专利名称：一种基于图像内容的标签添加方法
技术领域：
本发明涉及计算机图像处理技术领域，尤其涉及一种基于图像内容的标签添加方法。
背景技术：
人们在观察和理解图像时往往会不自觉地对图像中某些特定区域产生兴趣。整幅 图像的视觉质量在很大程度上取决于这些感兴趣区域的质量，而不感兴趣区的降质有时不 易觉察。这些感兴趣的区域往往是图像边缘区域。图像边缘一般是指图像中像素灰度有阶 跃变化的像素的集合，图像边缘对图像识别和分析十分有用，它能勾画出目标物体轮廓，使 观察者一目了然，包含了丰富的信息(如方向、阶跃性质、形状等)，是图像的重要属性，是 图像中最基本的特征，是分析、理解图像的基础。图像边缘信息的改变意味着图像基本内容或结构的改变。同时，人眼视觉的掩盖 效应使人眼对边缘失真很敏感。因此，图像的边缘在人眼对图像信息的理解起着重要作用， 是评价图像视觉重要性的重要因素。为了更好的检测到图像中观看者可能感兴趣的区域， 获取到用户注意力比较高的内容，研究人员提出了许多图像视觉重要性检测的方法。Itti 等提出了一种基于视觉的获取图像重要性的算法，参见ITTI，L.，K0CH, C.，ANDNIEBUR, E. 1998. A model of saliency based visual attention for rapid sceneanalysis. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. Volume 20，Issue 11， P1254-1259，但是这种算法速度较慢，处理过程耗时。现有的用户标签添加技术只是简单的将标签填充在图像中某个固定区域。这种方 法简单，实现效率高，但是没有考虑到图像画面内容的丰富多样性。但是，这些被遮挡的内 容往往是用户相当感兴趣的，特别是由图像边缘组成的结构性信息。而且人眼极易捕捉到 这些破坏图像结构性特征的覆盖，导致极大地影响了观赏体验。而至今没有专门针对根据 图像内容来确定用户标签添加位置的算法。
发明内容
本发明提供了一种基于图像内容的标签添加方法，该方法基于图像像素的视觉特 征重要性，能够减少标签添加后造成图像视觉损失。一种基于图像内容的标签添加方法，包括(1)将待处理的图像由RGB颜色空间转换到CIE-Lab颜色空间；(2)获取变换到CIE-Lab颜色空间后的图像各个像素的能量值；由于CIE-Lab颜色空间分离了颜色亮度和色彩变化，因此在CIE-Lab颜色空间里 计算图像像素的能量值比在RGB颜色空间里计算得更准确。(3)获得待添加标签的掩码信息表；如果添加的标签是文字形式，用户可以设置作为标签的文字的字体、式样、大小、 颜色等，根据这些设置，通过对标签文字的光栅化处理，可以得到该标签文字的掩码信息表；如果添加的标签是图像形式，则掩码信息表与该图像的分辨率大小相同。(4)查找图像中视觉重要性损失最小的区域；查找出与标签的掩码信息表大小相同的一个矩阵区域，使得这个区域内像素的能 量值之和最小，该区域作为标签的添加区域。(5)将待添加的标签添加到查找出的区域内，完成图像的标签添加操作；(6)将添加标签之后的图像由CIE-Lab颜色空间转换到RGB颜色空间。本发明克服传统标签添加方法造成图像关键区域画面被遮挡的缺点，能够有效减 少标签添加后造成图像视觉损失，从而提高图像的视觉体验。本发明可以在家用电脑的图 形卡硬件中并行处理，为普通的非专业用户提供了一种简便直观高效的图像标签添加方 法。
图1是本发明方法的技术方案流程图；图2是本发明获取视觉重要性的算法示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明方法进行详细说明。如图1所示，一种基于图像内容的标签添加方法，包括(1)将待处理的图像由RGB颜色空间转换到CIE-Lab颜色空间；RGB颜色空间转换到CIE-Lab颜色空间按照下面的公式进行转换 'Z = 0.299xi + 0.587xG + 0.114x5< α = 0.713χ(Λ-Ζ)(1)
Ζ> = 0.564 χ (5-I)式(1)中，R、G、B分别表示图像在RGB颜色空间内的红、绿、蓝颜色值；L表示图像 在CIE-Lab颜色空间内的亮度通道值，a和b表示图像在CIE-Lab颜色空间内的两个彩色 通道值。计算机中的图像文件一般以RGB颜色空间的形式保存，将图像从RGB颜色空间转 换到CIE-Lab颜色空间中处理，是因为CIE-Lab颜色空间分离了颜色亮度和色彩变化，更能 描述和反映人们对颜色的感知，计算的视觉重要性值更精准。而且，两种颜色空间的相互转 换是可逆的。(2)获取变换到CIE-Lab颜色空间后的图像各个像素的能量值；在CIE-Lab颜色空间里计算图像各个像素的能量值比在RGB颜色空间里更精确。 如图2所示，用Piij表示图像中的任意一个像素，Liij表示该像素的亮度通道值，a,,j.b,,j表 示该像素的两个彩色通道值，该像素能量值Suj的计算公式为Si, j = I Lijj-Lw, j I +1 auj-a1+u j | +1 bijrbi+lj j(2)+ I Li, J-Lij J+11 + I Bij J-Bij J+11 + I bi, rbijJ+1其中，Li+1,」、ai+1,」、bi+1,」表示像素Piij竖直方向上相邻像素Pi+1,」的亮度通道值和 两个彩色通道值，Li, j+1、」+1、Κ j+1表示像素Piij水平方向上相邻像素的亮度通道值和两个彩色通道值。由式(2)可以看出，一个像素的能量值为该像素与其相邻像素相应颜 色通道值之差的绝对值之和。因此，像素的能量值越大，表明该像素与其相邻像素的各个颜 色通道梯度变化越剧烈，则其边缘特征就越强，视觉重要性相应也就越大。(3)获得待添加标签的掩码信息表；待添加的标签可以是一段文字、一幅小图像或其他各种传达某种信息的符号。对 于文字形式的标签，对其光栅化处理，根据文字的字体属性设置(包括字体样式、字体大小 等)得到一幅二维的MXN的掩码信息表，它是由0和1组成的矩阵，其中0表示空白区域， 1表示颜色填充区域，0和1的组合排列对应出文字的图像化表示。对于图像形式的标签， 其掩码信息表即为图像标签相应分辨率的MXN矩阵，矩阵的所有的元素均为1。(4)查找图像中视觉重要性损失最小的区域；在待添加标签的图像中查找出与标签的掩码信息大小相同的矩阵区域，即查找出 一个MXN的矩阵区域，使得该矩阵区域内所有像素的能量值之和最小，查找出的区域作为 标签添加的区域。由于像素的能量值反应了像素的视觉重要性，按照本发明方法查找出的 标签添加区域可以保证对图像进行标签添加操作之后，对原图像的视觉性破坏最小。(5)将待添加的标签添加到查找出的区域内，完成图像的标签添加操作；对于图像标签，按照用户指定的添加方式，用图像标签的像素颜色值直接替换原 图像上相应像素的颜色值，也可将图像标签的像素颜色值与原图像对应像素的颜色值按预 设的比例混合，作为该像素新的颜色值。对于文字标签的添加过程基于标签的掩码信息表。标签的掩码信息表中元素1所 对应的原图像像素的颜色值根据文字标签指定的颜色值直接替换或者按预设的比例混合， 作为该像素的新颜色值；掩码信息表中为0的元素，在图像对应的像素颜色值不变。(6)将添加标签之后的图像由CIE-Lab颜色空间转换到RGB颜色空间；图像由CIE-Lab颜色空间转换到RGB颜色空间按照下面的公式进行转换
权利要求
一种基于图像内容的标签添加方法，其特征在于，包含(1)将待处理的图像由RGB颜色空间转换到CIE Lab颜色空间；(2)计算变换到CIE Lab颜色空间后的图像各个像素的能量值；(3)获取待添加标签的掩码信息表；(4)在图像中查找出视觉重要性损失最小的区域，作为标签的添加区域；(5)将待添加的标签添加到查找出的区域内；(6)将添加标签之后的图像由CIE Lab颜色空间转换到RGB颜色空间。
2.根据权利要求1所述的基于图像内容的标签添加方法，其特征在于，所述的图像像 素的能量值的计算公式为Si, j = I Li, j-Li+ljJ I +1 Bij j-ai+ljJ I +1 bi, rbi+1, j+1 Li, J+11 +1 Bijj-Bij J+11 +1 bi, j—bi, j+1其中，Siij表示第(i，j)个像素的能量值，Liij表示图像在CIE-Lab颜色空间中第(i， j)个像素的亮度通道值，a,,j.b,,j分别表示图像在CIE-Lab颜色空间中第(i，j)个像素的 两个彩色通道值。
3.根据权利要求2所述的基于图像内容的标签添加方法，其特征在于，所述的在图像 中查找出视觉重要性损失最小的区域为在图像中查找一个与标签的掩码信息表大小相同 的矩阵区域，使该矩阵区域内所有像素的能量值之和最小。
全文摘要
本发明公开了一种基于图像内容的标签添加方法，包括将待处理的图像由RGB颜色空间转换到CIE-Lab颜色空间，获取变换到CIE-Lab颜色空间后的图像各个像素的视觉重要性，通过对标签的光栅化处理获取待添加的标签的掩码位图信息，查找图像中视觉重要性损失最小的区域，将待添加的标签添加到查找出的视觉重要性损失最小的区域，完成图像的标签添加操作。本发明克服传统标签添加方法图像关键区域造成的画面遮挡，能够有效减少标签添加后造成图像视觉损失，从而提高图像的视觉体验。本发明可以在家用电脑的图形卡硬件中并行处理，为普通的非专业用户提供了一种简便直观高效的图像标签添加方法。
文档编号G06T1/00GK101937558SQ20101025129
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月10日 优先权日2010年8月10日
发明者冯结青, 姜晓希 申请人:浙江大学