會變得極為有意義。而滿足以上用戶需求的軟件實現(xiàn)的核心問題就是如何實現(xiàn)一個在圖像分割領域內(nèi)有著良好表現(xiàn)的圖像摳取算法。在算法實現(xiàn)的基礎上想要制作出一個具有市場價值的軟件就變得極為容易進行了。并且這個實現(xiàn)可以不僅僅可以被做為主體設計出一個軟件，也可以成為一些大型系統(tǒng)的嵌入模塊。GrabCut 算法只要求極少的用戶交互，因此在今后的研究發(fā)展中結合一些其他的智能算法是完全可能實現(xiàn)完全智能化的，它可以自動找出圖片中的有意義對象，并且實現(xiàn)多個對象的組合，以便能夠更好滿足用戶的需求。為用戶提供更為簡單直接的服務。綜上所述，對于 GrabCut 圖像摳取算法的研究與實現(xiàn)是極為價值的。 圖像摳取軟件及成果的現(xiàn)狀在 當 前 圖 像 處 理 領 域 ， 圖像處理軟件非常多，大部分都能實現(xiàn)從圖像中摳取出部分四川大學本科畢業(yè)論文 基于圖像分割的簡單圖像摳取算法的研究與實現(xiàn)1圖像的需求 ，并且它們還基本滿足了用戶極大部分其他的圖像處理需求。這些圖像處理軟件中,要 么 一 些 軟 件 過 于 大 型 專 業(yè) ， 雖 然 提 供 了 異 常 強 大 的 功 能 ,卻 讓 初 學 者 望 而卻 步 ， 讓 專 業(yè) 人 士 效 率 不 高 ； 要 么 只是提供一項或幾項簡單的服務,只是為了大量普通用戶才設計出爐的過 于 傻 瓜 ， 而 功 能 太 過 簡 單 ， 創(chuàng) 意 難 以 得 到 有 效 發(fā) 揮 ， 產(chǎn) 品 品 質(zhì) 和處 理 速 度 也 良 莠 不 齊 。 大致可將這些軟件分為兩類，一是綜合化的圖像處理軟件，二是單一化的圖像處理軟件。 綜合化的圖像處理軟件這類軟件的數(shù)量非常多，它們雖然重心各有不同，但是從它們所提供的功能中是可以完成圖像摳取的操作的，不過由于這些軟件都是極為專業(yè)化，且功能眾多且強大，對單純?yōu)榱送瓿蓤D像目標摳取的用戶來說，就有一點大材小用的感覺了。這兒列舉幾個功能強大，較為流行的軟件。(1)PhotoShopPhotoshop 是由 Adobe 公司推出的跨越 PC 和 MAC 兩個平臺的的大型圖像處理軟件.它功能強大,操作界面友好, 主要應用于圖像處理、廣告設計的一個電腦軟件。ADOBE PHOTOSHOP 最初的程序是由 Mchigan 大學的研究生 Thomas 創(chuàng)建，后經(jīng) Knoll 兄弟以及ADOBE 公司程序員的努力 ADOBE PHOTOSHOPf 進行了很多功能上的改進，成為優(yōu)秀的平面設計編輯軟件。經(jīng)過 , 的不斷升級,直到目前最新的 cs5 版,功能強大,處理領域也寬廣, 支持眾多的圖像格式,對圖像的常見操作和變換都 做得非常精細。此處，它還擁有異常豐富的插件(在 Photoshop 中叫濾鏡),使得 photoshop 的功能更為全面。然而由于其功能異常強大使得并不是大部分用戶都能在短時間內(nèi)流利的使用其一些簡單功能。(2)Turbo PhotoTurbo Photo 是 一 個 以 數(shù) 碼 影 像 為 背 景 ， 面 向 數(shù) 碼 相 機 普 通 用 戶 和 準 專 業(yè) 用 戶 而設 計 的 一 套 集 圖 片 管 理 ， 瀏 覽 ， 處 理 ， 輸 出 為 一 身 的 軟 件 系 統(tǒng) 。 它 能 完 成 數(shù) 碼 攝 影 相關 的 大 部 分 后 期 工 作 ， 拓 展 數(shù) 碼 攝 影 的 創(chuàng) 作 手 段 ， 從 而 深 化 數(shù) 碼 相 機 的 應 用 。 它 包 括兩 個 部 分 ： Turbo Photo 相 冊 和 Turbo Photo 編 輯 器 。 Turbo Photo 相 冊 是 一 個 照片 管 理 、 瀏 覽 與 批 處 理 為 一 體 的 軟 件 。 它 是 Turbo Photo 軟 件 的 一 部 分 。 Turbo Photo 編 輯 器 的 所 有 功 能 均 圍 繞 如 何 讓 照 片 更 出 色 的 主 題 設 計 。 每 個 功 能 都 是 針 對數(shù) 碼 相 機 本 身 的 特 點 和 最 常 見 的 問 題 。(3)光影魔術手　 　 光 影 魔 術 手 是 國 內(nèi) 比 較 受 歡 迎 的 圖 像 處 理 軟 件 ， 曾 被 很 多 主 流 期 刊 評 為 最 佳 圖 像處 理 軟 件 。 光 影 魔 術 手 是 一 個 對 數(shù) 碼 照 片 畫 質(zhì) 進 行 改 善 及 效 果 處 理 的 軟 件 。 它 在 處 理數(shù) 碼 圖 像 及 照 片 時 非 常 高 速 、 且 實 用 。 光 影 魔 術 手 能 夠 滿 足 絕 大 部 分 照 片 后 期 處 理 的需 要 ， 批 量 處 理 功 能 非 常 強 大 。 它 無 須 改 寫 注 冊 表 ， 能 夠 非 常 方 便 的 移 除 。四川大學本科畢業(yè)論文 基于圖像分割的簡單圖像摳取算法的研究與實現(xiàn)2 單一化的圖像處理軟件(1)KnockOut KnockOut是Corel公司出品的專業(yè)去背景軟件，能夠處理復雜背景下的精細目標。去背景操作就是制作遮罩的過程，所謂的去背景，指的是將特定的主體從背景中分離出來，以便進行其它的后續(xù)設計。KnockOut不僅能夠處理復雜情況其對背景單純時的處理方式也同樣保持其它軟件同樣的簡單化，快速化。對于一般的去背景需求，KnockOut的處理效果都及為準確，快速，且其需要的操作方便，容易。KnockOut圖像摳取軟件使用的是KnockOut自然景物摳取算法，而Knockout 方法的特點在于模型簡單、處理速度快，但其處理效果不佳。其僅僅是在處理光滑圖像有著較好的效果。(2)可牛影像可牛影像是新一代的圖像處理軟件，獨有美白祛痘、瘦臉瘦身、明星場景、多照片疊加等功能，更有 50 余種照片特效，數(shù)秒即可制作出影樓級的專業(yè)照片?？膳Ｓ跋竦挠姓掌庉嫻δ??？膳Ｓ跋襁€具有智能修復功能，只要點擊一下鼠標，就可以對照片進行自動亮白，自動白平衡，自動對比度調(diào)整等操作。此外可牛影像還擁有數(shù)十種風格特效和影樓特效，能夠使用戶快速為照片添加藝術效果；而且它還使得去紅眼，背景虛化這些看似復雜的操作，變得相當簡單，即使是新手也能得到很好的處理效果。另外，可牛影像的智能摳圖功能，能夠使用戶在較小的操作后得到摳取結果，并且能夠?qū)μ幚砗蟮慕Y果進行編輯，使得結果更加滿足用戶的需求。此 外 ， 可牛影像具 有 補 光 、 柔 和 等 6 大 自 動 修 復 能 力 ， 素 描 、 黑 白 、 懷 舊 等 數(shù) 十種 另 類 效 果 ， 以 及 其 他 一 些 延 伸 功 能 的 實 現(xiàn) 使 得 其 具 有 了 全 套 的 照 片 的 編 輯 功 能 。 本文所做的主要工作本論文的內(nèi)容結構安排如下：第一章為緒論。首先介紹了課題研究的背景與意義，再對目前可用于圖像摳取的軟件或研究成果進行了簡單的介紹。最后列出了本論文的主要安排和作者所做的主要工作。第二章為圖像分割簡述。在這個章節(jié)中對圖像分割進行了概述，并就其目前使用基本方法進行了介紹。第三章為算法實現(xiàn)所涉及的工具及技術簡介。在這章中對 MFC,GDI+,OpenGL 等在算法實現(xiàn)過程中所用到的工具或技術做了簡要的闡述。第四章為 GrabCut 圖像分割方法簡介。首先對 GrabCut 算法做了簡介，再就 GrabCut算法的思想及過程進行了詳細的闡述。第五章為 GrabCut 算法及其輔助功能的實現(xiàn)。本章詳細的介紹了 GrabCut 算法在MFC 程序框架下的實現(xiàn)過程，并對針對算法處理結果所進行的輔助功能的實現(xiàn)進行了介紹。第六章為總結與展望。在這個章節(jié)中對 GrabCut 算法的研究與實現(xiàn)過程所做的工作進四川大學本科畢業(yè)論文 基于圖像分割的簡單圖像摳取算法的研究與實現(xiàn)3行了總結，并對圖像分割算法及建立在算法實現(xiàn)基礎上圖像摳取軟件的前景進行了展望。2 圖像分割簡述 圖像分割概述在計算機視覺領域的研究中,圖像分割是圖像處理,模式識別和人工智能等許多領,重要的關鍵步驟,也是非常基礎的研究領域. 圖像分割就是從圖像中把感興的目標與背景分割開來，或從圖像中識別和解釋出有意義的物體實體而提取不同的圖像特征的操作。而在圖像分割中提出的感興趣的目標可以是指視野中的運動物體，可以通過一系列的圖像序列中分析得到，也可以是指一些可分離的物體對象，如人，蘋果等，這兒主要是指兩物體間沒有存在明顯的重疊，可以通過分析單幅或者序列圖像得到。圖像分割是一個經(jīng)典的難題,到目前為止即不存在一種通用的圖像分割方法,也不存在一種判斷是否分割成功的標準.按照圖像分割的定義,分割出的區(qū)域需要同時滿足均勻性和連通性的條件。其中均勻性是指該區(qū)域中的所有像素點都滿足基于灰度,紋理,色彩等特征的某種相似性準則；連通性是指在該區(qū)域內(nèi)存在連接任意兩點的路徑 [1,1]。而這些區(qū)域或者幾個區(qū)域的聯(lián)合就可以表示一個感興趣的對象。這樣通過對分割區(qū)域或者區(qū)域組合的的提取從而實現(xiàn)感興趣目標的提取。而目標提取的結果的好壞對后續(xù)的處理操作有著非常重要的影響。因此，有效的圖像分割對如目標檢測，身份確認和行為理解與處理等中高層次的任務非常重要。而在視頻編碼，圖像檢索，人機互動，運動監(jiān)測等研究領域中，往往只考慮感興趣區(qū)域的像素，所以好的圖像分割技術往往能促進這些課題的研究發(fā)展。圖像分割在實際應用中應用的范圍非常廣泛，僅僅是在對醫(yī)學圖像的處理方向，就存在著如腫瘤與其他病變的定位，計算機輔助手術，解剖學研究等分支，更不要說其在衛(wèi)星圖像中的目標定位，交通控制，機器視覺等研究方向的廣泛應用。并且隨著計算機應用范圍的增加，一些新的圖像分割的應用領域也會慢慢誕生出來。另外，由于計算機圖像處理技術是對人類視覺的模擬，而人類的視覺系統(tǒng)又是一種高度自動化的生物圖像處理系統(tǒng)。而目前的研究對這個系統(tǒng)的認識又不是很足，因此，要完全形成與人類視覺功能同樣強大的計算機視覺系統(tǒng)，還需要一個漫長的過程。而就需要對一些基礎研究領域加強研究使其首先完整化，才能有望實現(xiàn)計算機視覺?？傊?，圖像分割的重要地位必定只會得到的加強，而不會有所衰退。 圖像分割的基本方法 經(jīng)典的圖像分割方法這些圖像分割的方法都是經(jīng)過了很長的發(fā)展過程,擁有很強的理論依據(jù),是目前發(fā)展極四川大學本科畢業(yè)論文 基于圖像分割的簡單圖像摳取算法的研究與實現(xiàn)4為成熟的算法,雖然在處理的場景要求有一些嚴格,且處理效果不是很好,但畢竟是最初的處理算法,對其加深了解有助于更好的理解圖像分割的基本內(nèi)容和處理方式,對后續(xù)的新穎的圖像分割算法的學習也能起到一些作用,甚至做一些比對作用.1） 基于閾值的分割閾值法是一種比較傳統(tǒng)的圖像分割方法,也是經(jīng)典的、流行的圖像分割方法之一,是最特性上的差異,以確定圖像中每一個像素點應該屬于目標還是背景區(qū)域,從而產(chǎn)生相應的二值圖像. 閾值分割可以通過全局的信息如整個圖象的灰度直方圖，或者局部信息如灰度共生矩陣實現(xiàn)。而根據(jù)其使用的信息類型的區(qū)別可將其分為全局閾值法和局部閾值法，或者單值法和多值法 [1,2]。在多區(qū)域的分割前提下，我們的目的是獲得一個閾值集合（t 1,t2, …,tk ） ，使得所有灰度值滿足 f(x,y)∈[t i,ti+1] 的象素點構成第 i 個區(qū)域，其中(i=0,1, …,k)。閾值分割法，也可以看成是一個分類問題，比如單閾值分割中，相當于把所有象素點分成兩類：目標和背景。閾值分割圖像的基本原理,可用下式作一般表達式: EZ??,fxyZ? (21)??,gxy? 其他B其中 Z 為閾值,是圖像 灰度級范圍內(nèi)的任一個灰度級集合 , , 為任意選定的,f EZB目標和背景灰度級。由此可見,基于閾值的圖像分割技術,如果想要比較為復雜的背景下將目標分辨并將其形狀完全提取出來,則對于閾值的選取是非常重要的。閾值的高低完全確定了一些關鍵點是屬于背景還是目標,也就完全影響了最后的分割結果 [1,3]。2） 區(qū)域增長技術，它僅適用于高反差的簡單圖象的分割，不能滿足灰度漸變或以某種紋理而不是灰度來表征不同區(qū)域的那些復雜圖象的分割。區(qū)域增長在很多領域都受到了很大的關注，其在計算機視覺的智能化應用中也具有很大的作用。并且其在圖像的紋理信息分割方面具有很好的處理效果，它可以在灰度與局部特征值信息上進行簡單的聚類分類，也可以利用統(tǒng)計均勻性檢測進行復雜的分裂與合并處理。該算法的核心思想就是將在像素某一特征上具有相似性的像素集標記為一個區(qū)域,然后具體在每一個區(qū)域中通過某種準則選出一個種子點。再對種子點周圍的領域進行考查，找出具有相似性的像素，將其規(guī)為種子點所在的區(qū)域。再將這些新的點做為新的種子生長點，重復上面的步驟，直至沒有再滿足條件的點出現(xiàn)，就說明一個區(qū)域被劃分出來了 [1,4]。初始的小區(qū)域可能是小的鄰域甚至是單個象素。對這些