CN1166754A - 利用不规则网孔的面向对象的图像的表示方法和装置 - Google Patents

利用不规则网孔的面向对象的图像的表示方法和装置 Download PDF

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Abstract

一种利用不规则的网孔的面向对象的图像表示装置及方法,包括有对象图像提取器,用于从由接收的图像数据所表示的整个的图像中提取包含一个对象的图像块;规则网孔形成器从提取的对象图像产生包括固定的控制点、浮动控制点和像素数据的矩形网孔数据。不规则网孔形成器接收矩形网孔数据,并重复用于去除具有最低级的图像描述性的浮动控制点的一个操作和将从其中去除了浮动控制点的支持区域分割成多边形网孔的操作,直到所剩余的该浮动控制点的数目达到一个预定的阈值为止。

Description

利用不规则网孔的 面向对象的图像的 表示方法和装置
本发明涉及利用不规则网孔(mesh)的面向对象(object-oriented)的图像的表示方法和装置,尤其涉及利用一个不规则网孔对于包括在一个图像中的对象(object)进行表示的方法和装置。
对于运动图像的压缩技术国际标准化的努力正在取得进展,例如以很低的比特率对于一个运动图像进行编码的MPEG(运动图像专家组)IV,以应用在电视电话和电视会议的系统中。为了以很低的比特速率对于一个运动图像进行编码,各种面向对象的对运动图像进行编码的方法正在广泛的研究中,这些方法的每一个都是对在运动图像中的主要对象编码,并将编码的结果发射。而且,为了实现用于去除一个运动图像的时间的相关性的运动补偿,正在研究一种运动补偿的方法,通过这种方法,空间变换-例如能够更为有效地表示一个实际的对象的运动图像的反卷(warping),被应用到以网孔形式表示的图像。
在图像的表示中,可以看到一个不规则的网孔能够将一个图像的局部的特征反映得非常好,并且只利用小数目的控制点就能良好地表示图像的特征。
本发明的目的是提供一种方法,该方法利用不规则的网孔表示包含在一个图像中的对象。
本发明的另一个目的是提供一个实施上述方法的装置。
为了实现本发明的上述的目的,本发明提供了一种利用不规则网孔的面向对象的图像表示方法,该方法包括步骤:(a)从整个的图像中提取包含一个对象的图像块,该对象包括在该整个图像中;
(b)从在步骤(a)中提取的图像块中产生包括固定控制点、浮动控制点和像素数据的矩形的网孔数据,其中的固定的控制点和浮动的控制点是属于多个矩形网孔的顶点(vertex)当中的一个对象图像的顶点,这些矩形网孔对整个的图像进行分割,而固定的控制点是处在对象图像的角落处的顶点;和
(c)根据步骤(b)的矩形网孔数据,重复用于去除具有最低级的图像描述性的浮动控制点的一个操作和将从中去除了中心浮动控制点的支持区域分割为多边形的网孔的一个操作,直到所剩余的该浮动控制点的数目达到一个预定的阈值为止。
本发明还提供了一种利用不规则的网孔的面向对象图像的表示装置,它包括:对象图像提取装置,用于从由接收的图像数据所表示的整个的图像中提取包含一个对象的图像块,该对象包括在该整个图像中;规则网孔形成装置,用于从对象图像提取装置接收对象图像数据,并从该对象图像产生包括固定的控制点、浮动控制点和像素数据的矩形网孔数据,其中的固定的控制点和浮动的控制点是属于多个矩形网孔的顶点当中的一个对象图像的顶点,这些矩形网孔对整个的图像进行分割,而固定的控制点是处在对象图像的角落处的顶点;和不规则网孔形成装置,用于从规则网孔形成装置接收矩形网孔数据,并用于重复用于去除具有最低级的图像描述性的浮动控制点的一个操作和将从中去除了中心浮动控制点的支持区分割为多边形的网孔的一个操作,直到所剩余的该浮动控制点的数目达到一个预定的阈值为止。
将参考附图对于本发明进行更详细的描述,其中:
图1是根据本发明的一个实施例的利用不规则的网孔的面向对象的图像表示装置框图;
图2A到图2C是解释形成包含一个对象的对象图像过程的原理图;
图3是解释一个网孔化的对象图像的原理图;
图4A到图4C分别是用于解释形成三角形网孔的过程的原理图;
图5A到图5B分别是用于解释浮动控制点的去除的原理图;
图6是用于解释确定一个优化的浮动控制点的过程的原理图;
图7是表示根据本发明的另一个实施例的用于形成不规则多边形的单元的框图。
将根据附图1-7描述本发明的最佳实施例。
图1示出了根据本发明的实施例的采用不规则网孔的面向对象的图像表示装置,一个对象图像提取器10从包含该对象的图像提取一个对象。参考图2A,它示出了包括一个对象的一个图像的实例,对象图像提取器10的块形成器11把包括已接收的图像数据的示于图2A的图像分割成N×N大小的块,每一个块具有N×N个像素。由块形成器11进行图像分割的例子示于图2B中。块形成器11把通过进行图像的分割而形成的图像块的数据输出到块选择器12。块选择器12利用接收的数据在图像块之间选择包括一个对象的图像信息的图像块,选择的图像块的数据被输出到一个对象图像形成器13。在此情况中,块选择器12并不输出各图像块的数据,而只是将选择的图像块输出到对象图像形成器13。该对象图像形成器13将来自块选择器12的接收数据进行汇合,以便形成和存储一个对象图像。该对象图像包括由块选择器12的图像块,由图2C中的粗实线所包括的区域所示。对象图像形成器13将包括图像块的对象图像的数据输出到一个矩形网孔形成器20。
矩形网孔形成器20把包括一个对象的整个图像分割成K×K个大小的网格(grid)。其中每一个网格具有K×K个像素。在每一个网格的顶点中,该矩形网孔形成器20确定在对象图像所包括顶点作为初始的控制点,并决定由初始的控制点所包括的每一个网格作为一个矩形网孔。图3示出了根据图2C示出的对象图像的矩形网孔的例子。在图3中示出的矩形网孔表示在图2中描述的图像块的水平或垂直像素的数目是一个具有K×K大小的网格的水平或垂直像素数目的整数倍。当图像块的水平或垂直的像素的数目不是该网格的水平或垂直像素的数目的整数倍时,由该矩形网孔构成的该对象图像将不同于构成该图像块的对象图像。
矩形网孔形成器20确定位于构成该矩形网孔的对象图像的边缘的初始控制点作为一个固定控制点,并把没有被确定为固定控制点的初始控制点作为浮动控制点。在此,每一个矩形网孔都是由存在于矩形网孔中的对象图像的数据和属于该矩形网孔的一个固定的控制点和浮动的控制点的位置信息所表示。矩形网孔形成器20输出表示包括这些矩形网孔的对象图像的矩形网孔数据。
利用输入的矩形网孔数据,一个不规则网孔形成器30把单独的矩形网孔分割成不规则的三角形网孔。该不规则三角形网孔的产生是根据题目为“以自适应控制点的去除为基础的不规则三角形网孔的表示”的文章,该文章发表在SPIE的1996年“可视通信和图像处理处理”会议论文集,作者是KangW,chun,Byungwoo Jean和Jae M,JO。在不规则的网孔形成器30中,一个规则的三角形网孔形成器31从矩形网孔形成器20接收矩形网孔数据。该规则的三角形网孔形成器31利用接收的矩形网孔数据将每一个矩形网孔沿着对角线的方向进行分割。通过这种分割,每一个矩形网孔被分割成两个规则的网孔。
其中由规则的三角形网孔形成器31形成规则的网孔的例子将参考图4A到图4C进行描述。规则的三角形网孔形成器31使用在属于矩形网孔的各像素值之间的相似性,以便将每一个矩形网孔分割成规则的三角形网孔。图4A示出了包括四个控制点a、b、c和d的一个矩形网孔。如果属于一个矩形网孔的控制点a、b、c和d像素值分别是P(a)、P(b)、P(c)和P(d),则规则的三角形网孔形成器31利用|P(a)-P(c)|计算在-45度方向上的相似性表示值P-45,并利用|P(b)-P(d)|计算在45度方向上的相似性表示值P45。沿着对应于两个相似性表示值P-45和P45当中的较小的一个的对角线方向,规则三角形网孔形成器31将矩形网孔分割成两个三角形网孔。在图4B中示出了在当相似性表示值P-45小于相似性表示值P45时的矩形网孔的分割,而在图4C中示出了在当相似性表示值P45小于相似性表示值P-45时的矩形网孔的分割。规则的三角形网孔形成器31产生通过对于所有的矩形网孔的分割而获得的表示规则三角形网孔的规则三角形网孔数据。这样的一个规则的三角形网孔数据包含有关于上述的固定的控制点和浮动的控制点的位置的信息,并且将这些位置信息送到一个能量计算器32。
能量计算器32把接收的规则三角形网孔数据存储在一个内部存储器(没示出)中,并且利用所存储的数据计算对应于每一个浮动控制点的能量值。包括浮动控制点的第一能量值E(K)由下式表示: E ( K ) = 1 N K Σ ( i , j ) ∈ S K [ g ( i , j ) - g ^ ( i , j ) ] 2 . . . ( 1 )
其中的SK表示对应于浮动控制点K的支持区域,而NK表示包括在支持区SK中的像素数目。g(i,j)表示具有位置(i,j)的像素值,而
Figure A9711116400122
表示对应于像素值g(i,j)的内插像素值。内插的像素值
Figure A9711116400123
是利用像素值g(i,j)和对应于像素值g(i,j)的内插加权值计算的。用于具有像素位置(i,j)的内插加权值是在中心浮动控制点K被去除之前利用包含在支持区SK内每一个三角形网孔中的控制点的像素值唯一地确定的,具有位置(i,j)的像素属于该三角形网孔。参考图5A,由“ K”表示的浮动控制点具有由相邻的8个控制点所包括的一个支持区。能量计算器32利用上述的公式(1)相对于在网孔化的对象图像中的所有的浮动控制点计算第一个能量值,并且按照对应于浮动控制点的形式将计算的第一能量值存储在内部存储器中。能量计算器32去除位于每一个支持区域中心的浮动控制点,并利用三角形化技术将已经从其中去除了浮动控制点的支持区域分割成三角形网孔。该三角形化技术公开在上述的Kang W,chun,Byungwoo Jean和Jae M,Jo的文章中。图5B示出了一个新的三角形网孔的例子,它对于从其中已经去除了浮动控制点K的支持区域进行分割。
利用从其中已经去除了中心的浮动控制点的支持区域中包含的新的三角形网孔,能量计算器32计算第二个能量值。有关浮动控制点K的第二能量值被表示成上述的公式(1)所示。但是,在第二能量的计算过程中,有关像素值g(i,j)的内插的 是利用新的三角形网孔的控制点的像素值计算的。换句话说,用于具有位置(i,j)的像素的内插的加权值是利用包括在其中具有位置(i,j)的像素所属的每一个三角形网孔的控制点的像素值唯一地确定的。每当第一能量值和对应的第二能量值被计算时,能量计算器32计算表示第一能量值和第二能量值之间的能量差值。能量计算器32的信号处理并不是限制本发明。因此,该能量计算器32在设计上可以使得对应于分别的浮动控制点的各能量值的计算是在已经计算了相对于所有的浮动控制点的第一和第二能量差值之后。以对应于每一个浮动控制点的形式,能量计算器32将计算的能量差值输出给一控制点去除器33。当对应于所有的浮动控制点的能量差值都已经被完全计算之后,该能量计算器32则将表示这些能量差值的计算完成和从规则三角形网孔形成器31接收到的规则三角形网孔数据的一个信号输出到控制点去除器33。
控制点去除器33将从能量计算器32接收的数据存储在一个内部存储器中。因此对应于所有的浮动控制点和规则的三角形网孔数据的差值被存储在控制点去除器33中的内部存储器中。控制点去除器33将存储在内部存储器中的能量差值进行相互的比较,以便确定最小的能量差值,并从该内部存储器中去除该确定的最小能量差值和对应浮动控制点的数据。就是说,控制点去除器33去除对应于作为非控制点的最小能量值的浮动控制点。该控制点去除器33输出剩余的浮动控制点的数目、有关去除的浮动控制点的支持区域的数据和表示相邻于支持区域的三角形网孔的三角形网孔数据到一个网孔重建器34。
利用从控制点去除器33接收的数据,网孔重建器34把已经从其中去除了中心浮动控制点的支持区域分割成三角形网孔。网孔重建器34将上述的三角形化技术应用到已经从其中去除了中心浮动控制点的支持区域。从而将已经由网孔重建器34去除了浮动控制点的支持区域分割成新的三角形网孔。网孔重建器34判定所剩余的浮动控制点的数目是否多于预定的阈值。当剩余的浮动控制点多于预定的阈值时,网孔重建器34将把表示已经从其中去除了浮动控制点的支持区域新近获得的三角形网孔的数据以及表示相邻于该新的三角形网孔的各三角形网孔的数据输出到一个能量改变器35。能量改变器35从网孔重建器34接收数据,计算关于最新的三角形网孔的浮动控制点的一个能量差值。每一个属于新的三角形网孔的浮动控制点具有一个象在参考图5A描述的支持区域的一个对应的支持区域。因此,当新的三角形网孔如图5B所示被确定时,能量改变器35将计算对应于在图5B中所示的所有的浮动控制点的新的能量差值。能量改变器35把表示计算的能量的差值和相应的浮动控制点的数据输出到控制点去除器33。该控制点去除器33利用从能量改变器35接收的数据和存储在内部存储器中的能量差值确定最小的能量差值,并且从该内部存储器中去除所确定的最小的能量差值和相应的浮动控制点的位置数据。
由控制点去除器33、网孔重建器34和能量改变器35执行的浮动控制点和相应的能量差值的去除操作被重复,直到剩余浮动控制点的数目与预定的阈值完全相同为止。如果确定剩余的浮动控制点的数目和预定的阈值相同,则网孔重建器34输出保留在控制点去除器中的浮动控制点的数据和表示三角形网孔的三角形网孔数据到一个位置移动器40。
利用浮动控制点数据和从控制点去除器33接收的三角形网格数据,在位置移动器40中的能量计算器42确定候选的控制点,对于每一个浮动控制点,每一个候选控制点具有相邻于该浮动控制点的像素位置。由能量计算器42选择的候选控制点的一个实例示于图6中。最好是,该候选的控制点是由恰好相邻于浮动控制点的四个像素位置或八个像素位置所确定。由于这种候选控制点的确定并不限制本发明,所以,有可能进一步扩展候选控制点的选择的范围。能量计算器42连接确定的候选控制点和邻接浮动控制点的控制点(即,固定的和/或浮动的控制点),从而形成新的三角形网孔。随后,能量计算器42计算对应于每一个候选控制点的一个第三能量值,其对应于每一个浮动控制点。
对应于每一个候选控制点的第三能量值是根据下式(2)计算的 EC ( K ) = 1 N K Σ ( i , j ) ∈ S K [ g ( i , j ) - g ^ ( i , j ) ] 2 . . . . . ( 2 ) 其中的SK表示对应于浮动控制点K的支持区域,而NK表示包括在支持区域SK中的像素的数目。g(i,j)表示具有位置(i,j)的像素的像素值,而
Figure A9711116400152
表示对应于像素值g(i,j)的一个内插的像素值。该内插的像素值
Figure A9711116400153
是利用像素值g(i,j)和对应于该像素值g(i,j)的内插的加权值计算的。用于具有位置(i,j)的像素的内插加权值是利用包括在每一个具有位置(i,j)的像素所属的三角形网孔中的控制点的像素值唯一地确定的,这些三角形网孔是在由每一个候选的控制点和处在支持区SK的边缘的控制点形成的三角形网孔之中。
当对应于有关每一个浮动控制点的所有的候选控制点的第三能量值被计算时,能量计算器42把表示每一个浮动控制点和对应的候选控制点以及有关每一个浮动控制点和候选控制点的第三能量值输出到一个位置选择器44。能量计算器42还将从网孔重建器34接收的三角形网孔数据输出到位置选择器44。
位置选择器44确定在接收的第三能量值当中的对应于最小第三能量值的一个候选控制点或一个浮动控制点作为一个优选的浮动控制点。位置移动器40相对于所有的浮动控制点确定一个优选的浮动控制点,并将包括根据优选的浮动控制点的确定而改变的不规则网孔的优化的不规则网孔数据、优选的固定控制点和优选的浮动控制点输出到随后的处理块(未示出)。
参考图7描述用于产生不规则多边形网孔的一个修正的实施例。
示于图7中的对象图像提取器10和矩形网孔形成器20与图1示出的相同。能量计算器81从矩形网孔形成器20接收矩形网孔数据。该矩形网孔数据表示由矩形网孔组成的对象图像。利用输入的矩形网孔数据,能量计算器81单独地对应于在网孔化的对象区域中的浮动控制点而计算第四能量值。该能量计算器81使用上述的公式(1)计算该第四能量值。在此情况中,SK表示由包围第K个浮动控制点的矩形网孔的所构成的一个支持区域。用于获得内插值的内插加权值
Figure A9711116400154
是利用属于支持区域的控制点的像素值而被确定的。能量计算器81计算有关在网孔化的对象区域中的每一个浮动控制点的第四能量值,并把所计算出的第四能量值以对应于浮动控制点的形式存储在内部存储器(没示出)中。当相对于所有的浮动控制点的第四能量值被完全地计算时,该能量计算器81将表示第四能量值计算完成的信号输出到控制点去除器82。控制点去除器82把在能量计算器81中存储的在各第四能量值当中的最小值对应的浮动控制点从内部存储器中除去。在此情况中,新形成的网孔具有不同于现存的矩形网孔的尺寸。当存留在能量计算器81中的浮动控制点的数目具有一个大于一个阈值的值的时候,控制点去除器82输出一个能量计算指令到能量计算器81。响应该能量计算指令,能量计算器81重新计算对应于相邻于被去除的浮动控制点的浮动控制点的第四能量值,并存储该计算值。而且,控制点去除器82把在能量计算器71中的存储器的第四能量值中的最小的第四能量值对应的浮动控制点去除。如果利用能量计算器81和控制点去除器82重复地去除浮动控制点,则使得初始的规则的矩形网孔被变形成为不规则的多边形网孔,其尺寸和形状彼此不同。如果将信号处理重复,以便去除浮动控制点,则存留在能量计算器81中的浮动控制点的数目就会变成和预定的阈值相同。在此,控制点去除器82读取存储在能量计算器81中的表示多边形网孔的数据,并将读出的多边形网孔数据输出到一个位置移动器90。该多边形网孔数据包括有表示固定控制点和存留浮动控制点的数据,以及有关存留多边形网孔的图像数据。
当位置移动器90处理参考图7描述的多边形网孔数据时,上述的公式(2)被采用在多边形的网孔结构中。在改变的公式(2)中,用于获得内插值的内插的加权值g(i,j)是利用每一个候选控制点的像素值和作为由位于支持区域SK的边缘的控制点形成的每一个多边形的网孔的顶点的各控制点的像素值所决定的。由于这样的一个改变是通过上述的用于三角形网孔结构的公式(2)执行来用在多边形网孔结构,因而将详细的描述略去。
如上所述,根据本发明的图像表示装置通过相对于从图像提取的物体的执行一个网孔的表示而不是将整个的图像以网孔表示而使得信号的处理更为有效。因此,能够将为了进行图像的网孔表示的所需求的存储器的使用效率优化,并使得具有适当的存储器容量的系统能够被实现。

Claims (20)

1.一种利用不规则的网孔的面向对象图像的表示装置,包括:
对象图像提取装置,用于从由接收的图像数据所表示的整个的图像中提取包含在整个图像中的一个对象的图像块;
规则网孔形成装置,用于从所述对象图像提取装置接收对象图像数据,并从该对象图像产生包括固定的控制点、浮动控制点和像素数据的矩形网孔数据,其中所述固定的控制点和浮动的控制点是属于多个矩形网孔的各顶点中的一个对象图像的顶点,所述这些矩形网孔对整个的图像进行分割,而所述固定的控制点是位于该对象图像的角落处的顶点;和
不规则网孔形成装置,用于从规则网孔形成装置接收矩形网孔数据,并用于重复用于去除具有最低级的图像描述性的浮动控制点的一个操作和将从其中去除了该浮动控制点的支持区域分割为多边形网孔的一个操作,直到所剩余的该浮动控制点的数目达到一个预定的阈值为止。
2.根据权利要求1的面向对象图像的表示装置,其中所说的对象图像提取装置包括:
块形成装置,用于将接收的整个的图像数据分割成多个图像块,每一个块具有预定的大小;
块选择装置,用于在由所说的块形成装置所分割的多个图像块中选择包括在整个图像当中的一个对象的图像块;和
对象图像形成装置,用于对由所说的块选择装置选择的图像块进行合并,并把合并的图像块作为对象图像的数据输出。
3.根据权利要求1的面向对象图像的表示装置,其中所说的不规则网孔形成装置执行一个分割操作,用于对从其中去除了该中心浮动控制点的支持区域进行分割。
4.根据权利要求3的面向对象的图像表示装置,其中所说的不规则的网孔形成装置包括:
规则的三角形网孔形成装置,用于利用从所说的规则网孔形成装置提供的矩形网孔数据确定每一个矩形网孔的具有大程度的数据相似性的对角线方向,并用于借助沿着所确定的对角线方向对该矩形网孔进行的分割来形成规则的三角形网孔;
能量计算装置,利用由所说的规则三角形网孔形成装置形成的规则三角形网孔的像素数据,计算单独地对应于所述各浮动控制点的能量差值;
控制点去除装置,用于确定在计算的能量差值当中的最小的能量差值,并去除作为非浮动控制点的对应于该确定的能量差值的浮动控制点;
网孔重建装置,响应所说的控制点去除装置的浮动控制点的去除操作,用于把其中已经去除了中心浮动控制点的支持区域分割成三角形网孔,直到浮动控制点的数目达到预定的阈值为止;
能量改变装置,利用由所说的网孔重建装置获得的新的三角形网孔和相邻的三角形网孔,用于计算单独地对应于包含在新的三角形网孔中的浮动控制点,并用于将表示所计算的能量差值和对应的浮动控制点的信息提供到所说的控制点去除装置。
5.根据权利要求4面向对象图像的表示装置,其中对应于每一个浮动控制点K的能量差值表示在一个第一能量值和一个第二能量值之间的差值,
其中有关浮动控制点K的第一能量值E(K)由下式表示: E ( K ) = 1 N K Σ ( i , j ) ∈ S K [ g ( i , j ) - g ^ ( i , j ) ] 2
其中的SK表示对应于浮动控制点K的支持区域,NK表示包括在支持区域SK中的像素数目,g(i,j)表示具有位置(i,j)的像素值,而
Figure A9711116400032
表示对应于像素值g(i,j)的内插像素值,其中的内插的像素值
Figure A9711116400033
是利用像素值g(i,j)和对应于像素值g(i,j)的内插加权值计算的,并且用于具有像素位置(i,j)的内插加权值是在中心浮动控制点K被去除之前利用包含在该支持区域SK内的具有位置(i,j)的像素所属的每一个三角形网孔中的控制点的像素值唯一地确定的,并且,
其中的对应于浮动控制点K的第二能量值是由采用所述新的三角形网孔的控制点的像素值确定的内插像素值通过上述的公式计算的,而不是采用第一能量值E(K)的内插像素值
Figure A9711116400034
计算的。
6.根据权利要求1面向对象图像的表示装置,其中所说的不规则网孔形成装置执行一个分割操作,将其中已经去除中心浮动控制点的支持区域分割成多边形网孔。
7.根据权利要求6面向对象的图像表示装置,其中所说的不规则网孔形成装置包括:
能量计算装置,用于接收和存储从所说的规则网孔形成装置提供的矩形网孔数据,并且利用存储的矩形网孔数据存储单独地对应于所述各浮动控制点的能量差值;和
控制点去除装置,用于相应于存储在所说的能量计算装置中的能量值当中的最小值而重复一个浮动控制点的去除操作,直到所述剩余的浮动控制点的数目达到所述预定的阈值为止,
其中所说能量计算装置重新计算和存储对应于已经从其中去除了中心浮动控制点的支持区域所包括的所述浮动控制点的能量值。
8.根据权利要求7的面向对象图像的表示装置,其中所说的能量值是由下式计算的: E ( K ) = 1 N K Σ ( i , j ) ∈ S K [ g ( i , j ) - g ^ ( i , j ) ] 2
其中的SK表示对应于浮动控制点K的支持区域,NK表示包括在支持区域SK中的像素数目,g(i,j)表示具有位置(i,j)的像素值,而 表示对应于像素值g(i,j)的内插像素值,
其中的内插的像素值
Figure A9711116400043
是利用像素值g(i,j)和对应于像素值g(i,j)的内插加权值计算的,并且用于具有像素位置(i,j)的内插加权值是利用包含在支持区域SK中的控制点的像素值确定的。
9.根据权利要求1面向对象的图像表示装置,还包括:
能量计算装置,用于针对最终存留在所说的不规则的网孔形成装置中的多边形网孔的浮动控制点,计算涉及每一个浮动控制点和具有在每一个所说的浮动控制点的支持区域中的相邻像素位置的多个候选控制点的能量值;和
装置,用于在由所说的能量计算装置计算的能量值当中确定最小的能量值,并将与在每一个所说的浮动控制点和所说的相邻候选控制点当中所确定的能量值对应的一个控制点确定为对应于每个所说的浮动控制点的优化浮动控制点。
10.根据权利要求9面向对象的图像表示装置,其中所说的能量值是由下式计算的: E ( K ) = 1 N K Σ ( i , j ) ∈ S K [ g ( i , j ) - g ^ ( i , j ) ] 2
其中的SK表示对应于浮动控制点K的支持区域,NK表示包括在支持区域SK中的像素的数目,g(i,j)表示具有位置(i,j)的像素的像素值,
Figure A9711116400052
表示对应于像素值g(i,j)的一个内插的像素值,
其中,该内插的像素值
Figure A9711116400053
是利用像素值g(i,j)和对应于该像素值g(i,j)的内插的加权值计算的,并且用于具有位置(i,j)的像素内插加权值是利用具有位置g(i,j)的像素所属的三角形网孔中的各控制点的像素值确定的,所述这些三角形网孔是在由浮动控制点或每一个所说的候选的控制点和位于支持区SK的边缘的控制点形成的三角形网孔之中。
11.一种利用不规则网孔的面向对象的图像表示方法,该方法包括步骤:
(a)从整个图像中提取包含一个对象的图像块,该对象包括在整个图像中;
(b)从在步骤(a)中提取的图像块中产生包括固定控制点、浮动控制点和像素数据的矩形的网孔数据,其中的所述固定的控制点和浮动的控制点是属于多个矩形网孔的顶点当中的一个对象图像的顶点,所述这些矩形网孔对整个的图像进行分割,而所述固定的控制点是位于该对象图像的角落处的顶点;和
(c)根据步骤(b)的矩形网孔数据,重复用于去除具有最低级的图像描述性的浮动控制点的一个操作和将从其中去除了中心浮动控制点的支持区分割为多边形网孔的一个操作,直到所剩余的该浮动控制点的数目达到一个预定的阈值为止。
12.根据权利要求11的面向对象的图像表示方法,其中所说的步骤(a)包括子步骤:
(a1)将接收的整个的图像数据分割成多个图像块,每一个块具有第一个预定的大小;
(a2)在子步骤(a1)的多个图像块当中选择包括在整个图像中的一个对象的图像块。
13.根据权利要求11的面向对象的图像表示方法,在所说的步骤(c)中,执行将已从其中去除了该中心浮动控制点的支持区域分割为三角形网孔的一个分割操作。
14.根据权利要求13的面向对象的图像表示方法,其中所说的步骤(c)包括以下的子步骤:
(c1)利用所说的步骤(b)的矩形网孔数据确定每一个矩形网孔的具有大程度的数据相似性的对角线方向,并借助沿着所确定的对角线方向对该矩形网孔进行分割来形成规则的三角形网孔;
(c2)利用由所说的子步骤(c1)形成的所述规则三角形网孔像素数据来计算单独地对应于所述浮动控制点的能量差值;
(c3)确定在由所述子步骤(c2)计算的能量差值当中的最小的能量差值,并去除作为非浮动控制点的对应于所确定的能量差值的浮动控制点;
(c4)响应所说的子步骤(c3)的浮动控制点的去除操作,当浮动控制点没有达到预定的阈值时,把其中已经去除了中心浮动控制点的支持区域分割成三角形网孔;和
(c5)利用在所述子步骤(c4)获得的新的三角形网孔和相邻的三角形网孔,计算单独地对应于包含在新的三角形网孔中的浮动控制点。
15.根据权利要求14的面向对象的图像表示方法,其中对应于每一个浮动控制点K的能量差值表示一个第一能量值和一个第二能量值之间的差值,
其中包括浮动控制点K的第一能量值E(K)由下式表示: E ( K ) = 1 N K Σ ( i , j ) ∈ S K [ g ( i , j ) - g ^ ( i , j ) ] 2
其中的SK表示对应于浮动控制点K的支持区域,NK表示包括在支持区域SK中的像素数目,g(i,j)表示具有位置(i,j)的像素值,而
Figure A9711116400062
表示对应于像素值g(i,j)的内插像素值,其中该内插的像素值
Figure A9711116400063
是利用像素值g(i,j)和对应于像素值g(i,j)的加权值计算的,并且用于具有像素位置(i,j)的内插加权值是在中心浮动控制点K被去除之前,利用包含在所述支持区内的具有位置(i,j)的像素所属的每一个三角形网孔中的控制点的像素值唯一地确定的,并且,
其中的对应于浮动控制K的该第二能量值是利用由采用新的三角形网孔的控制点的像素值确定的内插像素值通过上述的公式计算的,而不是采用内插像素值 计算的。
16.根据权利要求11的面向对象的图像表示方法,其中在所说的步骤(c)中,执行一个分割操作,将其中已经去除中心浮动控制点的支持区域分割成多边形网孔。
17.根据权利要求16的面向对象的图像表示方法,其中所说的步骤(c)包括子步骤:
(c1)利用在所述步骤(b)存储的矩形网孔数据,计算并存储单独地对应于浮动控制点的能量差值;和
(c2)去除与在所说的子步骤(c1)中存储的能量值当中的最小值相对应的浮动控制点;
(c3)计算与属于其中已经去除了中心浮动控制点的支持区域的浮动控制点相对应的能量值;
(c4)重复一个浮动控制点的去除操作和与属于对应的支持区域的浮动控制点对应的能量值的计算操作,直到剩余的浮动控制点的数目达到预定的阈值为止。
18.根据权利要求17的面向对象的图像表示方法,其中所说的能量值是由下式计算的: E ( K ) = 1 N K Σ ( i , j ) ∈ S K [ g ( i , j ) - g ^ ( i , j ) ] 2
其中的SK表示对应于浮动控制点K的支持区域,NK表示包括在支持区域SK中的像素数目,g(i,j)表示具有位置(i,j)的像素值,而 表示对应于像素值g(i,j)的内插像素值,
其中的该内插的像素值 是利用像素值g(i,j)和对应于像素值g(i,j)的加权值计算的,并且用于具有像素位置(i,j)的内插加权值是利用包含在支持区域SK中的控制点的像素值确定的。
19.根据权利要求11的面向对象的图像表示方法,还包括步骤:
(d)针对在步骤(c)中最终存留的多边形网孔的浮动控制点,计算涉及每一个浮动控制点和具有在每一个所说的浮动控制点的支持区域中的相邻像素位置的多个候选控制点的能量值;和
(e)在由所说的步骤(d)计算的能量值中确定最小的能量值,并将在每一个所说的浮动控制点和所说的相邻候选控制点中对应于该确定的能量值的一个控制点确定为对应于每一个所说的浮动控制点的优化控制点。
20.根据权利要求19的面向对象的图像表示方法,其中所说的能量值是由下式计算的: E ( K ) = 1 N K Σ ( i , j ) ∈ S K [ g ( i , j ) - g ^ ( i , j ) ] 2
其中的SK表示对应于浮动控制点K的支持区域,NK表示包括在支持区域SK中的像素的数目,g(i,j)表示具有位置(i,j)的像素的像素值,
Figure A9711116400082
表示对应于像素值g(i,j)的一个内插的像素值,
其中,该内插的像素值
Figure A9711116400083
是利用像素值g(i,j)和对应于该像素值g(i,j)的内插的加权值计算的,并且用于具有位置(i,j)的像素的内插加权值是利用具有位置g(i,j)的像素所属的三角形网孔中的控制点的像素值确定的,所述这些三角形网孔是在由浮动控制点或每一个所说的候选的控制点和处在支持区SK的边缘的控制点形成的三角形网孔之中。
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