摘要：我們提出了一個全新的視頻分割的方法。它不僅效率很高，而且，可以為任意長的視頻生成結(jié)果。首先，我們將每一幀圖像利用超像素的方法進(jìn)行預(yù)分割。然后，利用基于圖的層級分割的方法，將每一幀的預(yù)分割進(jìn)一步分割成不同的區(qū)域。預(yù)分割中光流分析的方法保證了分割結(jié)果的時間空間一致性。在利用這種方法對視頻進(jìn)行分割的時候，我們只要根據(jù)上一幀的結(jié)果就可以計算下一幀，所以，我們可以針對任意長度的視頻進(jìn)行分割。

關(guān)鍵詞：時間空間一致性；超像素；基于圖的層級分割

中圖分類號：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 21-0000-02

1 概要

視頻分割需要對每一幀先進(jìn)行分割，在幀和幀之間，即使是很小的變化，都會導(dǎo)致分割的結(jié)果出現(xiàn)不穩(wěn)定的問題。我們的方法是，首先對每一幀進(jìn)行基于圖的層級分割，然后利用光流的方法，保證分割的區(qū)域在時間軸上保持邊的連續(xù)性。

視頻的分割的區(qū)域，可用于跟蹤區(qū)域。我們提供的方法可把整段視頻分割成不同的區(qū)域，再由用戶或者其他程序去決定具體跟蹤哪些區(qū)域。本方法只需要根據(jù)前一幀的分割結(jié)果就可得到下一幀的分割結(jié)果，只需少量內(nèi)存，且可以處理任意大小或者長度的視頻。首先對視頻的第一幀進(jìn)行分割。利用超像素的方法對其進(jìn)行預(yù)分割，然后根據(jù)分割的結(jié)果構(gòu)造圖。圖的節(jié)點(diǎn)即超像素，節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間的權(quán)值，由超像素和超像素之間的差異決定。對預(yù)分割的結(jié)果，利用迭代對區(qū)域進(jìn)行融合，就可以得到一個層級的分割的結(jié)果。在計算下一幀的分割時候，需要首先得到它的預(yù)分割結(jié)果。然后計算上一幀的光流信息，跟據(jù)上一幀的光流信息和超像素分割的種子位置，得到下一幀進(jìn)行超像素分割的種子像素點(diǎn)。利用生成的種子像素點(diǎn)進(jìn)行超像素分割，即可得到下一幀的預(yù)分割結(jié)果。然后利用預(yù)分割結(jié)果進(jìn)行圖的層級融合，即可得到下一幀的分割結(jié)果。而且，上一幀和下一幀的分割的結(jié)果具備了時間空間上的統(tǒng)一性。

2 相關(guān)工作

對于視頻分割來說，一個方法是對視頻的每一幀分別進(jìn)行分割，而不去考慮結(jié)果在時間軸上的一致性[1]。這樣的方法可產(chǎn)生實(shí)時性的結(jié)果。然而，此方法容易使結(jié)果在幀和幀之間產(chǎn)生類似鋸齒的差異。弗里德曼利用基于采樣的快速中指提取的方法，對10幀的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，可以在不考慮時間軸關(guān)聯(lián)性的問題上，產(chǎn)生一個在時間軸上的比較平滑的結(jié)果。

視頻分割方法，基于渦輪超像素方法和亨特羅奇的圖的分割方法。對于視頻分割，首先保證了每一幀分割的結(jié)果，不僅可以將物體都分割出來，還可保持物體的邊。利用超像素對幀進(jìn)行預(yù)分割的方法，不僅為圖的層級分割方法提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，而且利用光流分析，計算出下一幀的超像素分割的種子結(jié)點(diǎn)，在進(jìn)行圖的層級分割，為最后分割結(jié)果的時間空間一致性提供了保障。

3 視頻分割

3.1 利用超像素進(jìn)行預(yù)分割：利用渦輪超像素的方法對圖片進(jìn)行預(yù)分割。如圖1。對原始的方法進(jìn)行了一定修改，使獲得超像素的結(jié)果有更好的時間一致性。首先利用原始的方法取得某一幀圖像的超像素結(jié)果。在決定下一幀的超像素的種子點(diǎn)的時候，需要利用當(dāng)前幀的超像素分割的結(jié)果。為了完成此任務(wù)，首先利用Lucas-Kanade （LK）算法計算光流信息。根據(jù)超像素的光流信息，就可獲得下一幀中，對應(yīng)于此超像素中心的像素點(diǎn)。那么這些像素點(diǎn)，就被認(rèn)為是下一幀計算超像素的種子點(diǎn)。對視頻中的所有幀重復(fù)這個過程，就獲得了所有幀的超像素結(jié)果，且這些結(jié)果具備時間軸上的一致性。然后利用超像素生成的預(yù)分割結(jié)果，就可進(jìn)行層級分割了，且該預(yù)分割方法保證了最后結(jié)果的時間空間一致性。