基于显著性区域检测和水平集的图像快速分割算法

为了实现含有复杂背景和弱边界图像的快速准确分割,传统的水平集常采用重新初始化的方法,但是这种方法存在计算量大、分割不准确等问题。因此,结合显著性区域,该文提出一种基于边缘信息与区域局部信息结合的变水平集图像快速分割方法。首先用元胞自动机模型检测出图像的显著性区域,得到图像的初始化边界曲线。然后,采用改进的距离正规化水平集演化(Distance Regularized Level Set Evolution, DRLSE)模型把图像的局部信息结合到变分能量方程中,用改进的能量方程去指导曲线的演化。实验结果表明,与DRLSE模型相比,提出的算法平均消耗的时间只需要前者的2.76%,且具有较高的分割准确性。     

基于区域信息的水平集医学图像分割

不断完善基于区域信息的水平集医学图像分割方法,能够有效提升医学诊断的效率,对促进医疗事业的更好发展,具有重要作用。本文在对基于边缘的水平集方法进行综合阐述的基础上,重点从符号压力函数和能量泛函和演化方程两个方面论述了基于区域信息的水平集医学图像分割方法,以期为相关人士提供借鉴和参考。     

基于FPGA的水平集图像分割算法加速器

水平集算法因其出色的性能,在图像分割领域中得到了广泛的应用。同时,与基于深度学习的图像分割算法相比,水平集算法不需要训练数据,大幅降低了数据标记带来的工作量。然而,目前水平集算法主要是基于软件开发,涉及大量复杂的计算,以及计算的多次迭代,导致较高的处理延时与功耗。为了加快水平集算法的处理速度和降低功耗,该文提出了一种基于FPGA的水平集图像分割算法加速器,其中包含4个设计创新点：任务级并行处理、图像分块像素级并行处理、全流水线处理架构、分时复用的梯度和散度算子处理。实验结果表明,与在CPU上执行的水平集算法相比,该文提出的硬件加速器处理速度提升10.7倍,功耗仅为2.2 W。     

基于FPGA的水平集图像分割算法加速器

水平集算法因其出色的性能,在图像分割领域中得到了广泛的应用.同时,与基于深度学习的图像分割算法相比,水平集算法不需要训练数据,大幅降低了数据标记带来的工作量.然而,目前水平集算法主要是基于软件开发,涉及大量复杂的计算,以及计算的多次迭代,导致较高的处理延时与功耗.为了加快水平集算法的处理速度和降低功耗,该文提出了一种基于FPGA的水平集图像分割算法加速器,其中包含4个设计创新点:任务级并行处理、图像分块像素级并行处理、全流水线处理架构、分时复用的梯度和散度算子处理.实验结果表明,与在CPU上执行的水平集算法相比,该文提出的硬件加速器处理速度提升10.7倍,功耗仅为2.2 W.     

一种基于变分水平集的红外图像分割算法

红外图像大都存在边缘模糊或离散状边缘的特点,并且图像的先验知识较少,因此红外图像的分割是比较困难的。针对这种情况,该文提出了一种基于图像全局信息并且不需要重新初始化的变分水平集红外图像分割方法,不考虑图像边缘梯度的影响,将图像全局信息作为外部能量项,在很大程度上克服了边缘模糊时过分割的情况。同时通过引入内部变形能量约束水平集函数逼近符号距离函数,省去了重新初始化水平集函数的过程,简化了计算,减小了因重新初始化水平集函数带来的误差。将算法应用在红外图像的分割中,验证了算法的有效性。     

基于最小错误率和快速水平集的图像分割

提出一种基于最小错误率和快速水平集的图像分割方法,通过对速度项和停止条件的重新设计,实现了快速而有效的图像分割。算法采用模式分类思想,以统计直方图来近似目标和背景区域的概率密度,对基于最小错误率的判别函数进行平滑滤波以获得外部速度,从而实现曲线的进化;同时,分割过程在分类错误率达到最小时停止。实验结果表明,本文算法对弱边缘、低对比度灰度图像具有较好的分割效果,且具有较强的抗噪性能;在分割速度上,本文算法也明显优于几种已有算法。     

基于快速水平集算法的图像分割方法

针对水平集算法计算量大,本文提出了一种使用改进的快速水平集算法的图像分割方法。本文方法是一种极限的窄带法;首先水平集的曲线进化用两个序列元素之间的交换实现;其次提出了平滑过程处理进化后的曲线;本文方法不需要解偏微分方程,运算速度很快,而且能够得到和标准算法相近的结果;实验结果证明本文算法速度快,适合于实时图像系统中的应用。     

水平集分层分割遥感图像中的建筑物

针对高分辨率遥感图像,结合建筑物特征,提出水平集分层模型分割图像中的建筑物。首先,学习植被样本得到其在HSV空间中色调与饱和度的联合分布函数,利用阴影灰度方差通常小于非阴影区域的特点,将植被和阴影剔除以简化背景利于后续分割。然后,根据灰度级高低将一幅图像看作多层图像层,把建筑物的屋顶灰度特征和边缘特征融合到传统Chan-Vese（C-V）水平集算法中,分割出每层中灰度级相似的建筑物候选区域,从而将不同灰度级建筑物候选区域分层分割出来再整合。最后利用建筑物面积、建筑物与阴影位置关系等先验知识排除误分割,得到最终结果。实验表明:该方法能更好地分割出形状各异、各个灰度级的建筑物,甚至是灰度不均匀的建筑物,分割漏检率较传统C-V法降低了25%,虚检率降低了22%。有效减少了漏分割和过分割。     

图像分割在等离子体加料实验中的应用研究

边缘检测算子、阈值分割法、分水岭分割算法被应用于托卡马克放电期间弹丸消融图像的分割实验研究.实验研究表明,分水岭分割算法得的图像与原始图像叠加获得了良好的实验仿真结果,为研究等离子体物理中的弹丸消融机制提供了数据和证据。     

基于Canny算子Level set方法的肝脏CT图像分割

文中主要实现了一种基于Canny边缘检测水平集图像分割方法,这种方法的基本思想是通过低维到高维的映射,实现对不均匀的受噪声影响的肝脏CT图像的分割。该方法具有适应性强和精确度高的特点,能准确地提取到目标的边缘,实验也取得了比较好的分割结果。     

一种基于k均值的多相位水平集遥感图像分割方法

针对遥感图像的特点,本文提出了一种基于K-均值与改进的多相位水平集模型结合的新方法。相比于传统的水平集模型,改进模型在能量函数中考虑了图像的面积、梯度信息和边缘检测。图像的梯度信息可以克服分割中存在的边缘定位的不准确,边缘检测可以在曲线衍化过程中更好的保持边缘信息。为了加快边缘的收敛速度,避免陷入局部最优,本文提出先对图像进行中值滤波来平滑图像和消除部分噪声,然后利用K均值进行聚类得到明显的特征差异。接着用Sobel算子进行梯度重建,然后用改进的多相位水平集模型进行分割。实验结果显示本文的算法对于遥感图像的分割在时间和精度上都有较好的效果。     

基于边缘保持滤波的Canny彩色图像边缘检测方法

提出了基于边缘保持滤波的Canny彩色图像边缘检测方法。该方法利用了HSV颜色空间信道相关性低的优点,结合Canny算子定位准确的优点和边缘保持滤波理论,用边缘保持滤波取代传统的高斯滤波,用梯度矢量计算法替代传统的梯度标量计算法,从而增强了在平滑过程中对图像边缘的保持,最大程度保留了色彩的差异信息,实现了彩色图像边缘的自适应提取。实验结果证明,该方法将灰度空间的Canny算法推广到彩色矢量空间,充分利用了彩色信息,对彩色图像边缘提取具有较好的检测精度和准确度。     

基于改进水平集方法的粘连细胞分割

传统水平集方法对粘连细胞分割效果差,同时在分割过程中需要不断地重新初始化水平集函数。为了解决传统水平集方法在粘连细胞分割上的不足,提出了一种基于颜色特征的水平集方法。该方法将能够约束水平集函数与符号距离函数之间偏差的变分公式作为内部能量项,从而无需重新初始化水平集函数;把结合图像颜色特征信息的能量函数作为模型的外部能量项,以改进粘连细胞的分割效果。实验结果表明,该方法能有效地分割粘连细胞,算法实现比较简单。     

基于模糊阈值和水平集的红外图像分割方法

针对阈值法分割红外图像易产生误分割和水平集分割方法受初始曲线限制大,提出了一种结合模糊阈值与水平集的自适应红外图像分割方法。该方法首先采用二维Otsu方法计算阈值,利用该阈值获取模糊阈值分割法中的窗口宽度,使模糊阈值分割法具有自适应性;然后采用此自适应模糊阈值分割法预分割红外图像,利用预分割结果自动获取水平集初始曲线;最后将Chan-Vese方法与Shi方法结合提出改进的水平集方法,并用此方法分割红外图像。实验结果表明,本文方法具有较好的分割效果和较强的鲁棒性。     

基于图割的单水平集迭代终止算法

针对C-V模型中变分水平集优化方法存在的最佳迭代次数难于确定,且容易陷入局部最优等不足,借鉴图割算法在较短时间内能得到全局最优的优势,提出一种基于图割的单水平集迭代终止算法.首先在目标区域设定一条初始轮廓线,采用无须重新初始化的C-V模型对轮廓线进行迭代,当轮廓线内部面积变化值小于预先给定的阈值时终止迭代,然后将此轮廓线作为图割算法的初始轮廓线进行图像分割.实验结果表明,该方法较原始C-V模型大大缩短了迭代时间,稳健性更高,具有较好的图像分割效果.     

基于改进的level set方法的雷达图像跟踪

对多普勒雷达图像中的风暴进行准确的识别和跟踪,是下一步进行天气预报的前提.目前雷达图像的主要跟踪方法是进行相邻时刻图像中风暴的匹配,这些匹配方法会产生一定的误差,特别是在风暴分裂与合并的时候.基于这一问题,将一种改进的level set方法用于雷达图像中风暴的跟踪.首先在第一幅雷达图像中识别出风暴的初始轮廓,利用改进的...     

基于深度学习的非零水平集保凸的左心室分割

采用距离正则化水平集演化(distance regularized level set evolution, DRLSE)模型对左心室(left ventricle, LV)进行分割会使其产生锯齿状,分割效果较差。为了解决左心室分割目前面临的问题,本文首先使用基于卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)的心肌中心线检测算法,取代了水平集方法的人工初始化过程,其次提出了一种基于非零水平集保凸的左心室分割方法。将距离正则化水平集演化(distance regularized level set evolution, DRLSE)模型(水平集方法)、深度学习方法与新方法的平均度中心性进行比较发现,新方法在收缩末期(end-systole, ES)的平均DC(dice coefficient)值为0.93,高于其他方法;除此之外,新方法在舒张末期(end-diastole, ED)与ES阶段的平均豪斯多夫距离(Hausdorff distance,HD)分别为2.51、2.54,明显小于深度学习方法以及水平集方法。实验结果表明,新方法能够有效地提高分割...     

一种基于逐点阈值分割的图像边缘检测方法

提出一种对图像中每个点逐一取阈值进行分类的一种新的阈值分割算法.该算法利用图像中像素邻域的灰度值均值统计信息作为该点阈值设置的标准,并引入该点邻域内像素灰度值方差作为附加判断条件,使提取出来的日标点是图像的边缘点.事实上该阈值分割算法起到了边缘提取的效果.实验证明,本文算法起到了良好的边缘检测效果,并且验证了本算法对于以邻域统计信息作为阈值估计标准的合理性.     

GPU和格子玻尔兹曼方法联合加速的水平集模型及其在图像分割中的应用

面向图像分割应用,提出了一种新颖的GPU加速水平集模型,将来自于不同模型的全局及局部拟合能量有机地整合一起,并且可以自适应地调整全局项的加权系数.无论初始轮廓位于图像中的任何位置,模型都可以有效地分割出具有强度非同质性图像中的前景目标.在数值实现环节,采用格子玻尔兹曼方法的策略来打破传统求解方法对于时间步长参数的限制条...