基于水平集的灰度不均匀图像分割方法研究

发布时间：2021-07-15 00:38

　　图像分割是根据纹理特征、灰度信息、颜色和形状将其分成具有相应特征的区域,然后从中对感兴趣的区域作进一步图像处理,是图像处理过程的重要步骤。在所有分割算法中,水平集算法依靠轮廓曲线动态演化的思想,凭借其自由的拓扑结构、强大的数学基础等优越性能被广泛使用。然而由于受不同复杂场景等影响,图像呈现出不同程度的灰度不均匀性,给分割带来很大挑战。目前,基于水平集方法精确的对灰度不均匀图像进行分割,是当前的一个研究热点。本文主要研究基于水平集方法在灰度不均匀图像上的分割,对于局部二值拟合模型分割存在的缺陷和不足从两个角度提出相应的改进,主要工作如下:（1）针对局部二值拟合分割模型中曲线演化缓慢迭代时间长、弱边缘分割不理想问题,提出基于局部引入全局信息的局部二值拟合能量模型。该方法通过在灰度均匀区域引入局部全局作用力加速轮廓的演化,利用灰度均匀判断函数判断曲线上各点周围区域的灰度分布均匀程度,进而确定局部全局作用力的使用范围,通过计算使其朝着能量最小化方向运动,实现对目标区域快速准确的分割。（2）针对局部二值拟合分割模型中需要人工初始化对初始轮廓位置及大小敏感问题,改进后的引入局部全局信息的局部二值拟... 

【文章来源】：安徽理工大学安徽省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１图像分割在图像工程中的地位??

连续函数曲面扒上具有相同函数值的同值曲线表示低维空间中的演化曲线，??因函数值不同不影响计算，为了便于统一通常令＜３＝０，也将其称之为零水平集。??为了更好理解，如图２所示，第一排灰色区域对应目标区域轮廓演化，图２中红??色曲面是水平集函数扒ｘ，＿ｙ），截面是对应时刻的目标区域即零水平集。??１０??

ｄｔ??曲线Ｃ的演化收敛的速度是由速度函数Ｖ决定，几何形变主要由法向矢量方??向的运动导致，演化过程中主要依靠法向分量驱动曲线的演化。如图４所示，曲??线中箭头代表该处的单位法向量Ｎ，所指方向为该处曲线将会演化的方向。??〇??图４曲线演化示意图??Ｆｉｇｕｒｅ４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｕｒｖｅ?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ??主动轮廓是朝着单方向演化，当曲线沿法向方向演化时，演化速度最快。仅??仅依靠速度函数和法向矢量，会导致曲线在各自演化时因演化速率不同出现相交??现象，研宄发现可以依靠在曲线中加入曲率信息克服了曲线交错现象的出现。从??１４??


本文编号：3285220