一种改进的Snake模型与MRI图像分割

Snake模型分割图像时要求初始轮廓线位于图像特征附近,且难以处理深度凹陷区域。该文在快速Snake模型的目标函数中增加局部面积能量项,扩大了算法捕获图像特征的范围;以边缘增强后的BPV图像的梯度为参数,计算梯度向量流场以代替MRI图像的梯度,提高了算法处理弱边界和凹陷区域边界的能力,优化算法的时间复杂度仍然为O(nm)。实验结果表明,该算法能够有效地分割左心室MRI图像。     

基于边力函数能量泛函的图像分割算法

针对传统图像分割算法中存在的图像分割速度慢以及初始轮廓和参数鲁棒性差等问题，提出一种基于边力函数能量泛函的图像分割算法。通过顺序统计滤波边力函数进行数据拟合，提出边力函数能量泛函的概念，从而使得曲线快速自适应地向目标边界靠近。为了有效地调节水平集函数，引入优化后的长度项对曲线进行平滑和缩短处理，另外利用梯度下降法实现能量泛函的极小化。实验结果显示所提出的方法图像分割速度较快，分割精度较高，且对于初始轮廓与参数具有较强的鲁棒性。实验结果验证了该方法的有效性。     

数字视频监控系统中实时运动检测系统的研究

在数字视频监控系统中,从视频流里捕获出序列图像并进行实时运动检测是一项重要的功能。采用两个进程分别实现视频图像的捕获和运动检测,命名管道作为两个进程之间数据通信的桥梁。提出了一种基于帧差交集快速视频分割法、阈值面积算法结合数学形态学运算提取运动目标区域的数字图像处理算法,然后再进行运动目标的跟踪定位,实现实时运动检测。     

采用加权优化的图像修复

针对目前贪婪修复算法可能存在修复效果视觉不一致以及优化修复算法中存在的算法复杂度较高或者未考虑结构信息的情况,提出一种基于加权优化的图像修复算法,通过定义出新的能量函数,把图像破损修复问题转化为加权的离散优化问题,在保证结构信息强、信任度高的区域被优先修复的前提下,利用贪婪修复思想获取初值并计算权值,然后通过类EM算法迭代求解出破损区域中每一个像素的最佳值。与其他贪婪合成和最优化方法相比,优先考虑结构信息对修复效果的影响,更好地保持了纹理和结构的整体一致性。     

基于马尔可夫随机场与活动轮廓的运动目标分割

针对视频序列图像中的运动目标分割，提出了将马尔可夫随机场模型和活动轮廓模型相结合的运动目标分割算法。该算法首先利用马尔可夫随机场模型的运动检测算法，得到运动目标的初始模板。在此基础上提取出活动轮廓模型的初始轮廓点，然后构造活动轮廓模型的能量函数。用改进的贪婪算法求得能量函数最小值，提取出运动目标的精确轮廓，从而得到具有精确边缘的运动目标。实验结果表明该算法能有效地分割和提取出视频序列中的运动目标。     

基于改进Snake模型的超声乳腺肿瘤轮廓提取

二维超声影像中肿瘤轮廓特征是判断乳腺肿瘤的良恶性的重要依据。针对超声医学图像的特点,本研究对经典的Snake模型进行了改进:内部能量中加入轮廓平均长度项的控制;外部能量由基于图像统计特征的区域能量以及梯度方向势能决定,并提出了基于贪婪算法求解模型最小值的快速算法。实验结果显示本算法在噪声强度较大的模拟图像和超声医学图像中均取得了同人工分割近似的结果,而经典的Snake模型和GVF模型受噪声干扰较大。大量的实验证明本算法有效地克服了散斑噪声对分割结果的影响,可准确高效地提取超声图像中的乳腺肿瘤轮廓。     

基于改进Snake模型的超声乳腺肿瘤轮廓提取

二维超声影像中肿瘤轮廓特征是判断乳腺肿瘤的良恶性的重要依据。针对超声医学图像的特点,本研究对经典的Snake模型进行了改进:内部能量中加入轮廓平均长度项的控制;外部能量由基于图像统计特征的区域能量以及梯度方向势能决定,并提出了基于贪婪算法求解模型最小值的快速算法。实验结果显示本算法在噪声强度较大的模拟图像和超声医学图像中均取得了同人工分割近似的结果,而经典的Snake模型和GVF模型受噪声干扰较大。大量的实验证明本算法有效地克服了散斑噪声对分割结果的影响,可准确高效地提取超声图像中的乳腺肿瘤轮廓。     

多尺度模型下的自动图像变形

传统变形技术以交互式特征对应为基础,建立源图像到形变图像的映射函数。而交互特征对应是一个耗时费力又缺乏精确度的过程,因而自动特征对应是一项十分有意义的研究。论文在总结经典变形算法及已有的自动变形算法基础上,提出了在多尺度空间中搜索形变函数的变形算法,将自动变形问题转化为能量模型下的优化问题。算法在满足精度要求的同时,快速地逼近全局最优形变函数,达到自动特征指定的目的。实验表明,算法能够在较短的时间内得到令人满意的插值序列。     

基于Markov随机场的运动目标快速分割

提出了一种基于MRF模型自适应运动目标图像分割方法，该法采用高斯混合模型描述视频序列的差分图像，用模拟退火快速EM算法对高斯分布的参数进行估计，在此基础上建立MRF模型，利用此模型构建能量函数，ICM算法把图像用一个能量函数取到最小值的组态来表示。     

结合局部熵能量泛函与非凸正则项的图像分割

为了克服灰度不均匀对图像分割的影响，结合CV模型的全局能量项和LBF模型的局部能量项，引入图像局部熵信息和非凸正则项，构造新的能量泛函，提出了结合局部熵的局部能量泛函与非凸正则项的图像分割算法。该算法首先采用CV模型中的全局能量泛函得到图像的大致演化轮廓；通过构建具有局部熵信息的局部能量泛函，实现对图像的精确分割。然后，利用非凸正则项作为图像演化过程中零水平集逼近目标的又一驱动力驱动曲线演化和边缘保护。该算法利用变分水平集方法将这一新构建的能量泛函进行最小化，通过迭代更新水平集函数，完成曲线演化。最后，对比实验表明，所提出的算法可以高效、准确地分割灰度不均匀图像。     

基于改进的Snake模型的脑部MR图像分割方法*

为实现对脑部磁共振图像的分割,提出了一种改进Snake模型的图像分割方法。通过引入轮廓中心的概念,在贪婪Snake模型的能量函数中增加距离势能作为外部约束能量,增大了外能的吸引范围,使分割结果不依赖于初始轮廓;对各能量项进行归一化操作,并以归一化扩散方程各分量的梯度矢量流代替MR图像的梯度,提高了模型处理弱边界和深度凹陷区域的能力;对各能量函数的离散化和参数的选择进行了阐述。实验结果表明,该算法是一种有效的分割脑部MR图像的方法。     

结合梯度和区域信息的多尺度水平集图像分割

提出了一种结合梯度和区域信息的多尺度水平集图像分割算法。该算法结合梯度和区域信息构造能量函数,在梯度约束项中,构建了一个基于小波高频分量的边缘检测函数,在区域约束项中,运用经典C-V模型的区域项,得到混合C-V模型,采用变分法求解,并消除了水平集的重初始化。利用小波变换首先在逼近图像中运用混合C-V模型得到粗分辨图像的一个粗尺度分割,再对当前粗尺度下的最终轮廓线作内插操作,将得到的近似轮廓曲线作为初始水平集函数在原图像中运用消除重初始化的C-V模型演化得到最终的分割。实验结果表明,在同样的模型参数条件下,该方法具有比传统方法更高的演化效率和分割质量。     

基于区域活动轮廓模型的高光谱图像分割方法

针对高光谱图像特点,提出了一种基于区域活动轮廓模型的高光谱图像分割方法。综合考虑高光谱图像的空间信息和光谱信息,对Chan\|Vese方法中的能量函数加以改进,利用空间全局信息和同质区域的灰度一致性,约束能量函数空间项;利用目标光谱信息相似性,约束能量函数光谱项,最后通过能量函数最小化实现图像分割。该方法能够有效提取高光谱图像中的模糊轮廓,从而降低混合像元和目标周围阴影对分割造成的影响。利用两幅AVIRIS图像进行仿真实验,实验结果表明,提出的方法能够获得令人满意的分割效果,并且对复杂场景具有一定适应性。     

一种由内向外的Active Contour模型图像分割算法

针对主动轮廓模型图像分割,提出一种改进算法。该算法首先选取边界内部点为轮廓初始点,再根据能量与面积的关系,将传统算法中初始点向边界点收缩改进为由初始点向边界点膨胀。算法的实现采用原始模型和改进模型相互交替的贪婪算法,保证了模型的稳定性特点。实验结果表明：这种由内向外的分割算法比传统模型分割效果好及适用范围广;避免了传统模型对凹陷区域分割效果不理想及边界外部复杂环境对分割效果的影响。     

用主动轮廓模型优化网格曲面上的特征线

对主动轮廓模型在三维网格曲面上的表示进行研究．首先提出一种根据输入的点快速确定初始特征线的追踪投影法；然后计算出特征线的主动轮廓模型能量，其中特征能用平均曲率来表示；最后，特征线经多次迭代后移动到能量极小处，实现优化．实例表明，优化后的特征线既光滑又逼近特征．     

融合形状先验的向量CV模型图像分割算法

Chan等人提出的向量CV模型尽管解决了传统CV模型无法分割向量值图像的问题,但是向量CV模型对于含有噪声或遮挡物等复杂的图像,无法正确分割目标。针对此问题提出一种融合形状先验向量CV模型。其能量泛函主要包含形状先验项、图像区域信息项以及距离正则项。此能量函数使得主动轮廓和形状先验位置相近时停止演化。该模型所用形状模板可以与目标形状仿射不同,使得算法更加灵活。该模型对含噪以及目标遮挡的图像具有很好的分割效果。     

一种动态场景多运动目标的综合检测方法

提出一种动态场景下多运动目标检测的方法。该方法融合基于帧间图像差值的运动分割技术以及区域生长法来获得各运动目标的初始轮廓。再利用主动轮廓线模型进行优化，从而得到各运动目标的最优轮廓，该方法具有以下明显特点：允许背景任意复杂；在无补偿情况下仍能得到良好结果；目标大小不影响算法的鲁棒性．实验证明了该方法的有效性、实用性和鲁棒性。