改进主动轮廓线模型在图像分割中的应用

主动轮廓线模型(Active Contour Model,ACM),也称作蛇(Snake)模型,是一种常用的图像分割算法。在基于主动轮廓线的图像分割中,深度凹陷边界的逼近和弱边界区域的分割一直是一个难点。引入了一种局部纹理模型(Local Profile Model)匹配算法,通过匹配沿控制点法线方向像素和局部纹理模型可以确定弱边界区域的真实边界,并结合一种新的计算控制点曲率外力的算法,使得主动轮廓线模型能够逼近图像的深度凹陷区域的同时提高算法的收敛速度。实验结果表明,该方法是有效的。     

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。     

基于改进的GVF模型的CT图像分割方法

活动轮廓模型被广泛应用于医学图像分割之中．文中针对CT图像的分割方法进行了探讨，提出了一种基于GVF模型的改进的活动轮廓分割法。改进方法采用轮廓中心法及引入一作用力的方法，克服了GVF模型不能处理深度凹陷区域的问题．实验结果表明，改进后的分割方法较原Snake模型及GVF模型的效果更好．     

一种新的活动轮廓模型--S-L模型

活动轮廓模型用于图像分割一般分为两种基于参数的模型和基于几何特征的模型.Snake模型可以快速地分割目标,但不能处理拓扑结构复杂的情况且对初值位置过于敏感.水平集模型具有拓扑可变性,但其时间效率较低,在分析这两种模型优缺点的基础上,提出了一种新的活动轮廓模型,该模型兼具有上述两种方法的优点快速性、拓扑可变性.在模型中用Snake模型的能量方程控制曲线的演化并提出一种基于水平集思想的符号表法来改变演化过程中曲线的拓扑结构.为了降低噪音的影响,用区域信息构造新的外力,在外力的作用下可以使初始曲线有更大的选择空间.对左心室MR图像的分割实验结果表明,该模型得到的分割结果与Level Set模型相似,但所用时间远比Level Set模型少.     

超声乳腺肿瘤图像的自动分割

为解决传统Snake模型对初始轮廓敏感和凹陷边界提取困难的问题,分别提出了双阈值分割算法和Snake模型的改进方案.通过双阈值分割算法与形态学运算、滤波技术的综合应用,获得靠近边缘的初始轮廓.采用改进的Snake模型使初始轮廓跟踪到实际边界.由于对模型的能量定义做了调整,凹陷边界也可被准确跟踪.通过临床采集的20例乳腺图像肿瘤边缘的提取和分析,结果表明,该方法能有效提取出肿瘤边缘,实现超声肿瘤的自动分割.     

基于改进自仿射映射系统与参数活动轮廓的医学图像分割算法

Snake模型分割图像时要求初始化轮廓线位于目标图像特征附近,且处理弱边界与深度凹陷区域的能力较弱,对此提出一种基于改进自仿射映射系统与参数活动轮廓的医学图像分割算法。首先,使用高斯滤波器对给定图像进行平滑处理并计算其小波系数;然后,在每个小波尺度的子矩阵中定义一些自仿射映射;之后,将不同小波尺度对应的子力叠加以获得自仿射力;最终,基于动态力公式引导snake模型变形。基于医学图像的仿真实验结果表明,本算法对于医学图像的分割性能较好,有效地提高了snake模型对弱边界与深度凹陷区域的处理能力。     

分水岭优化的Snake模型肝脏图像分割

Snake算法是主动轮廓模型的经典算法,是近年来图像分割和视频领域研究的热点。针对Snake模型中存在的初始轮廓敏感和能量函数中曲率约束不足等问题,提出将分水岭变换和主动轮廓模型相结合的主动轮廓分割算法。首先通过引入标记函数和强制最小值技术解决传统分水岭变换可能导致的过分割问题,然后利用改进的强制标记分水岭算法优化Snake模型的初始轮廓曲线,最后通过在Snake模型中增加一项与曲线形状相关的外部力弥补能量约束函数中曲率约束的不足,从而实现更精确的图像分割。改进后的Snake模型应用于腹部MR图像中,对肝脏图像的识别和分割取得了良好效果。     

梯度矢量流Snake模型临界点剖析

作为经典Snake模型的一个变体,梯度矢量流(gradient vector flow,简称GVF)Snake在扩大Snake轮廓的捕捉范围和深度凹陷区域的收敛上具有卓越的性能.但GVF Snake在初始化时存在一个临界点问题:在目标内部的临界点必须在初始Snake轮廓的内部;在目标外部的临界点必须在Snake轮廓的外部.否则,Snake轮廓将不能收敛到正确的结果.对GVF Snake的临界点问题进行探讨,详细分析了临界点的影响因素,指出GVF场只有在合适的条件下才是有效的;证明了相关文献中从粘性流体力学     

基于改进Snake模型的肺部图像分割

肺实质分割是基于CT图像的计算机辅助检测技术必不可少的步骤。针对现有活动轮廓模型对初始位置敏感、深度凹陷区域分割不准确和抗噪性差等缺点,提出了一种基于改进Live-Wire算法确定Snake模型初始轮廓的交互式分割方法。该方法结合并改进Live-wire算法和一般的阈值法对图像进行预分割,将得到的边缘作为Snake模型的初始轮廓,通过Snakes模型演化得到肺实质轮廓结果。实验结果表明该方法能快速地对肺部图像进行分割,与传统方法相比具有人工交互次数减少、抗噪音性好、更具鲁棒性和效率性的优点。     

基于主动轮廓模型的SAR图像中的目标边缘检测

该文基于Snake模型研究了SAR图像的目标分割与检测方法。首先针对Snake模型图像分割技术中存在的凹陷区域不能很好收敛的缺点,在前人研究成果的基础上,增加了外部约束凹陷能量,提出了改进的Snake模型,然后采用贪婪算法进行方法的实现,该方法能够有效地利用局部与整体信息,实现目标边界准确定位,保持线性光滑。实验结果表明,改进后的Snake模型能较好的收敛到图像凹陷区域。     

基于先验知识改进Snake模型的脸部特征分割

针对传统Snake模型在脸部特征分割中遇到的边界泄漏问题，给出两种局部信息用于边缘增强，改进了外力场；引入了预测／校正两步形变Snake模型的概念，将Snake，模型在内力和外力作用下的形变结果作为Snake轮廓新位置的预测，然后用目标形状的先验知识对预测结果进行校正，使得Snake的形变由预测／校正两步来完成。在分割脸部特征时，构造了对Snake形变进行校正的准则。实验结果表明，该预测／校正两步形变的Snake模型对脸部特征分割有较好的效果。     

基于GVF Snake模型的人脸轮廓提取

活动轮廓模型是计算机视觉领域的重要研究方向。针对传统的活动轮廓模型（Snake模型）对凹形轮廓处理效果差、初始轮廓必须充分接近图像边缘的缺点,通过改进外部能量项,提出了一种基于梯度矢量流活动轮廓模型的人脸轮廓提取算法。该算法把梯度矢量场作为外部能量场,克服了传统Snake模型力场范围小以及不能收敛于凹形边缘的缺点。实验结果表明,该方法能够快速、准确地提取人脸轮廓。     

基于Snake模型的图像分割新算法

针对目前基于Snake模型的图像分割算法普遍存在噪声鲁棒性差、适用范围受限、易发生弱边缘泄露以及轮廓曲线难以收敛到细小深凹边界的缺陷,提出了一种基于Snake模型的图像分割新算法。首先,选取新的扩散项代替具有各向同性光滑作用的拉普拉斯算子;其次,引入p-拉普拉斯泛函到平滑能量项中强化法线方向外力;最后,利用边缘保护项使外力场方向与边缘方向一致,以防止弱边缘泄漏并促使轮廓线收敛到细小深凹边界。实验结果表明,所提模型不仅克服了现有基于Snake模型的图像分割算法的缺陷,具有更好的分割效果,明显提高了抗噪性能和角点定位精度,而且耗时更少,适用于噪声图像、医学图像以及含有很多弱边缘的自然图像分割。     

基于粒子群优化算法和改进的Snake模型的图像分割算法

基于活动轮廓（Snake）模型的目标轮廓提取是图像分割中一种重要的方法.为了克服传统Snake模型在图像分割中不能向凹处收敛和收敛不准确的缺点,提出了一种粒子群优化算法与改进的Snake模型相结合的图像分割算法.改进的Snake模型,即在传统的Snake 模型的基础上增加了一个向心能量,增加此能量可以使初始化曲线向目标的凹处收敛.又由于粒子群优化算法具有获得全局最优的能力,可以使曲线能更准确地收敛到目标的边界.通过实验证明此方法可以取得很好的分割效果.     

针对凹陷轮廓改进的主动轮廓模型

针对传统主动轮廓模型不能有效拟合凹陷轮廓的问题进行研究,从内部、外部能量两方面进行分析。通过模拟流体压力的思路对内部能量项中的弹性能量进行改进,提出一种针对凹陷轮廓改进的主动轮廓模型——Area Snake,并对其理论模型、实现细节和不足进行讨论。实验表明,Area Snake对凹陷轮廓有着较好的拟合性能。     

差分进化算法GVF Snake模型在PET图像分割中的应用

利用PET图像进行诊治时需要对人体病灶精确定位,PET图像中病灶目标区域的分割是早期诊断与治疗的前提和关键。基于传统Snake模型的方法在PET图像分割时存在对初始轮廓过于敏感,难以收敛到目标凹型区域等问题,为此将GVF Snake模型引入PET图像的分割中。为防止GVF Snake模型陷入局部最优,进一步利用差分进化(DE)算法的全局优化特性对GVF Snake模型分割的结果进行优化,提高PET图像分割精度。实验结果表明,该方法能有效地对PET图像中的病灶目标区域进行分割,可避免陷入局部最优且具有良好的实时性。     

融合凹点检测与仿射变换的活动轮廓模型

目的 针对基于矢量场的活动轮廓模型,如经典的梯度矢量流（GVF）模型、矢量场卷积（VFC）模型等,在提取凹形物体时矢量场常出现平衡点,不能较好地收敛到凹陷区域、尤其是深而窄的凹形及复杂凹陷区域的问题。提出一种融合凹点检测与仿射变换的活动轮廓模型。方法 首先利用活动轮廓模型进行曲线演化,得到演化后轮廓曲线上各点的坐标并求出各点的法线方向;然后基于凹点检测的方法,判断各点的凹凸性,利用梯度判断法,检测出未收敛到目标边界的凹点;其次对各凹点进行法向方向的仿射变换。在接近且不越过目标边界的情况下求出可变换的最大距离,变换后的点穿越了平衡点区域,让变换后的点代替原来的点形成新的轮廓曲线;最后为保证提取边界的精确性,将变换后的轮廓曲线再次演化并最终收敛到目标边界。结果 通过对具有凹陷区域的合成图像进行分割,计算提出模型分割结果的平均Jaccard相似系数（JS）值为95.51%,相比目前先进的GVF模型,VFC模型和自适应扩散流（ADF）模型分别提高了15.08%,12.09%和10.70%,整体效果上优于几种先进的模型。然后又对单/多目标真实图像及含噪的图像进行分割,证实提出模型分割性能的鲁棒性。结论 提出的模型有效地避免了凹形区域内的平衡点问题,可以对深凹形及复杂凹形图像进行有效分割,并且提高了分割精度。此外,该模型能融合到任何基于矢量场的活动轮廓模型中,具有广泛的普适性。     

一种改进的 VFC Snake模型 *

为了克服 VFC( vector field convolution) Snake模型对图像弱边界的泄露问题 ,对其作了两点改进 : a)重新定义了向量场核的模 ,有效降低了 VFC外力对向量模参数的敏感性 ; b)综合利用 VFC外力和图像势能力 ,给出动态 VFC外力。随着模型曲线的形变 ,不断调整外力 ,使得曲线精确定位到目标边界上。最后通过实验证明了改进后的 VFC Snake模型对噪声具有鲁棒性、对参数变化不敏感 ,且能够收敛到图像弱边界处。     

一种基于蚁群算法的Snake模型与MRI分割

Snake模型以其收敛快速、精确度可达到亚像素等优点，被广泛地应用于医学图像分割，但该模型依赖于初始曲线的选取，易于收敛到局部最优且难以达到凹陷区域。为此提出一种基于蚁群算法的Snake模型，首先利用区域内灰度统计特征自动进行Snake初始化，然后在Snake演化过程中加入一向心力，使其能进入凹陷区域，最后用蚁群算法对演化结果进行优化，使其收敛到全局最优，获得最终的分割结果。实验结果表明，改进的模型在MRI分割中可以得到较好的分割结果。