数字图像前景提取算法研究

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1、Ni中图分类号：单位代号：10280密级：学号：12721052硕士学位论文SHANGHAIUNIVERSITYMASTER’SDISSERTATION题数字图像前景提取算法研目究作者李继德学科专业软件工程导师李晓强完成日期2016.1上海大学硕士学位论文上海大学本论文经答辩委员会全体委员审查,确认符合上海大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：主任：委员：导师：答辩日期：I上海大学硕士学位论文原创性声明本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表或撰写过的研

2、究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。密级：保密期限：签名：日期：本论文使用授权说明本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：II上海大学硕士学位论文上海大学工学硕士学位论文数字图像前景提取算法研究姓名：李继德导师：李晓强学科专业：软件工程上海大学计算机工程与科学学院2016年1月III上海大学硕士学位论文ADisserta

3、tionSubmittedtoShanghaiUniversityfortheDegreeofMasterinEngineeringResearchaboutDigitalImageForegroundExtractionMACandidate：JideLiSupervisor：XiaoqiangLiMajor：SoftwareEngineeringSchoolofComputerEngineeringandScienceShanghaiUniversityJanuary,2016IV上海大学硕士学位论文摘要数字图像前景提取是计算机

4、视觉研究的一个热点。前景提取又称抠图，是一种重要的计算机视觉处理技术，也是很多图像处理算法的基础。前景提取的目标是将一副图像划分为两部分，前景区域和背景区域，并将前景图像提取出来，保存或叠加到一副新的图像中。在现实中，工业领域、医疗领域和影视传播领域都大量依赖图像前景提取算法进行图像数据的处理与分析，开展前景提取算法研究有着重要的社会价值和理论意义。本文的工作主要是研究基于单帧图像的前景提取算法。针对现有图像前景提取算法中存在需要大量交互操作和运算速度慢两个问题，提出并验证了对现有算法的两个方面的改进：算法的自动化和并行加速。本文主

5、要做出以下几方面工作：1)介绍图像前景提取算法的目标和基本思想，并总结了一般前景提取算法的处理流程。然后归纳总结现有的经典图像前景提取算法，分析算法中存在的优点和不足并引出本文的研究内容：自动化图像前景提取和前景提取算法的并行加速。文章还介绍了几种经典的算法评估策略和数据集。2)提出一套基于医学图像舌体提取的自动化图像提取方案。首先，训练一个舌体检测器，用于初步舌体定位。然后，对舌体所在区域进行采样，利用迭代的直方图投影法进一步确定舌体覆盖的区域并生成舌体标注蒙版。最后，调用已有前景提取算法精确计算舌体区域，完成舌体提取。文中提供三

6、种形式的标注蒙版，可以适应不同类型的舌象图片。实验证明提出的方案实现舌体提取自动化的同时还拥有较高的准确度，能够满足实际用户使用的要求。3)基于学习的图像前景提取算法LBDM具有准确度高的优点。但是，该算法运算时间长，难以满足实时应用的场合。本文提出一种基于并行加速的LBDM算法。LBDM算法包括两个运算阶段：学习阶段和求解V上海大学硕士学位论文阶段。本文的并行算法通过结合GPU和CPU的并发执行能力实现对LBDM算法的两阶段进行加速。首先通过GPU并行计算每个像素点对应学习阶段的任务。然后对分块后的图像，通过CPU并行计算每个图像

7、块对应求解阶段的任务。本文针对上述的图像分块任务提出了新的基于蒙版骨架的分块算法TSB，能够生成比传统分块算法效果更好的分块。实验证明，在给定的硬件条件下，本文方法实现最高12倍的加速比，算法运行时间明显缩短。关键词：前景提取，抠图，图像分割，并行加速VI上海大学硕士学位论文ABSTRACTDigitalimageforegroundextractionisahotcomputervisionissue.Foregroundextraction,alsoknownasmatting,isanimportantcomputervisi

8、onprocessingtechnologyandthebasisofmanyotherimage-processingalgorithms.Mattingistodivideimageintotwoparts,foregroundr