局部区域拟合的快速水平集图像分割方法

论文摘要

目的由于灰度不均匀图像在不同目标区域的灰度分布存在严重的重叠,对其进行分割仍然是一个难题;同时,图像中的噪声严重降低了图像分割的准确性。因此,传统水平集方法无法鲁棒、精确、快速地对具有灰度不均匀性和噪声的图像进行分割。针对这一问题,提出一种基于局部区域信息的快速水平集图像分割方法。方法灰度不均匀图像通常被描述为一个分段常数图像乘以一个缓慢变化的偏移场。首先,通过一个经过微调的多尺度均值滤波器来估计图像的偏移场,并对图像进行预处理以减轻图像的不均匀性;然后,利用基于偏移场校正的方法和基于局部区域信息拟合的方法分别构建能量项,并利用演化曲线轮廓内外图像灰度分布的重叠程度,构建权重函数自适应调整两个能量项之间的权重;最后,引入全方差规则项对水平集进行约束,增强了数值计算的稳定性和对噪声的鲁棒性,并通过加性算子分裂策略实现水平集快速演化。结果在具有不同灰度不均匀性和噪声图像上的分割结果表明,所提方法不但对初始轮廓的位置、灰度不均匀性和各种噪声具有较强的鲁棒性,而且具有高达94.5%的分割精度和较高的分割效率,与传统水平集方法相比分割精度至少提高了20.6%,分割效率是LIC(local intensity clustering)模型的9倍;结论本文提出一种基于局部区域信息的快速水平集图像分割方法。实验结果表明,与传统水平集方法相比具有较高的分割精度和分割效率,可以很好地应用于具有灰度不均匀和噪声的医学、红外和自然图像等的分割。

论文目录

• 0 引 言
• 1 背景模型
•   1.1 灰度不均匀图像模型
•   1.2 ASFLS模型
•   1.3 KMD模型
• 2 本文方法
•   2.1 多尺度均值滤波器
•   2.2 能量泛函
•     2.2.1 压力函数
•     2.2.2 自适应权重函数
•     2.2.3 能量泛函
•   2.3 数值实现
• 3 实验结果与分析
• 4 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 黄国鹏,姬红兵,张文博

关键词: 图像分割,快速水平集方法,灰度不均匀,多尺度均值滤波,局部区域信息

来源: 中国图象图形学报 2019年12期

年度: 2019

分类: 信息科技

专业: 计算机软件及计算机应用

单位: 西安电子科技大学电子工程学院

基金: 国家自然科学基金项目(61501357),陕西省基础科学研究项目(2016JQ6080)~~

分类号: TP391.41

页码: 2210-2221

总页数: 12

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