【正文】 (44) 前兩組等式保證定義與用戶輸入一致，第三組等式意味著與前背景的顏色相近度決定著未知點的標記。該算法用在靜態(tài)圖像編輯中的圖片背景替換．取得了很好的效果。 , 。將所有的背景像素劃分為一個塊 ,將前景像素中的所有可分離像素分別劃分為一個塊 ,這樣有助于實現(xiàn)多個目標的同時提取 。而具體的高斯學(xué)習(xí)算法被分為兩步 [13,2]: (1)將前景劃分中的像素劃分到它最可能屬于的前景高斯分量中 ,可能性的大小由高斯方程和像 素的具體顏色決定 .同樣將背景劃分中的像素劃分到它最可能屬于的背景高斯分量中．由表示一個像素是屬于前景劃分區(qū)域還是屬于背景劃分區(qū)域的摳圖信息的值和高斯混合模型的組件索引值 (1， ?， K)的值對唯一地標示了一個像素是屬于所創(chuàng)建的2K個高斯混合模型組件中的哪一個．也可以簡單的用組件的索引來表示 1， ?， 2K個高斯混合模型的組件 . (2)當像素被聚集完成 ,就丟掉當前的高斯分量值并且重新建立新的劃分以及高斯分量值 . 最小分割 GrabCut算法中通過 maxflowmincut算法 ,即最大流最小切算法來實現(xiàn)最 小分割 . 四川大學(xué)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) 21 在最大流最小割算法所處理的圖中存在兩種連接分別為 Nlinks和 Tlinks。 (3)用初始化后的劃分信息來初始化建立前景和背景的高斯混合模型各自的 k的分量 ,即為各個高斯混合模型分量計算初始值 ,以方便于后面的學(xué)習(xí)過程 .這個過程主要是 :首先，需要把前景區(qū)域與背景區(qū)域中的像素分別劃分到 K個不同的聚類中．然后，再由聚類中像素值來初始化計算各個高斯模型中的參數(shù)．為了得到良好的分割效果，需要創(chuàng)建相對穩(wěn)定 (低變化率 )的高斯組件．因此，需要找到良好的聚類集合 ,這兒主要是利用顏色矩陣的特征向量去實現(xiàn)好的聚類劃分 . 自學(xué)習(xí)的高斯組件 在迭代進行學(xué)習(xí)的過程中 ,以前的劃分將會被改變。 3) 劃分信息 :代表該像素是被劃分到那一個部分 ,是前景部分 ,還是背景部分可用枚舉enum PartitionValue{PartitionForeground,PartitionBackground}來表示 。 , 2 e x p ( 4 6 )2 Td d x u x ug x u ? ? ? ?? ? ????? ? ????? 由于解決的是二分類問題 ,則機率密度函數(shù)可表示為 ： ? ? ? ? ? ?221 1 1 2 2 2。傳統(tǒng)分割算法要么是利用紋理信息要么是利用邊界信息來實現(xiàn)前景背景分割，從而提取前景目標。 四川大學(xué)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) 17 4 GrabCut 圖像摳取算法簡介 GraphCuts 算法簡介 圖像被看成一個圖， },{ ?VG? ， V 是所有的節(jié)點， ? 是連接相鄰節(jié)點的邊。而像素數(shù)據(jù)則是從存儲紋理的內(nèi)存中讀出數(shù)據(jù)，以通過光柵化的方式得到圖元碎片 [8,3]。OpenGL 對數(shù)據(jù)進行幾個步驟的處理從而將其轉(zhuǎn)換成像素， 這些像素將在幀緩沖區(qū)中形成最終需要的圖形 [8,1]。 ③ 排版 [7,3] 排版與使用各種各樣的字體，尺寸和風(fēng)格顯示的文本有關(guān)。 GDI+的 Rect(矩形 )類用于存儲矩形的位置和尺寸； Pen(畫筆 )類存儲線條顏色、線寬和線條風(fēng)格的信息； Graphics(圖形 )類用于繪制直線，矩形及其它圖形；還有幾個Brush(畫刷 )類存儲用顏色圖案來填充閉合圖形和路徑的方法。 四川大學(xué)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) 14 為了避免執(zhí)行這種繁重的任務(wù)，可以在程序和設(shè)備之間使用第三個組件。如果是多文檔應(yīng)用程序，文檔模板使用 CMultiDocTemplae，主框架窗口從CMdiFarmeWnd 派生，它包含工具條、狀態(tài)欄和文檔框架窗口。視窗口通過文檔對象來訪問和更新數(shù)據(jù)?；诳蚣艿膽?yīng)用程序必須有且只有一個應(yīng)用程序?qū)ο螅撠?zé)應(yīng)用程序的初始化、運行和結(jié)束。實現(xiàn)這種功能的基礎(chǔ)是 C++對繼承的支持，對虛擬函數(shù)的支持，以及 MFC 實現(xiàn)的消息映射機制。雖然對于大多數(shù)的用戶來說，在不明白 MFC 的一些內(nèi)部實現(xiàn)的情況下，也能做出一些良好的應(yīng)用。 從這個兩個類派生出 的子類都具有這兩個類的特性 . 3）虛擬函數(shù)和動態(tài)約束 MFC 是在 C++的基礎(chǔ)上構(gòu)建的 ,它對 C++中的虛函數(shù)與動態(tài)約束都提供了很好的支持 ,并且 MFC 還建立了消息映射機制來對過多的使用虛函數(shù)所帶來的如程序臃腫 ,內(nèi)存消耗過大 ,效率低下等問題進行優(yōu)化 .通過 對 虛擬函數(shù)和消息映射 的支持 ， MFC 類 就為 提供了豐富的編程接口。另外， MFC 還對文檔 視圖模式進行了封裝支持，而文檔就表示了用戶操作的數(shù)據(jù)對象，而視圖則被視為完成對數(shù)據(jù)對象操作的接口，用戶通過對視圖的操作就可以完成對數(shù)據(jù)對象的查看及處理。 Microsoft Visual C++提供了相應(yīng)的工具來完成這個工作：AppWizard 可以用來生成初步的框架文件（代碼和資源等）；資源編輯器用于幫助直觀地設(shè)計用戶接口； ClassWizard 用來協(xié)助添加代碼到框架文件；最后，編譯，則通過類庫實現(xiàn)了應(yīng)用程序特定的邏輯 [4,1]。 輸出的脈沖時間序列包含圖像信息的輸入，可為各種不同的圖像處理應(yīng)用，如圖像分割和特征生成，利用。 Eckhorn 模型為研究小型哺乳動物的視覺皮層提供了一個簡單而有效的工 具，并很快在圖像處理方面獲得了具有重大應(yīng)用潛力的認可。自相似性具有標度不變 性，其嚴密的量化方法至今未形成，僅能借助計算機模擬 [2,3]。 (1) F 具有精細的結(jié)構(gòu)，即有任意小比例的細節(jié)。 Canny 給出了評價邊緣檢測性能優(yōu)劣的三個指標： ① 好的信噪比，即將邊緣點判為非邊緣點，非邊緣點判為邊緣點的概率應(yīng)該比較低?；谶吘壍姆指罴?術(shù)主要有基于點的檢測，基于線的檢測經(jīng)及基于邊緣檢測等幾種方法 [1,7]。這些參數(shù)能夠 反映區(qū)四川大學(xué)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) 6 域?qū)儆谀膫€物體 [1,5]。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(fù)雜的分裂與合并處理。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]。而在視頻編碼，圖像檢索，人機互動，運動監(jiān)測等研究領(lǐng)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(shù)往往能促進這些課題的研究發(fā)展。 四川大學(xué)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 2 圖像分割簡述 圖像分割概述 在計算機視覺領(lǐng)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(lǐng)域中一個十分重要且困難的問題 .是計算機視覺技術(shù)中首要的 ,重要的關(guān)鍵步驟 ,也是非常基礎(chǔ)的研究領(lǐng)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。 第三章為算法實現(xiàn)所涉及的工具及技術(shù)簡介。此外可牛影像還擁有數(shù)十種風(fēng)格特效和影樓特效，能夠使用戶快速為照片添加藝術(shù)效果；而且它還使得 去紅眼，背景虛化這些看似復(fù)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。 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(shè)計。 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(shè)計。經(jīng)過 , 的不斷升級 ,直到目前最新的 cs5 版 ,功能強大 ,處理領(lǐng)域也寬廣 ,逐漸 成為使用廣泛的圖像處理軟件 .Photoshop 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 。 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。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。并在最后就本文所做的主要安排進行了簡述。而完成這類軟件的核心就是一個處理效果良好的圖像摳取算法的實現(xiàn)。 GrabCut 算法是目前在圖像分割領(lǐng) 域取得良好效果的數(shù)字圖像摳取算法。 課題研究的背景和意義 隨著電子數(shù)碼設(shè)備的普及，以及電子計算機，互聯(lián)網(wǎng)的廣泛使用，人們對各種圖像的使用的頻度的增加，廣大用戶對一些圖像進行一些簡單處理的 需求也越來越多。這樣就可以在更少的交互下得到 更為滿意的處理效果。 圖像摳取軟件及成果的現(xiàn)狀 在當前圖像處理領(lǐng)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。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。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。 KnockOut不僅能夠處理復(fù)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。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(jié)果，并且能夠?qū)μ幚砗蟮慕Y(jié)果進行編輯，使得結(jié)果更加滿足用戶的需求。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(shù)做了簡要的闡述。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。 圖像分割在實際應(yīng)用中應(yīng)用的范圍非常廣泛，僅僅是在對醫(yī)學(xué)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(shù)，解剖學(xué)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(yīng)用。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（ t1,t2, ? ,tk ），使得所有灰度值滿足 f(x,y)∈ [ti,ti+1] 的象素點構(gòu)成第 i 個區(qū)域，其中 (i=0,1, ? ,k)。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。接下來根據(jù)相鄰區(qū)域特征的差異為所有的邊界賦一個強度值，這樣就能夠通過判斷這個強度值的大小來考查是否要對兩個相鄰區(qū)域的共同邊界進行消除操作。 基于點的檢測主要是先檢測出離散的點，然后再將點連接成封閉的邊界，其處理過程就是用一個對待檢測區(qū)域進行離散點的檢測，如下示： W1 W2 W3 R = W1Z2+ W1Z2+… .+ W9Z9 W4 W5 W6 W7 W8 W9 表 21 其中 Zk是與模板系數(shù) Wk相聯(lián)系的灰度級像素， R代表模板中心像素的值。 四川大學(xué)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) 7 ② 好的定位性能，即檢測出的邊緣點，應(yīng)盡可能在實際邊緣點的中心。 (2) F 是如此不規(guī)則，以至于它的整體與局部都不能用傳統(tǒng)的幾何語言來描述。 2） 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像分割技術(shù) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是目前較為新穎的研究領(lǐng)域，已經(jīng)被使用在了很多問題的解決 中。 1994 年， Eckhorn 模型被約翰遜應(yīng)用于一種圖像處理算法中，該算法稱為脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。 與傳統(tǒng)的圖像處理手段， PCNNs 有幾個顯著優(yōu)點，包括對噪聲的魯棒性，幾何變化的輸入模式，輸入模式的銜接等小強度的變化能力等[3]。 1）封裝 MFC 框架的構(gòu)成主要是由 MFC 類庫，而 MFC 類庫主要是一些 C++類庫。 ③ 對 COM/OLE 特性的封裝 四川大學(xué)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) 10 OLE 即 Object Linking and Embedding，它是建立的 模型的基礎(chǔ)上的，而應(yīng)用程序若要實現(xiàn)對 OLE 的支持就必須實現(xiàn)一套接口，以完成 OLE 的初始化裝載。 用戶 繼承基類的同時，把自己實現(xiàn)的虛擬函數(shù)和消息處理函數(shù)嵌入 MFC 的編程框架。但是如果能夠?qū)@些不透明的實現(xiàn)有著很好的理解，那么就能夠在開發(fā)中更加的隨心所欲，甚至說對其實現(xiàn)進行優(yōu)化。 MDI 應(yīng)用程序構(gòu)成 上面對 MFC 的編程框架 做了介紹 ,現(xiàn)在就 MDI 應(yīng)用程序做一下簡單的分析 .使用 VC 的AppWizard 可以在很方便的情況下生成一個 MDI 應(yīng)用程序 ,這個使用 AppWizard 生成的 MDI程序框架 ,包含很多 MFC 為簡化用戶開發(fā)而生成的文件 ,它們能夠使用戶在極為方便的情況下得到想要實現(xiàn)的效果。 并且在整個程序運行的過程 中都可以調(diào)用 theApp 對象