图像的精细分割技术是指把任意形状的前景物体从图像中分割出来的一种技术,如今它已经成为影视特效等多媒体制作中不可或缺的关键技术,因此该技术具有巨大的商业价值。但是,现有的分割技术难以同时满足人们在图像精细分割的速度和效果两个方面的需求,同时,它又难以对自然界存在的大量的颜色变化比较剧烈的复杂图像进行分割处理。本文针对现有的图像精细分割存在的问题,就如何提高分割速度和易用性两方面进行了研究,并介绍了作者在这两方面的解决方案。 首先,本文基于Poisson精细分割算法,提出并实现了基于图像的Poisson方程的快速数值解法——Multigrid Solver,并找到该算法的各个可调参数对算法效率和效果产生影响的规律。通过大量实验证明,该算法可以使得求解迭代快速收敛,在相同的求解误差下,求解时间将大大减少。 在图像精细分割的人机交互方式方面,本文提出并实现了两种基于Scribbling(随手绘制曲线段)的算法。相比传统的Trimap方式,这种方式简化了用户和计算机的交互。 此外,不论在传统的人机交互方式,还是Scriblbing的方式,算法实现上都需要进行一个关键步骤的判断——点在多边形内外的判断。本文提出了两种判断算法,分别可以在O(logn)和O(n)的时间复杂度下,解决点在凸多边形或普通多边形内外的问题。程序验证表明,新算法易于实现,具有运行速度快、稳定性高等优点。