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影象顯著性論文(五)——Global Contrast based Salient Region Detection

這篇論文其實在作者的主頁上面已經給出中文版的論文了,所以大家看看中文版的論文也就可以看懂了,這裡不想多做解析,只是貼出來自己以後可以看,算是顯著性論文整個脈絡中的一篇吧。

1、引言

論文的提出主要是根據以下幾點考慮


根據這幾點的分析,作者在文章中提出了兩種方法,分別是基於直方圖對比度的方法(HC)和基於局域對比度的方法(RC)。

2、基於直方圖統計的對比度(HC)

該方法其實與LC方法很像,只不過LC考慮的是影象的亮度,而作者考慮的是影象的顏色,所以效果會比LC好一些,但是HC方法考慮顏色,所以計算量會很大,因為彩色圖片有三個通道,每個通道取值為0-255,所以總共有255的3次方種顏色,這個計算量是非常大的,但作者做了一個巧妙的變化,化解了這個問題,現在我們就來看看這種方法。


該方法起初引入了以上公式,其中D(Ik,Ii)為畫素Ik和畫素Ii在L*a*b空間的顏色距離。將公式展開可得


如果按照以上方法計算那麼我們可以得到,相同顏色值的畫素得到的顯著性,如此一來,我們可以從另外的角度思考,不進行每個畫素計算,而是對每種顏色進行計算,所以得到以下公式


為了加快演算法的執行時間,減低時間複雜度,作者使用基於直方圖加速的方法,將每個通道值從0-255轉化為0-12,並且將出現頻率較小的顏色丟掉,確保顏色覆蓋95%以上的畫素就可以了,剩下的5%的畫素所佔的顏色被直方圖中距離最近的顏色所代替。


由於減少顏色數量會對圖片產生一定的瑕疵,所以作者通過顏色空間平滑來解決這個問題。每個顏色的顯著值被替換為相似顏色顯著值得加權平均。公式如下


這樣一來在顏色特徵空間中距離c較近的顏色分配較大權值,相似的顏色分配到相似的顯著性值,減少了量化的瑕疵。

整個實現過程作者現在RGB顏色空間進行量化,在Lab顏色空間測量距離。

3、基於區域的對比度(RC)

首先使用基於圖的分割方法將影象分割成若干區域,然後為每個區域建立顏色直方圖,對每個區域rk,測量它與影象其他區域的顏色對比度來計算它的顯著性,公式如下


其中f(c1,i)為第i個顏色在第1個區域的所有n1中顏色中出現的概率,f(c2,j)為第j個顏色在第2個區域的所有n2中顏色中出現的概率,n1,n2分別表示第一第二區域顏色總數,D(c1,i,c2,j)表示第1個區域第i種顏色和地2個區域第j種顏色之間的距離。

在以上的基礎上再融入空間資訊,在式子5中引入空間權值,公式如下



4、實驗


顯著性分割

顯著性分割在獲得顯著性圖的基礎上加上Grabcut分割方法,得到結果如下


基於內容感知的影象縮放


非真實感渲染


參考資料

1、Global Contrast based Salient Region Detection(原文)

2、基於全域性對比度的顯著性區域檢測(中文翻譯版)

5、程明明主頁 程式碼可以再程明明主頁下載,程式碼中還包含了很多其他顯著性方法的程式碼,很有用,如果需要的話可以去下載看看。