改进活动轮廓模型的仿真及能量变化分析

为了准确、快速地分割出图像中目标区域,提出了改进的活动轮廓(Snake)模型.改进的Snake模型,即在传统Snake模型的基础上增加一个向心力和只在当前搜索区域内进行能量比较选取点的运动位置,提高了目标的曲线拟合精度.这样不仅可以保持传统Snake模型的拓扑性质,而且也克服了收敛曲线不能向凹处收敛的缺点.通过实验和对改进Snake模型的能量分析证明了此方法的有效性.     

自适应分割弱边缘的活动轮廓模型

改进LI的保持距离水平集方法,提出自适应分割弱边缘的活动轮廓模型,并证明自适应力的双向性。模型中自适应力的系数加入图像的灰度均值,根据演化曲线的位置自适应的收缩或扩张。结果表明,该方法克服了原LI模型初始轮廓必须完全包围或含在目标物体内的问题,可以任意设置初始轮廓大小及位置,能够分割多目标图像,具有较强的抗噪性。     

一种基于显著性活动轮廓模型的图像分割方法

为了有效地提取图像中物体的轮廓,结合视觉注意机制,提出一种改进的距离正则化水平集活动轮廓模型的分析方法。首先提取图像的初级特征,构成图像显著图;然后采用最大类间方差法获得显著区域的初始轮廓,以此作为活动轮廓模型中曲线演化的初始位置;最后利用距离正则化水平集演化,获得目标物体的边界,完成图像分割。这种结合视觉注意机制与改进的距离正则化水平集演化方法能够显著降低水平函数演化次数,提高图像分割效率。仿真结果表明,它能有效检测单个及多目标物体的边界,且定位准确。     

一种新的用于图像分割的活动轮廓模型

为了从灰度异质图像中更好地提取目标,本文提出了一种新的图像分割方法,采用测地时间函数作为局部二值拟合模型的核函数,并结合图像区域的局部灰度信息和全局灰度信息建立能量泛函.同时,符号函数惩罚项的引入避免了符号函数的重新初始化,而曲线长度调整项则保证了曲线演化的连续性和光滑性.通过变分水平集方法最小化新的能量泛函,得到曲线演化的梯度下降流.通过对医学CT图像进行分割实验,证明了该方法的可行性和优越性.     

结合全局和局部灰度拟合活动轮廓模型的图像分割算法

针对局部图像拟合(Local image fitting,LIF)模型对初始轮廓敏感和容易陷入局部极小的缺点,本文提出了一种基于图像区域信息的活动轮廓模型。本模型同时利用图像全局和局部信息来分割图像,其能量泛函由局部项、面积项、长度项和惩罚项4项组成。局部项将图像局部信息融入到模型中,使该模型能够有效分割灰度不均图像。面积项通过引入一个全局指示函数,加快了模型的收敛速度,且能避免陷入局部极小。惩罚项约束水平集函数逼近符号距离函数,使模型无需重新初始化,减少了分割时间。此外,为了实现对图像中感兴趣区域的分割,本文给出了模型的窄带实现方法。实验结果表明:本文模型对初始轮廓的敏感性低,收敛速度快,能准确分割灰度不均的图像,且其窄带实现方法能够实现对图像中感兴趣区域的分割。     

基于活动轮廓结合目标匹配遥感图像识别算法

随着当今遥感技术的飞速发展,遥感图像的精度和复杂度越来越高,为了从复杂大量的遥感图像中识别出感兴趣的目标区域,本文提出了活动轮廓分割结合目标匹配的遥感图像识别算法.所提出的活动轮廓算法,基于一个区域外法线向量的演化曲线模型,改善了原始的轮廓模型的边缘泄露问题和运算速率.新设计的模型用来提取目标匹配所需要的模板区域,并对其进行填充来构造完整模板.之后通过具有方向不变性的圆投影算法来进行目标区域的匹配进行筛选,并进一步对筛选出来的区域通过具有良好的几何区域不变性的仿射不变矩对目标区域进行分析,从而得出最终所判断的目标区域.最后通过实验验证了所设计的算法具有计算速率快,初始化限定少,演化能力强和鲁棒性强的特点.本算法适用于多种刚性目标的遥感图像识别.     

改进的ChanVese活动轮廓模型

针对ChanVese模型计算量大和分割时间长的问题,提出了一种改进的ChanVese活动轮廓模型。该模型将水平集规则式融入ChanVese模型中,使水平集函数始终保持在符号距离函数附近,避免了重新初始化过程,减少了模型的计算量,同时改变了水平集函数的初始化函数,这更有利于新曲线的产生。实验结果表明,该改进模型具有一定的抗噪性,收敛速度快,分割时间少,且能得到全局最优的分割结果。     

基于区域合并与轮廓模型的图像序列人物轮廓分割

为解决受图像背景复杂度影响,分水岭算法较难高精度实现图像序列中人物轮廓的分割与追踪这一问题,提出了利用颜色空间转换的区域合并实现目标轮廓区域的划分、并基于人物头部轮廓信息生成人物领域轮廓模型的方法。通过对人物领域边界线生成的初步轮廓模型进行高斯函数的卷积运算,生成形态轮廓模型的有效对象模板,实现图像序列的人物领域中不依靠序列差分和移动向量亦能在图像序列中追踪移动对象。基于颜色空间转换的区域合并和轮廓模型算法,可满足视频背景变动并且背景复杂的情况下对图像序列中的人物轮廓进行有效分割。实验结果验证了本算法的有效性与鲁棒性,可有效而稳定实现图像序列中人物轮廓的分割。     

图像分割中局部能量驱动的快速主动轮廓模型

为了解决图像对象灰度分布不一致性的分割难题,提高图像分割速度,提出了一个全新的快速主动轮廓模型。它由曲线周围局部的统计信息驱动曲线发生形变演化,并使用图像中的边缘信息来引导曲线的演化方向。模型中,根据区域模板与演化曲线共同定义的局部统计信息创建数据拟合项,并应用水平集方法求解曲线的演化。对合成图像和医学图像的实验结果表明,本文提出的分割模型可以同时分割多个灰度不一致的对象,分割速度快,结果稳定,对噪声具有很好的鲁棒性。     

自适应气球力主动轮廓的图像分割

集成图像的先验信息到模型中是改善主动轮廓模型分割复杂背景图像性能的一种重要方法．采用统计方法确定目标区域，根据区域自适应地决定主动轮廓模型气球力的方向，对测地线主动轮廓模型进行改进．结果表明：主动轮廓曲线的收敛仅依赖图像梯度这一局部性质的情形被改变，主动轮廓曲线的收缩或扩张和目标区域联系起来．图像分割实验说明改进的模型能较好地对带噪声且为弱边缘的人工合成图像、医学超声图像得到理想的目标边缘轮廓．自适应气球力主动轮廓分割图像能提高在图像弱边缘处的定位能力和精确度，减少对噪声的敏感性，加快曲线收敛到目标边界的速度．     

基于动态规划法的B样条主动轮廓模型

对基于主动轮廓模型的图像分割方法进行了研究,提出了一种基于动态规划法的B样条主动轮廓模型.该模型结合了动态规划法与B样条曲线的优点,不仅保留了动态规划法收敛过程稳定,能保证全局最优的优点,而且还进一步改善了其计算复杂度.实验结果验证了该方法的有效性.     

基于粒子滤波的目标主动轮廓跟踪算法

传统的粒子滤波方法采用若干维参数定义的简单几何图形给出跟踪结果,不能精确表示现实中具有复杂形状的目标物体。针对这一问题,该文提出基于粒子滤波的主动轮廓算法,用于计算复杂形状目标的轮廓跟踪任务。在目标状态后验分布的模拟样本基础上引入主动轮廓模型,并使用带权粒子定义其能量函数,使得模型的轮廓线向具有重要权重粒子的所在区域演化,并最终收敛到具有最大目标似然的图像区域,从而实现对目标物体的全局运动及局部形态演化的同时估计。精确的目标区域提高了目标模型的更新精度,避免了跟踪中漂移现象的发生。最后,结合真实机场监控验证了该方法在实际复杂场景下的有效性及鲁棒性。     

基于LBP驱动的区域围道纹理分割模型

纹理分割是图像处理的难点之一。针对此问题,提出了一种基于局部二进制模式(localbinary pattern,LBP)驱动的区域围道分割模型。该模型首先将均匀模式的思想用于LBP/C算子,使纹理模式的数量减少了77%,明显降低了提取纹理特征所需的时间;其次对无边缘活动围道模型进行了改进,使其能用纹理特征来演化曲线或曲面分割纹理图像;然后用多级分层的策略对提出的模型进行了延拓,可用于分割多类目标的图像,避免了多相位模型初始围道难以选择的问题,提高了模型收敛的速度;最后运用AOS(additive operator splitting)算法以改善模型求解的效率,进一步提高了图像分割的速度。对合成纹理图像和遥感图像的实验结果说明,提出的分割方法具有分割速度快、精度高的优点。     

B超医学图像分割技术的研究

图像分割是图像处理过程中一个关键的环节.本文探讨了对B超图像的分割技术,对目前文献中常用的B超图像的分割算法--阈值分割法、结合特定理论工具的方法进行了分析和研究,总结了使用活动轮廊模型进行B超图像轮廓提取的关键技术,同时,联合使用动态阈值分割及最优阈值分割法,实现了对B超图像的二值处理.     

基于分布匹配的主动轮廓模型及其图像分割算法

针对运动目标跟踪的快速性和鲁棒性要求,提出了基于分布匹配的主动轮廓模型,该模型将模板和候选区域的分布匹配标准——相对熵(即Kullback-Leibler距离)作为主动轮廓的外部能量,使用目标和背景全图像的匹配,克服了跟踪过程中噪声的影响。同时根据匹配力构建帧内和帧间的运动向量,加快了序列图像分割速度。相比于现有的基于边缘、块匹配、区域匹配的主动轮廓模型,该模型具有更好的噪声鲁棒性及在跟踪过程中容忍目标旋转和较大位移的能力。实验验证了该模型的有效性。     

一种针对灰度非均匀图像的混合分割框架

该文将基于区域的局部和全局活动轮廓技术有机结合起来,给出了一种针对灰度非均匀图像的分割框架。考虑到灰度非均匀特性对图像非轮廓象素点影响较大而对图像轮廓象素点影响较小这一事实,在该框架中引入了图像边缘停止函数来平衡局部和全局灰度信息之间的相互影响。基于该框架,给出了一个具体的实例模型,运用快速的模糊对偶算法获取实例模型的全局最优解。用一组图像进行实验,并通过对实验结果的定量分析,验证了该模型的合理性。