一種基于組合指標的圖像分割結(jié)果定量評價方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于組合指標的圖像分割結(jié)果定量評價方法，包括：選擇與待評測分割結(jié)果的圖像所屬類別相同的多張圖片，將這些圖片進行分割，得到分割結(jié)果集；對上述分割結(jié)果集進行人工主觀評價，獲取各分割結(jié)果的主觀評價結(jié)果，得到主觀評價集；對上述分割結(jié)果集進行多指標客觀評價，計算各分割結(jié)果的客觀評價指標值，得到客觀評價集；用客觀評價集作為分類器的輸入，主觀評價集作為輸出，訓練得到經(jīng)過訓練的分類器；計算待評測圖像分割結(jié)果的客觀評價指標值；將客觀評價指標值輸入經(jīng)過訓練的分類器中，得到評價結(jié)果。通過本發(fā)明方法可得到代表該領(lǐng)域工作者評判標準的圖像分割評價結(jié)果，減少了成本和評價周期，且更加方便、普適、易于實施。
【專利說明】一種基于組合指標的圖像分割結(jié)果定量評價方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于計算機技術(shù)和圖像處理的交叉【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種基于組合指標的圖像分割結(jié)果定量評價方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在圖像分割技術(shù)的研究和應用中，需比較不同分割算法的分割質(zhì)量，或是比較同一算法不同參數(shù)設(shè)置情況時的分割質(zhì)量，在考慮不同類別圖像(如醫(yī)學圖像、自然圖像、SAR圖像等)時，用同一參數(shù)設(shè)置的同一分割算法的分割效果是否相同也需考察。解決以上問題都牽涉到對分割結(jié)果進行評價的研究。
[0003]目前的圖像分割結(jié)果評價方法分為主觀評價和客觀評價，客觀評價可細分為優(yōu)度法和差異法。
[0004]圖像分割結(jié)果主觀評價方法以人類視覺效果作為評判標準，讓觀察者根據(jù)事先規(guī)定的應用要求或者自身經(jīng)驗，對測試圖像的分割結(jié)果進行評價。評價過程中要求有多位觀察者參與，并綜合考慮所有觀察者的觀察結(jié)果。在具體實施過程中，應選擇一定數(shù)量的領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)人士 (如涉及醫(yī)學圖像時，應讓有經(jīng)驗的醫(yī)生作為評價人員)對分割結(jié)果進行絕對評價或相對評價，最后進行綜合。其中，絕對評價是指讓觀察者對分割結(jié)果逐個進行打分，而相對評價是指讓觀察者將分割結(jié)果進行比較，從而得出較好和較壞的分類。
[0005]目前，由圖像分割結(jié)果的主觀評價方法所得到的評價結(jié)果往往作為評價圖像分割結(jié)果時的金標準使用。其優(yōu)點在于，結(jié)合多名領(lǐng)域內(nèi)專業(yè)人士的綜合評價結(jié)果，可以被認為代表了該領(lǐng)域工作者對圖像分割結(jié)果的一般性要求，即在此種方法下得到較高評價的分割結(jié)果就更有利于該領(lǐng)域其他方面工作的進行(如當臨床醫(yī)生認為一幅醫(yī)學圖像分割較好時，則此分割結(jié)果更方便他對病情的診斷)。此方法的主要缺點是可重復性不好，會出現(xiàn)組間差異和組內(nèi)差異，即不同觀察者的評判結(jié)果會有不同，同一觀察者在不同時間的評判結(jié)果也會有不同，此缺點雖可通過選取大量觀察者等手段在一定程度上減輕，但此方法的原理使其不可排除。另外，此方法還存在費用較高、實施周期長等缺點。
[0006]圖像分割結(jié)果客觀評價方法充分借助理論分析及科學計算對分割結(jié)果進行定量評價，擺脫人為主觀因素對評價過程的束縛，評價結(jié)果客觀、穩(wěn)定，是圖像分割結(jié)果評價方法的研究趨勢。如圖1所示，客觀評價方法可分為差異法和優(yōu)度法。差異法，也稱相對評價法，通過比較分割算法實際分割圖像與參考分割圖像(即金標準圖像)，達到評價圖像分割結(jié)果質(zhì)量的目的?，F(xiàn)已研究出一系列差異法評價指標(如各種基于面積測度或距離測度的指標)，在圖像分割結(jié)果評價過程中被廣泛使用。優(yōu)度法，也稱獨立評價法，擺脫了對參考圖像的依賴，通過考察分割結(jié)果圖像自身的性質(zhì)(如形態(tài)特性、紋理特性等)來進行評價。
[0007]客觀評價方法的主要優(yōu)勢在于其穩(wěn)定性、方便性、廉價性。而其缺點為，因各領(lǐng)域?qū)D像分割結(jié)果的要求通常是多方面的，故圖像分割的好壞程度很難通過單一指標進行判斷，在實際應用中，研究人員需先計算出圖像分割結(jié)果的多個客觀指標的值，然后將這些值進行綜合考慮后得到最終的評價結(jié)果，但綜合考慮的過程將引入人為的主觀因素，破壞該評價方法的客觀性。
[0008]為解決客觀評價指標的片面性，近幾年有研究者著手于所謂“圖像分割結(jié)果客觀評價模型”的研究，希望提出一個綜合了多種客觀評價指標的模型，用這個模型的輸出作為最終評價結(jié)果以代替人為考慮過程。但此種研究思路同樣存在弊端。一方面，在模型的設(shè)計過程中，不可避免地將引入人為的參考因素，使方法本身無法做到完全客觀；另一方面，由于不同領(lǐng)域?qū)D像分割結(jié)果的要求不同，而即使是在同一領(lǐng)域，面對不同類別圖片(如在醫(yī)學領(lǐng)域的頸動脈橫切圖片和頸動脈縱切圖片)時對分割結(jié)果的要求也會有不同，故在這些情況下都要對模型進行分別設(shè)計，降低了方法的適用性、使用效率，增加了應用時的難度。
[0009]綜上，由于目前客觀評價方法發(fā)展尚不成熟，不能十分有效地對圖像分割結(jié)果作出合適的評價，而主觀評價方法雖存在眾多不足，但因其結(jié)果完全可被使用者所接受，故仍然在廣泛的領(lǐng)域內(nèi)被作為金標準方法進行使用，而客觀評價方法因其優(yōu)點突出，是未來圖像分割評價研究的趨勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提出了一種基于組合指標的圖像分割結(jié)果定量評價方法，以此方法得到的評價結(jié)果可以代表被分割圖片所在領(lǐng)域研究者對分割結(jié)果的要求，且具有穩(wěn)定性、方便性、廉價性，應用范圍廣。
[0011]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于組合指標的圖像分割結(jié)果定量評價方法，包括以下步驟:
[0012]步驟1，選擇與待評測分割結(jié)果的圖像所屬類別相同的多張圖片，用一種或多種分割方法將這些圖片進行分割，得到分割結(jié)果集；
[0013]步驟2，對上述分割結(jié)果集進行人工主觀評價，獲取各分割結(jié)果的主觀評價結(jié)果，得到主觀評價集；
[0014]步驟3，對上述分割結(jié)果集進行多指標客觀評價，計算各分割結(jié)果的客觀評價指標值，得到客觀評價集；
[0015]步驟4，用客觀評價集作為分類器的輸入，主觀評價集作為分類器的輸出，訓練分類器得到經(jīng)過訓練的分類器；
[0016]步驟5，計算待評測圖像分割結(jié)果的客觀評價指標值；
[0017]步驟6，將待評測圖像分割結(jié)果的客觀評價指標值輸入經(jīng)過訓練的分類器中，得到評價結(jié)果。
[0018]優(yōu)選地，所述步驟3和步驟5中計算分割結(jié)果的客觀評價指標值具體包括5種優(yōu)度指標和10種差異指標,其中:
[0019]5種優(yōu)度指標分別為:
[0020]灰度對比度
【權(quán)利要求】
1.一種基于組合指標的圖像分割結(jié)果定量評價方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 步驟1，選擇與待評測分割結(jié)果的圖像所屬類別相同的多張圖片，用一種或多種分割方法將這些圖片進行分割，得到分割結(jié)果集； 步驟2，對上述分割結(jié)果集進行人工主觀評價，獲取各分割結(jié)果的主觀評價結(jié)果，得到主觀評價集； 步驟3，對上述分割結(jié)果集進行多指標客觀評價，計算各分割結(jié)果的客觀評價指標值，得到客觀評價集； 步驟4，用客觀評價集作為分類器的輸入，主觀評價集作為分類器的輸出，訓練分類器得到經(jīng)過訓練的分類器； 步驟5，計算待評測圖像分割結(jié)果的客觀評價指標值； 步驟6，將待評測圖像分割結(jié)果的客觀評價指標值輸入經(jīng)過訓練的分類器中，得到評價結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3和步驟5中計算分割結(jié)果的客觀評價指標值具體包括5種優(yōu)度指標和10種差異指標，其中: 5種優(yōu)度指標分別為: 灰度對比度:
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述分類器為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或者支持向量機。
4.如權(quán)利要求1至3任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟I具體為:選擇與待評測分割結(jié)果的圖像所屬類別相同的多張圖片，用一種或多種分割方法將這些圖片進行分害IJ，得到多個分割結(jié)果，將這些分割結(jié)果進行篩選，使好的分割結(jié)果和壞的分割結(jié)果在數(shù)量上基本分布均勻，得到該類別圖片的分割結(jié)果集。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟2具體為:對步驟I中得到的分割結(jié)果集中的各個分割結(jié)果進行多個人工主觀評價，將每個分割結(jié)果的多個人工主觀評價結(jié)果進行綜合得到與該分割結(jié)果集對應的主觀評價集。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述人工主觀評價采用打分方法。
【文檔編號】G06K9/66GK103871054SQ201410068091
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】丁明躍, 方夢捷, 吳開志 申請人:華中科技大學