改进的分级多相图像分割模型及其快速实现
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ｓ ｎＸ ｉｏ ｕ ｎ ，Ｙａ ｇ Ｆｅ ｇ ，Ｚｈ ｏＱｉａ ｇ ｕ ａ ｈ ａ ｎ ｎ ａ ｙ ｎ
（ ． ｉ ｍｅ ｉａ ｎ ｉｅ ｒｎ ｃ ｏ ｌ ｏ ｔ ｅ ｎ Ｍ ｅ ｉａ ｉｅ ｓｔ １ Ｂ ｏ ｄｃ ｌＥ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｓ ｈ ｏ ，Ｓ ｕ ｈ ｒ ｄｃ ｌ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｙ，Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ａ ｇ ｈ ｕ，５ ０ １ １ ５ ５，Ｃ ｉ ａ； ｈｎ ２ Ｃ ｍｍｕ ｉａ ｉ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｐ ｒ ｍｅ ｔ ．ｏ ｎ ｃ ｔ ｇｎ ｅ ｉ ｇ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ，Ｘｉ ｉ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｄ ａ ｉ ｅ ｓｔ ｙ，Ｘｉ ｎ，７ ０ ７ ，Ｃｈ ｎ ） ａ １０１ ｉａ
文 献 标识 码 ： Ａ
Ｉ ｐｒ ｖ ｄ Ｈ ｉ ｒ ｒ ｈ ｃ ｌＭ ｕｌｉ ａ ｅ Ｉ ａ ｅ Ｓ ｇ ｅ ａ ｉ ｎ ｍ ｏ ｅ ｅ ａ ｃ ｉａ ｔｐｈ ｓ ｍ ｇ ｅ ｍ ｎｔ ｔｏ
Ｍ ｏ ｅ ｎｄ Ｉ ｓ Ｆａ ｔＩ ｐ ｅ ｅ ａ ｉ ｎ ｄ ｌａ ｔ ｓ ｍ ｌ ｍ ｎｔ ｔｏ
ｅ ａ ｃ ｉａ Ｖ ｄ １ ｒ ｒ ｈｃ ｌ Ｃ— ｍｏ ｅ ．Ｔｏ ｏ ｅ ｃ ｍｅ ｌ ｉ ｔ ｎ ｆｔ ｅ ｅ ｍｕ ｔ ｈ ｓ ｅ ｅ — ｅ ｔ ｏ ｓ ｈ ｓ ｐ — ｖ ｒ ｏ ｉ ｔ ｉ ｓ ｏ ｈ ｓ ｌ ｐ ａ ｅ ｌ ｖ ｌｓ ｔｍｅ ｈ ｄ ，ｔ ｉ ａ ｍ ａ ｏ ｉ
割 模 型 不仅 保 留 了原 有 方 法的 优 势 ， 且提 高 了对 多 目标 图像 分割 算 法 的速 度 与 精 度 ， 时也 可 以 有 效 解 决 具 而 同
有 弱 边 界 物 体 的 分割 问题 。 关键词 ： 图像 分 割 ；水平 集 ； — 模 型 ＣＶ
中 图分 类 号 ： Ｐ ９ ． Ｔ ３ １４
ａ ｃ ｒｃｅ ｆ ｈ ｅ ｍｅ ｔｔ ｎｏ ｌ—ｂｅｔ ｍａ ｅａ ｄｏ ｊ ｔ ｗｉ ｅ ｋｂ ｕ ｄ ｒ ｓ ｃｕ ａｉ ｏ ｅｓｇ ｎａｉ ｆ ｓ ｔ ｏ ｍｕｔ ｏ ｊ ｇ ｎ ｂｅ ｓ ｔ ｗ ａ ｏ ｎ ａｉ ． ｉ ｃｉ ｃ ｈ ｅ
Ｋｅ ｒ ｓ：ｉ ｇ ｅ ｍ ｅ ａ ｉｎ；ｌｖ ｌｓ ｔｍｅ ｈｏ ｙ ｗｏ ｄ ｍａ ｅ ｓ ｇ ｎｔ ｔｏ ｅ ｅ ｅ ｔ ｄ；Ｃ— ｍｏ ｅ Ｖ ｄ ｌ
改 进 的分 级 多相 图像 分 割 模 型及 其快 速 实现
孙 晓欢 杨 丰 赵 祺 阳
（． 方 医科 大 学 生 物 医学 工 程 学 院 ，广 州 ，５０ １ ； ． 安 电 子 科 技大 学 通 信 工 程 学 院 ， 安 ， １０ １ １南 １５５ ２西 西 ７０７） 摘 要 ： 出一 种 基 于分 级 Ｃ Ｖ 模 型的 改进 的快 速 图像 分割 算 法 。针 对 现 有 的 多相 水平 集 图像 分 割 算 法存 在 的 问 提 — 题 ， 文 从 曲 线 演 化 方 程 的 平 均 曲率 项 、 本 水平 集 函数 的狄 拉 克 （ ｉ ｃ 函数 （ 等 方 面 进 行 改 进 ， 引入 了一 Ｄｒ ） ａ ） 并 个 非线 性 扩 散 方 程 对 图像 进 行 预 处理 ， 而优 化 组合 了分 级 Ｃ Ｖ 模 型 的 全 局 特 性 。 从 — 实验 结 果表 明 ， 改进 的 图像 分
第 ２ 卷第 ｌ ５ 期 ２１ 年 １ ００ 月数 Leabharlann 据 采 集
与
处
理
Ｖｏ１ ２ ｏ ． ５ Ｎ ．１
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｔ ｑ ｉｉｏ ｏ ｒ ａ ｆＤａａＡｃ ｕｓｔ ｎ＆ Ｐ ｏ ｅｓｎ ｉ ｒ ｃ ｓｉｇ
Ｊｎ ０ ０ ａ ．２ １
文章 编号 ： ０ ４ ９ ３ （ ０ ０ ０ — ０ ４０ １ ０—０ ７ ２ １ ）１０４ —６
Ａｂ ｔ ａ ｔ：Ａｎ ｉ ｒ ｖ ｄ ｆ ｓ ｌ ｏ ｉｈｍ ｓ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｆ ｒｔ ｍａ ｅ ｓ ｇ ｅ ａ ｉ ｎ ｂａ ｅ ｎ ｔ ｉ ｓｒ ｃ ｍｐ ｏ ｅ ａ ｔａ ｇ ｒｔ ｉ ｒ ｓ ｎ ｅ ｏ ｈｅ ｉ ｇ ｅ ｍ ｎｔ ｔｏ ｓ ｄ ｏ ｈｅ ｈ —
ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉｓ ｏ ｈ ｉｒ ｒ ｈ ｃ ｌ Ｖ ｄ ｌ ｒ ｐ ｉ ｚ ｄ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆｔ ｅ ｈ ｅ ａ ｃ ｉａ Ｃ— ｍｏ ｅ ｅｏ ｔｍｉｅ ．Ｅｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅ ａ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｒ ｍ ｅ ｈ ｄ ｍ ａｎ ａ ｎ ｈ ｄ ａ ｔ ｇ ｓ ｏ ｈ ｉｒ ｒ ｈ ｃ ｌＣ— ｍｏ ｅ ｎ ｍｐ ｏ ｅ ｈ ｐ ｅ ｓ ａ ｄ ｔ ｏ ｉ ｔ ｉ ｓ ｔ ｅ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆｔ ｅ ｈ ｅ ａ ｃ ｉ ａ Ｖ ｄ ｌａ ｄ ｉ ｒ ｖ ｓ ｔ ｅ ｓ ｅ ｄ ｎ
ｐ ｒ ｍｏ ｆｅ ｈｅｍｅ ｎ ｃ ｒ ａ ｕ ｅ ａ ｄ Ｄｉａ ｕｎ ｔｏｎ ｉ ｈｅｃ ｒ ｅｅ ｏ ｕ ｉ ｑ ｔｏ ｅ ｄｉｉｓ ｔ ａ ｕ ｖ ｔ ｒ ｎ ｒ ｃ ｆ ｃ ｉ ｎ ｔ ｕ ｖ ｖ ｌ ｔｏｎ ｅ ｕａ ｉ ｎｓ，ａ ｎ ｒ — ｎｄ ｉ ｔ ｏ ｄｕ ｅ ｏｎ ｉ ｅ ｒ ｄｉｆ ｓｏ ｑｕ ｔｏ ｓ ａ ｒ ｐ ｏ ｅ ｓｎｇ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｉ ｇ ． Ｔｈｕ ｅ ｓ ａ ｎ ｌｎ ａ ｆｕ ｉ ｎ ｅ ａ ｉ ｎ ａ ｐ ｅ ｒ ｃ ｓ ｉ ｔ ｐ ｏ ｈ ｍａ ｅ ｓ，ｔ ｅ ｇｌ ｂ ｌ ｈ ｏ ａ
较 大 的区域 ， 即弱边界 处 ， 易产 生 曲线 的泄露 ， 以 难
（ ． ｉ ｍｅ ｉａ ｎ ｉｅ ｒｎ ｃ ｏ ｌ ｏ ｔ ｅ ｎ Ｍ ｅ ｉａ ｉｅ ｓｔ １ Ｂ ｏ ｄｃ ｌＥ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｓ ｈ ｏ ，Ｓ ｕ ｈ ｒ ｄｃ ｌ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｙ，Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ａ ｇ ｈ ｕ，５ ０ １ １ ５ ５，Ｃ ｉ ａ； ｈｎ ２ Ｃ ｍｍｕ ｉａ ｉ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｐ ｒ ｍｅ ｔ ．ｏ ｎ ｃ ｔ ｇｎ ｅ ｉ ｇ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ，Ｘｉ ｉ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｄ ａ ｉ ｅ ｓｔ ｙ，Ｘｉ ｎ，７ ０ ７ ，Ｃｈ ｎ ） ａ １０１ ｉａ
文 献 标识 码 ： Ａ
Ｉ ｐｒ ｖ ｄ Ｈ ｉ ｒ ｒ ｈ ｃ ｌＭ ｕｌｉ ａ ｅ Ｉ ａ ｅ Ｓ ｇ ｅ ａ ｉ ｎ ｍ ｏ ｅ ｅ ａ ｃ ｉａ ｔｐｈ ｓ ｍ ｇ ｅ ｍ ｎｔ ｔｏ
Ｍ ｏ ｅ ｎｄ Ｉ ｓ Ｆａ ｔＩ ｐ ｅ ｅ ａ ｉ ｎ ｄ ｌａ ｔ ｓ ｍ ｌ ｍ ｎｔ ｔｏ
ｅ ａ ｃ ｉａ Ｖ ｄ １ ｒ ｒ ｈｃ ｌ Ｃ— ｍｏ ｅ ．Ｔｏ ｏ ｅ ｃ ｍｅ ｌ ｉ ｔ ｎ ｆｔ ｅ ｅ ｍｕ ｔ ｈ ｓ ｅ ｅ — ｅ ｔ ｏ ｓ ｈ ｓ ｐ — ｖ ｒ ｏ ｉ ｔ ｉ ｓ ｏ ｈ ｓ ｌ ｐ ａ ｅ ｌ ｖ ｌｓ ｔｍｅ ｈ ｄ ，ｔ ｉ ａ ｍ ａ ｏ ｉ
割 模 型 不仅 保 留 了原 有 方 法的 优 势 ， 且提 高 了对 多 目标 图像 分割 算 法 的速 度 与 精 度 ， 时也 可 以 有 效 解 决 具 而 同
有 弱 边 界 物 体 的 分割 问题 。 关键词 ： 图像 分 割 ；水平 集 ； — 模 型 ＣＶ
中 图分 类 号 ： Ｐ ９ ． Ｔ ３ １４
ａ ｃ ｒｃｅ ｆ ｈ ｅ ｍｅ ｔｔ ｎｏ ｌ—ｂｅｔ ｍａ ｅａ ｄｏ ｊ ｔ ｗｉ ｅ ｋｂ ｕ ｄ ｒ ｓ ｃｕ ａｉ ｏ ｅｓｇ ｎａｉ ｆ ｓ ｔ ｏ ｍｕｔ ｏ ｊ ｇ ｎ ｂｅ ｓ ｔ ｗ ａ ｏ ｎ ａｉ ． ｉ ｃｉ ｃ ｈ ｅ
Ｋｅ ｒ ｓ：ｉ ｇ ｅ ｍ ｅ ａ ｉｎ；ｌｖ ｌｓ ｔｍｅ ｈｏ ｙ ｗｏ ｄ ｍａ ｅ ｓ ｇ ｎｔ ｔｏ ｅ ｅ ｅ ｔ ｄ；Ｃ— ｍｏ ｅ Ｖ ｄ ｌ
改 进 的分 级 多相 图像 分 割 模 型及 其快 速 实现
孙 晓欢 杨 丰 赵 祺 阳
（． 方 医科 大 学 生 物 医学 工 程 学 院 ，广 州 ，５０ １ ； ． 安 电 子 科 技大 学 通 信 工 程 学 院 ， 安 ， １０ １ １南 １５５ ２西 西 ７０７） 摘 要 ： 出一 种 基 于分 级 Ｃ Ｖ 模 型的 改进 的快 速 图像 分割 算 法 。针 对 现 有 的 多相 水平 集 图像 分 割 算 法存 在 的 问 提 — 题 ， 文 从 曲 线 演 化 方 程 的 平 均 曲率 项 、 本 水平 集 函数 的狄 拉 克 （ ｉ ｃ 函数 （ 等 方 面 进 行 改 进 ， 引入 了一 Ｄｒ ） ａ ） 并 个 非线 性 扩 散 方 程 对 图像 进 行 预 处理 ， 而优 化 组合 了分 级 Ｃ Ｖ 模 型 的 全 局 特 性 。 从 — 实验 结 果表 明 ， 改进 的 图像 分
第 ２ 卷第 ｌ ５ 期 ２１ 年 １ ００ 月数 Leabharlann 据 采 集
与
处
理
Ｖｏ１ ２ ｏ ． ５ Ｎ ．１
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｔ ｑ ｉｉｏ ｏ ｒ ａ ｆＤａａＡｃ ｕｓｔ ｎ＆ Ｐ ｏ ｅｓｎ ｉ ｒ ｃ ｓｉｇ
Ｊｎ ０ ０ ａ ．２ １
文章 编号 ： ０ ４ ９ ３ （ ０ ０ ０ — ０ ４０ １ ０—０ ７ ２ １ ）１０４ —６
Ａｂ ｔ ａ ｔ：Ａｎ ｉ ｒ ｖ ｄ ｆ ｓ ｌ ｏ ｉｈｍ ｓ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｆ ｒｔ ｍａ ｅ ｓ ｇ ｅ ａ ｉ ｎ ｂａ ｅ ｎ ｔ ｉ ｓｒ ｃ ｍｐ ｏ ｅ ａ ｔａ ｇ ｒｔ ｉ ｒ ｓ ｎ ｅ ｏ ｈｅ ｉ ｇ ｅ ｍ ｎｔ ｔｏ ｓ ｄ ｏ ｈｅ ｈ —
ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉｓ ｏ ｈ ｉｒ ｒ ｈ ｃ ｌ Ｖ ｄ ｌ ｒ ｐ ｉ ｚ ｄ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆｔ ｅ ｈ ｅ ａ ｃ ｉａ Ｃ— ｍｏ ｅ ｅｏ ｔｍｉｅ ．Ｅｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅ ａ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｒ ｍ ｅ ｈ ｄ ｍ ａｎ ａ ｎ ｈ ｄ ａ ｔ ｇ ｓ ｏ ｈ ｉｒ ｒ ｈ ｃ ｌＣ— ｍｏ ｅ ｎ ｍｐ ｏ ｅ ｈ ｐ ｅ ｓ ａ ｄ ｔ ｏ ｉ ｔ ｉ ｓ ｔ ｅ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆｔ ｅ ｈ ｅ ａ ｃ ｉ ａ Ｖ ｄ ｌａ ｄ ｉ ｒ ｖ ｓ ｔ ｅ ｓ ｅ ｄ ｎ
ｐ ｒ ｍｏ ｆｅ ｈｅｍｅ ｎ ｃ ｒ ａ ｕ ｅ ａ ｄ Ｄｉａ ｕｎ ｔｏｎ ｉ ｈｅｃ ｒ ｅｅ ｏ ｕ ｉ ｑ ｔｏ ｅ ｄｉｉｓ ｔ ａ ｕ ｖ ｔ ｒ ｎ ｒ ｃ ｆ ｃ ｉ ｎ ｔ ｕ ｖ ｖ ｌ ｔｏｎ ｅ ｕａ ｉ ｎｓ，ａ ｎ ｒ — ｎｄ ｉ ｔ ｏ ｄｕ ｅ ｏｎ ｉ ｅ ｒ ｄｉｆ ｓｏ ｑｕ ｔｏ ｓ ａ ｒ ｐ ｏ ｅ ｓｎｇ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｉ ｇ ． Ｔｈｕ ｅ ｓ ａ ｎ ｌｎ ａ ｆｕ ｉ ｎ ｅ ａ ｉ ｎ ａ ｐ ｅ ｒ ｃ ｓ ｉ ｔ ｐ ｏ ｈ ｍａ ｅ ｓ，ｔ ｅ ｇｌ ｂ ｌ ｈ ｏ ａ
较 大 的区域 ， 即弱边界 处 ， 易产 生 曲线 的泄露 ， 以 难