一種從圖像中提取深度連續物體圖像的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于計算機圖像處理技術領域，特別是涉及一種從圖像中提取深度連續物體圖像的方法。
【背景技術】
[0002]目前，對于圖像中所要分割的目標物體，主要使用色彩圖基礎進行拍攝與分割，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，從而產生圖像分割中的物體分割不穩定以及圖像處理效率低的問題，且對這些問題一直沒有穩定有效的解決方案。
[0003]美國專利申請US8625897公開了一種前景和背景圖像分割方案(FOREGROUND ANDBACKGROUND IMAGE SEGMENTAT1N)，該方案是以測地距為分割物體的方式，對于不同物體需要進行反復多次的掃描，雖然可以完成場景中物體的分割以及識別。但還存在以下明顯不足，其圖像分割的實時性差，且無法采用運算性能較差的圖像處理設備來實施，整體效率較低。
[0004]中國專利申請201310335636.7公開了一種物體深度信息的連續性處理方法，一是通過視頻段落第一幀的深度提取:(I)確定物體空間關系:確定各個物體之間的“物理相鄰”關系以及前后相對的不均關系，并保存物理相鄰的2個物體之間的相鄰邊的坐標；(2)選擇關鍵點:選定其中任何一個物體，在其與其他物體“物理相鄰”的邊界上給定一定的深度值；(3)計算物體各個部分的深度值:采用連續的2維樣條插值技術計算物體的其他各個像素點的；二是物體運動下的局部深度信息的連續性。雖然該方法可解決現有物體深度信息提取中，在實際場景中不太實際，影響最后的立體效果以及物體局部發生運動時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，該專利使用關鍵點計算其它深度值信息，然而關鍵點不容易取到，不容易實現并行算法。
[0005]綜上所述，如何克服現有技術所存在的不足已成為當今計算機圖像處理技術領域中亟待解決的重大難題之一。

【發明內容】

[0006]本發明的目的是為克服現有技術的不足而提供一種從圖像中提取深度連續物體圖像的方法，本發明能夠根據深度圖像中目標物體的深度連續性來實現目標物體圖像穩定有效的分割，以大大提高圖像處理的效率。
[0007]根據本發明提出的一種從背景圖像中提取深度連續物體圖像的方法，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，判斷像素點之間的深度連續關系，并對像素點在標號圖上進行標記深度連續關系的第一遍標記操作，所述標號圖為深度圖像的像素對應的標記號組成的圖；步驟3，在所述第一遍全圖掃描的同時，對深度圖像的標記號進行標記關系表操作，包括為深度圖像的標記號建立標記關系表，以及為追蹤深度連續像素點的標記號之間的連接順序，而對深度連續像素點的標記號進行動態合并與更新所述標記關系表的操作；步驟4，標記關系表的最終標記號整合操作，為所述深度圖像的所有標記號獲取應該設置的真實標記號；步驟5，第二遍全圖掃描，根據步驟4中更新后的標記關系表對標號圖進行合并標記的第二遍標記操作，第二遍標記操作后，深度連續物體的像素點在標記圖中表示為相同的標記號；步驟6，在所述第二遍全圖掃描同時，統計各深度連續物體的屬性，并輸出深度連續物體標記圖，所述深度連續物體標記圖是指記錄所有深度連續物體的標號圖。
[0008]本發明提出的一種從圖像中提取深度連續物體圖像的方法的進一步優選方案是:
[0009]本發明步驟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的物體圖像，是指所述的深度圖像為不限定分辨率的數字圖像，其中每個像素點都是當前場景中物體垂直于攝像頭主光軸的直線距離。
[0010]步驟2所述判斷像素點之間的深度連續關系，是指全圖按照行掃描的方式進行，深度圖像中的每一行中的像素點與其相鄰的像素點進行深度值的比較，以判斷像素點之間的深度連續關系。
[0011]所述深度圖像中的每一行中的像素點與其相鄰的像素點進行深度值的比較，是指:設每行掃描的中心像素點為X，每個中心像素點X與P，q，r，s四個周圍像素點進行深度差值的比較；其中P，q，r三個像素點為中心像素點X上一行的像素點，s為中心像素點X左側的已經完成掃描的像素點；若掃描的中心像素點為分布于第一行的像素點則無需考慮與P，q，r進行比較；若掃描的中心像素點為分布于第一列的像素點則無需考慮與s進行比較。
[0012]所述深度圖像中的每一行中的像素點與其相鄰的像素點進行深度值的比較，是采用所述中心像素點X的深度值作中心深度值，使用中心深度值查找預先設定的深度差閾值表，獲得該中心深度值所對應的深度差閾值，該深度差閾值表中的閾值由中心深度值決定；像素點深度連續的判斷的具體方法為取周圍像素點P，q，r, s中的任一像素點的深度值與中心像素點X的深度值求差并取絕對值，以此設為周圍像素點的連續深度差；當連續深度差小于中心像素點所代表的深度差閾值時，則認為此周圍像素點與中心像素點深度連續；當連續深度差大于中心像素點所代表的深度差閾值時則，認為此周圍像素點與中心像素點深度不連續；當中心像素點深度值為0，認為該中心像素點為陰影點，不進行深度連續的判斷。
[0013]步驟2所述對像素點在標號圖上進行標記深度連續關系的第一遍標記操作，包括采用標記方式A對非連續中心像素點，唯一連接中心像素點和橋接中心像素點進行標記，所述新標記號不同于當前已經使用過的標記號；所述非連續中心像素點是指，與周圍像素點都不發生連接的中心像素點；所述非連續中心像素點代表出現新的連續深度像素團塊，使用標記方式A為新出現的非連續中心像素點產生新標記號，并用新標記號對非連續中心像素點進行標記；所述新標記號為當前未曾使用過的標記號；所述唯一連接中心像素點是指，與周圍像素點中唯--個像素點發生連接的中心像素點，其中與唯一連接中心像素點發生連接的周圍像素點稱為唯一連接周圍像素點；采用所述唯一連接周圍像素點的標記號對唯一連接中心像素點進行標記；所述橋接中心像素點是指，與周圍像素點中兩個或兩個以上的像素點發生連接的中心像素點，其中與橋接中心像素點發生連接的周圍像素點稱為橋接周圍像素點；采用橋接周圍像素點的標記號中的最小順序標記號，對橋接中心像素點進行標記；所述最小順序標記號是指在該標記方式中，使用順序排在最前的標記號；當中心像素點深度值為O，為該中心像素點標記表征無的標記號。
[0014]步驟3所述為深度圖像的標記號建立標記關系表，是指為所述深度圖像中每一個不同標記號建立三個標記關系表，分別包括頭部標記表、尾部標記表以及指針標記表；在標記方式A中，所使用的標記號按照使用順序排列，先使用的標記號是后使用的標記號的上位標記號，后使用的標記號是先使用的標記號的下位標記號；標記號所對應的頭部標記表中保存與該標記號發生過合并操作的標記號中的最小順序標記號，所述最小順序標記號是指使用順序排在最前的標記號；標記號所對應的尾部標記表中保存與該標記號發生過合并操作的標記號中的最大順序標記號，所述最大順序標記號是指使用順序排在最后的標記號稱為最大順序標記號；標記號所對應的指針標記表中保存與與該標記號發生過合并操作的標記號中的最接近當前標記號的下位標記號，即連接標記號。
[0015]步驟3所述為深度圖像的標記號建立標記關系表，是指當采用新標記號對非連續中心像素點進行標記時，為該新標記號建立三個標記關系表，并初始化該三個標記關系表，其中頭部標記表中的數值初始化為該新標記號，尾部標記表中的數值初始化為該新標記號，指針標記表中的數值初始化為表征結束的數值。
[0016]步驟3中所述對深度連續像素點的標記號進行動態合并與更新所述標記關系表的操作，包括采用合并與更新頭部標記表的操作追蹤深度連續根標記號，具體是指:合并和更新橋接周圍像素點的標記號所對應的頭部標記表，以及合并和更新已合并像素點的標記號所對應的頭部標記表；所述合并和更新橋接周圍像素點的標記號所對應的頭部標記表，是指:獲取與中心像素點橋接相連的橋接周圍像素點的標記號，即橋接周圍像素點標記號，查找所述橋接周圍像素點標記號所對應的頭部標記表中的數值，找到其中使用順序排在最前的標記號，即最小順序標記號U，采用該最小順序標記號u重新賦值所述橋接周圍像素點標記號所對應的頭部標記表；所述已合并像素點是指與中心像素點發生過合并關系的像素點，所述合并和更新已合并像素點的標記號所對應的頭部標記表，是指:獲取所述橋接周圍像素點標記號所對應的指針標記表中的連接標記號，查找該連接標記號所對應的頭部標記表，采用所述最小順序標記號u賦值該頭部標記表；并繼續獲取所述連接標記號所對應的指針標記表中的新連接標記號，查找該新連接標記號所對應的頭部標記表，并采用所述最小順序標記號u賦值該頭部標記表；以此類推直到