隱式曲面上分段光滑圖像分割研究.pdf

1、圖像分割是圖像數(shù)字處理以及計算機(jī)視覺研究領(lǐng)域中的一個熱點內(nèi)容，在醫(yī)用圖像分析診斷、醫(yī)學(xué)手術(shù)輔助、產(chǎn)品檢測、機(jī)器視覺等方面都有重要的應(yīng)用價值。
　　 多相圖像分割是圖像分割領(lǐng)域的非?；钴S的分支之一。水平集理論在圖像分割領(lǐng)域的運用解決了分割過程中變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自適應(yīng)性這個復(fù)雜問題。而可以綜合集成圖像的區(qū)域、邊緣、形狀、紋理、以及運動場等信息的變分方法因其良好的通用性與可擴(kuò)展性成為時下圖像分割領(lǐng)域主流的方法之一。隱式曲面圖像是平面圖像的

2、一種延拓，但其不同于平面的幾何特征使得平面圖像的各種分割模型不能直接應(yīng)用于隱式曲面。光滑的圖像比常值圖像更接近真實圖像，更具有現(xiàn)實的研究價值。本文對基于變分水平集方法的隱式曲面上的多相分段光滑圖像分割進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：第一，深入透徹地分析了基于水平集的隱式曲面上圖像的定義、空間曲線的運動表達(dá)以及內(nèi)蘊梯度算子等相關(guān)知識的基本理論與應(yīng)用。第二，系統(tǒng)地研究了針對分段光滑圖像分割的Mumford-Shah模型與Ch

3、an-Vese模型，根據(jù)Chan與Vese等提出的區(qū)域競爭策略，建立了通用的多相分割模型，并且有效地避免了多個水平集函數(shù)區(qū)域劃分時的重疊和漏分現(xiàn)象；第三，將基于變分水平集方法的多相圖像分割模型由二維平面拓展到三維的隱式曲面上，建立了隱式曲面上分段光滑的圖像分割模型。第四，編程實現(xiàn)了隱式曲面上多相分段光滑的圖像分割模型，并用人工圖像進(jìn)行了驗證。
　　 本文提出的隱式曲面上的多相分段光滑圖像分割模型充分利用參數(shù)估計模型與區(qū)域劃分策略