检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：刘玲慧重庆大学

学位级别：博士

工业计算机层析成像(Industrial Computed Tomography,ICT)技术已经在航空业、铁路运输业、制造业等涉及到无损检测和无损评价的众多领域中获得成功的应用。工业CT系统通过射线扫描物件获取投影数据,进而重构出物件的二维断层图像和三... 详细信息

工业计算机层析成像(Industrial Computed Tomography,ICT)技术已经在航空业、铁路运输业、制造业等涉及到无损检测和无损评价的众多领域中获得成功的应用。工业CT系统通过射线扫描物件获取投影数据,进而重构出物件的二维断层图像和三维体数据进行图像处理和分析。其中,从图像中准确、高效地提取出感兴趣目标对后续处理至关重要。\n 图像分割是指将图像划分成若干各具特性的区域并提取分离出感兴趣目标区域的技术和过程。这里的特性可以是灰度、颜色、纹理、形状等,目标可以是单个区域,也可以是多个区域。作为图像处理到图像分析与理解的关键步骤,图像分割技术的发展与数学、计算机科学以及认知科学等相关学科和领域密切相关。近年来,很多图像分割方法被相继提出,其中基于偏微分方程的图像分割方法以其优越的分割性能得到了人们的广泛重视,并被应用于工业无损检测和医学影像分析等众多行业。\n 本论文在分析以偏微分方程理论为基础的几何活动轮廓模型特点的基础上,面向工业CT应用中存在的问题进行了系统的研究。从改进模型对初始轮廓敏感,提高图像分割速度,增强模型对噪声的鲁棒性,以及模型的高维推广几个方面入手,针对经典的几何活动轮廓模型——Chan-Vese(CV)模型做出了一系列的改进。本文的主要贡献及创新性工作如下:\n 1.研究了结合小波变换和活动轮廓模型的工业CT体数据分割方法。\n 实际应用中,三维工业CT体数据的数据量比较大,这就对相应的图像处理算法的运行效率提出了一定的要求。本文研究了一种结合小波变换和活动轮廓模型的三维体数据快速分割方法。整体思路是由粗到细的分割策略:在粗分割阶段,利用小波变换模极大值方法检测出大致的目标边缘;然后,利用区域生长和外接长方体算法确定出一个仅包含目标的合适区域;在细分割阶段,利用3DCV模型精确分割出目标的边界。该方法通过小波模极大值方法能够初始定位出目标的大致区域,不仅为后续的CV模型提供了较好的初始轮廓,减少其迭代次数;而且大大减小了分割模型处理的数据量,有效地提高了分割效率。实验表明该方法能够准确快速地检测出图像中的感兴趣区域,并且在一定程度上克服了3DCV模型不能处理多相分割这一问题。\n 2.融合图像局部灰度信息,研究了一种鲁棒Chan-Vese(RCV)模型解决噪声图像分割问题。\n 由于成像设备和条件的不完善,真实世界的图像中存在各种类型的噪声,使得很多经典的图像分割算法不能准确分割出目标。本文研究了一个鲁棒Chan-Vese(RCV)模型,试图将局部化思想引入CV模型解决噪声图像分割问题,并分别给出了二相分割和多相分割的水平集表示公式。模型假设图像由同质区域组成。对于同质区域内的每一个点,根据该点所在区域的平均灰度和其邻域内其它点的灰度差异定义局部能量项。引入高斯核函数对邻域尺度进行灵活控制,不但可以起到一定的图像平滑作用,更重要的是可以利用局部邻域内所有像素点的灰度信息对中心点所属区域进行判断,使得即使图像中的某些像素点被噪声污染,RCV模型仍然能够利用局部区域内的灰度信息指导曲线进行正确的演化。由于既考虑了每一点所在区域的平均灰度,又考虑了其邻域内点的灰度信息,使得模型兼顾了全局和局部模型的优势,不仅对初始轮廓不敏感,而且对不同类型、不同程度噪声鲁棒的同时,保持分割的准确性。\n 3.将RCV模型推广到三维情形,研究了一种三维RCV模型应用于工业CT体数据分割。\n 直接对二维断层扫描图像进行分析缺乏对工件结构的空间描述,相比之下,基于三维工业CT体数据的分析和处理不仅能够提高图像理解的可靠性,而且可以提升工作效率。另一方面,图像采集和图像传输过程中会产生一定程度的噪声。例如,在CT扫描的过程中,光线强度和传感器温度就是影响图像中噪声的主要因素。因此,对噪声CT体数据分割是一项有意义并富有挑战性的工作。本文将RCV模型从二维平面分割扩展到三维曲面分割,研究了一种3DRCV模型。通过3D高斯核函数对图像中每一点局部邻域灰度信息差异的描述,我们分别定义了局部能量和全局能量作为模型的数据项。在水平集表示阶段,引入水平集正则项,通过水平集函数表示曲面演化方程从而进行能量最小化。与3DCV模型相比,3DRCV模型在分割工业CT体数据的准确性和对不同噪声(泊松噪声、高斯噪声、椒盐噪声和乘性噪声)的鲁棒性方面均表现出了良好的分割性能。

关键词：几何活动轮廓模型工业CT成像图像分割偏微分方程理论

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几何活动轮廓模型用于高分辨率遥感影像海岸线自动提取

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复旦学报（自然科学版） 2012年第1期51卷 77-82,104页

作者：沈琦汪承义赵斌中国科学院遥感应用研究所北京100101 复旦大学生物多样性与生态工程教育部重点实验室上海200433

潮湿的潮滩以及近陆浑浊的海水往往使得遥感影像中的海岸线表现为模糊边界,此外潮滩表面复杂的微地形以及大量潮沟存在,使得传统基于边缘检测或分类的海岸线提取方法都难以获得连续、完整的岸线.针对上述问题,提出了一种结合区域信息改... 详细信息

潮湿的潮滩以及近陆浑浊的海水往往使得遥感影像中的海岸线表现为模糊边界,此外潮滩表面复杂的微地形以及大量潮沟存在,使得传统基于边缘检测或分类的海岸线提取方法都难以获得连续、完整的岸线.针对上述问题,提出了一种结合区域信息改进的几何活动轮廓模型从遥感影像中快速、自动提取海岸线的方法.该方法首先利用二维最大方差阈值化分割并辅以形态学滤波对海岸线进行粗定位,以此作为初始演化轮廓,再利用改进的几何活动轮廓模型对海岸线进行精确提取.通过SPOT5全色影像的仿真试验证明该方法能够快速、准确地提取海岸线,得到的矢量岸线可直接用于地理信息系统(GIS)分析.

关键词：高分辨率遥感影像海岸线几何活动轮廓模型边界停止条件符号压力函数水平集

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几何活动轮廓模型对灰度不均匀图像局部分割研究

几何活动轮廓模型对灰度不均匀图像局部分割研究

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作者：刘肖山东大学

学位级别：硕士

随着电子和计算机技术以及图像采集技术的快速发展,图像处理技术的应用得到了极大的重视。图像分割是图像处理中的一种关键技术,其目的就是把图像分成具有不同特征的区域并提取感兴趣的目标。基于能量的分割方法是在活动轮廓模型基础上... 详细信息

随着电子和计算机技术以及图像采集技术的快速发展,图像处理技术的应用得到了极大的重视。图像分割是图像处理中的一种关键技术,其目的就是把图像分成具有不同特征的区域并提取感兴趣的目标。基于能量的分割方法是在活动轮廓模型基础上发展起来的一种算法,其通过定义一个自变量包括边缘曲线和区域数据项的能量泛函,当能量达到最小时的曲线位置就是目标的轮廓所在。本文主要开展采用水平集方法实现灰度不均匀图像局部分割中的几何活动轮廓模型应用研究,主要研究内容如下。针对仅采用全局能量项和局部能量项拟合的能量函数模型无法快速准确地分割灰度不均匀图像的问题,提出了将全局项(CV模型)和局部项(LGDF模型)通过自适应系数加权构造目标能量函数的局部分割算法。在算法初期,全局项起主导作用,引导曲线向目标轮廓靠近,当曲线接近目标轮廓,局部项起主导作用,引导演化曲线进一步靠近目标轮廓;以演化曲线上各点局部邻域内部灰度均值与演化曲线内部整体灰度均值的差的绝对值的均值作为权重系数,可以实现全局项和局部项之间的自适应调整,使能量函数更好地适应图像分割。针对基于梯度和基于曲率等经典方法构建窄带都存在窄带控制不稳定和曲线进化精度不足的问题,提出了一种基于粒子群的阈值分割构建窄带的方法。该方法通过改变形态学算子半径大小控制窄带的宽度,不仅提高了窄带的稳定性,还可以优化了曲线进化的能量计算区域,大大提高了进化精度和效率。

关键词：几何活动轮廓模型局部分割水平集窄带构造医学图像处理

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几何活动轮廓模型在图像分割中的应用研究

几何活动轮廓模型在图像分割中的应用研究

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作者：刘苗苗南京航空航天大学

学位级别：硕士

图像分割在医学图像处理与分析中有着重要的研究意义,也一直是国内外学者研究的热点。近些年来几何活动轮廓模型被广泛的应用于非刚性物体的分割中,与传统的分割算法相比表现出很高的优越性。但是,几何活动轮廓模型本身也存在缺陷,如计... 详细信息

图像分割在医学图像处理与分析中有着重要的研究意义,也一直是国内外学者研究的热点。近些年来几何活动轮廓模型被广泛的应用于非刚性物体的分割中,与传统的分割算法相比表现出很高的优越性。但是,几何活动轮廓模型本身也存在缺陷,如计算复杂度比较高、图像的弱边缘收敛性比较差等问题。本文的研究可以细分为三个部分: 首先针对传统几何活动轮廓模型进行理论分析。其中主要是围绕几何活动轮廓模型的理论基础曲线演化理论、水平集方法以及近些年来提出的水平集方法的快速实现算法进行了总结分析,同时对经典的几何活动轮廓模型进行了研究,归纳得到算法的优缺点并找出算法实现的瓶颈。由对传统理论的研究可以看出紧紧依靠一种分割算法很难取得好的分割效果,因此本文从两个角度出发,提出了两种新的结合传统分割方法的图像分割算法。文中主要针对传统的几何活动轮廓模型在医学图像弱边缘处收敛性差的缺陷进行了研究。首先引入了快速均值漂移算法作为预分割算法,将预分割后得到的边缘信息作为更强的约束,来改进无需重新初始化的水平集方法。通过实验仿真发现算法具有较高的分割准确度。利用区域信息可以使得分割算法对于噪声具有更高的鲁棒性,因此文章从另一个角度出发,将分水岭方法引入到算法中,利用分水岭方法分割得到的区域信息定义区域水平集函数,使得分割算法的运行时间不依赖于图像的大小而是取决于分水岭方法对图像进行预分割后得到的区域数目。实验结果表明该方法对于医学图像有很好的分割结果,而且在一定程度上解决了尺寸大的图像运算复杂度高的问题。

关键词：图像分割几何活动轮廓模型曲线演化水平集方法均值漂移算法分水岭方法

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几何活动轮廓模型在图象目标轮廓分割中的应用与研究

几何活动轮廓模型在图象目标轮廓分割中的应用与研究

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作者：王兴中南大学

学位级别：硕士

图象分割的目的是将原始图象划分为一系列有意义的区域或提取图象中感兴趣的区域(region of interest，ROI)。目前主要的分割算法划分为依赖边界的分割与依赖区域的分割，本文讨论的活动轮廓模型属于基于边界的分割。活动轮廓模型已成... 详细信息

图象分割的目的是将原始图象划分为一系列有意义的区域或提取图象中感兴趣的区域(region of interest，ROI)。目前主要的分割算法划分为依赖边界的分割与依赖区域的分割，本文讨论的活动轮廓模型属于基于边界的分割。活动轮廓模型已成为图象分析的重要工具。目前常用的活动轮廓模型有参数模型和几何模型。本文研究活动轮廓模型在图象分割中的原理、方法及应用，其中重点研究几何活动轮廓模型在医学超声图象、弱边界区域与彩色图象分割中的应用，具体包含以下三个方面。 1、针对医学超声图象的特点提出了一种改进的快速图象分割方法，该方法具有以下几个明显的优点：首先能够较好的权衡去噪与边界保持的关系，由于采用总变分方法去噪，其在去除噪声的同时还具有良好的边界保持特点，所以针对超声图象的复杂性，总变分能够较清晰的平滑源图象；其次具有较快的分割速度，本文针对水平集的计算复杂性采用一种快速的窄带水平集算法，使每次只计算零水平集窄带范围内的点，较原始方法极大的提高了曲线的演化速度； 2、提出了一种基于Mean Shift聚类的图象弱边界区域分割方法，该方法具有如下优点：首先，能够较好的抵御噪声干扰；其次，对弱边界区域分割效果较好；最后结合水平集算法后能自由处理曲线的拓扑变化，能同时分割图象中的多个目标。 3、提出一种基于彩色梯度的活动轮廓模型用于对彩色图象进行目标分割，该模型具有以下优点，首先分割的鲁棒性较好，由于颜色梯度更多的反映的是目标材质的变化，所以受图象中的阴影、高光等因素影响较小；然后，与水平集算法相结合后可以同时分割图象中的多个目标。最后总结了本文的研究内容和工作重点，并对本文中尚需改进的地方以及今后的研究方向提出了要求并进行了展望。

关键词：几何活动轮廓模型图象分割水平集弱边界彩色梯度

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基于改进的几何活动轮廓模型的叶片自动分割

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北京林业大学学报 2011年第1期33卷 90-93页

作者：毕于慧唐守正王雪峰中国林业科学研究院资源信息研究所

叶片的形态测量在苗木生长自动监测中具有重要意义,在形态测量前首先要将完整的叶片从背景中提取出来。针对彩色苗木叶片图像的特点研究了利用几何活动轮廓模型进行完整叶片的自动分割的方法。首先利用图像的全局信息和C-V模型进行初始... 详细信息

叶片的形态测量在苗木生长自动监测中具有重要意义,在形态测量前首先要将完整的叶片从背景中提取出来。针对彩色苗木叶片图像的特点研究了利用几何活动轮廓模型进行完整叶片的自动分割的方法。首先利用图像的全局信息和C-V模型进行初始分割,当曲线到达目标边界附近时,利用改进的基于图像局部信息的能量模型进行边界的精确定位。该方法将C-V模型不受初始位置影响的优点和改进模型克服弱边界泄漏的优点结合起来,实现了叶片的自动分割,取得了令人满意的实验结果。

关键词：叶片分割几何活动轮廓模型全局信息局部能量信息

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基于格式塔心理学原理的几何活动轮廓模型

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中国图象图形学报 2008年第5期13卷 924-929页

作者：周昌雄曹丰文崔鸣颜廷秦张尤赛苏州市职业大学电子信息工程系苏州215104 江苏科技大学电子信息学院镇江212003

基于格式塔心理学原理提出了一种几何活动轮廓模型,并将其应用于图像分割。当轮廓曲线远离目标边界时,应用格式塔心理学目标-背景原则,其能量函数主要由区域间差异性组成;当轮廓曲线位于目标边界附近时,应用格式塔心理学接近性原则,其... 详细信息

基于格式塔心理学原理提出了一种几何活动轮廓模型,并将其应用于图像分割。当轮廓曲线远离目标边界时,应用格式塔心理学目标-背景原则,其能量函数主要由区域间差异性组成;当轮廓曲线位于目标边界附近时,应用格式塔心理学接近性原则,其能量函数主要由区域内一致性组成。该模型符合知觉特性,是几何活动轮廓模型的一般形式,且融合图像区域信息和边界信息。通过侧脑室和肿瘤医学图像分割实验,其结果表明,该模型对模糊边界图像的自动分割具有一定的普适性,能达到满意的分割效果。将该模型应用到多目标的免疫细胞图像分割中,能一次性完成将细胞质从细胞核和体液两种不同背景中分割出来的任务。

关键词：格式塔心理学原理几何活动轮廓模型图像分割

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基于几何活动轮廓模型的人脸轮廓提取方法

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中国图象图形学报（A辑） 2003年第5期8卷 546-550页

作者：黄福珍苏剑波席裕庚上海交通大学自动化研究所

针对在结构性噪声较严重的情况下 ,常规几何活动轮廓模型无法获得理想分割效果的问题 ,提出一种基于几何活动轮廓模型的人脸轮廓提取方法 ,该方法首先将人脸形状的椭圆性约束作为算子嵌入到几何活动轮廓模型中 ,并利用几何活动轮廓模型... 详细信息

针对在结构性噪声较严重的情况下 ,常规几何活动轮廓模型无法获得理想分割效果的问题 ,提出一种基于几何活动轮廓模型的人脸轮廓提取方法 ,该方法首先将人脸形状的椭圆性约束作为算子嵌入到几何活动轮廓模型中 ,并利用几何活动轮廓模型提取任意轮廓的优势来快速抽取出图象中类似椭圆的目标边缘 ;然后根据图象中人脸的先验知识 ,通过对检测到的椭圆目标进行进一步验证来找出最终人脸轮廓 .由于采用变分水平集方法做数值计算 ,因此该方法不仅能够自然地处理曲线的拓扑变化和能较精确地提取出图象中的人脸轮廓 ,而且同时可以给出人脸水平旋转的大致角度等信息 .实验结果表明 ,该方法是有效的 .

关键词：人脸轮廓提取结构性噪声图象分割椭圆性约束几何活动轮廓模型

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基于支持度变换的几何活动轮廓模型轮廓提取方法

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计算机应用 2008年第B6期28卷 193-195页

作者：杨长才郑胜叶瑾三峡大学电气信息学院智能视觉与图像信息研究所湖北宜昌443002

提出了一种新的轮廓提取方法,该方法将几何活动轮廓模型与映射最小二乘向量机(mapped LS-SVM)相结合。首先用映射最小二乘向量机推导出支持度滤波器,通过在基本支持度滤波器中填充零的方法得到一系列的多尺度支持度滤波器。然后通过支... 详细信息

提出了一种新的轮廓提取方法,该方法将几何活动轮廓模型与映射最小二乘向量机(mapped LS-SVM)相结合。首先用映射最小二乘向量机推导出支持度滤波器,通过在基本支持度滤波器中填充零的方法得到一系列的多尺度支持度滤波器。然后通过支持度变换(SVT)计算出支持度图像。在此基础上,用支持度图像计算几何活动轮廓模型的边缘指示函数,使得曲线演化快速地收敛到期望位置。实验结果表明该方法的轮廓提取效果较好,收敛速度更快。

关键词：几何活动轮廓模型轮廓提取映射最小二乘向量机支持度变换

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图像分割的结构张量几何活动轮廓模型

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计算机应用研究 2014年第12期31卷 3890-3893页

作者：李梦重庆文理学院数学与财经学院重庆402160 重庆文理学院数据分析与图像处理重点实验室重庆402160

基于水平集方法和结构张量,提出几何活动轮廓模型应用于图像分割,解决水平集方法轮廓初始化和弱边缘处易于边缘泄露问题。该方法利用张量图像的散度算子构造新的外力,引导水平集函数的自适应运动,使得其可以初始为常值函数,消失其演化... 详细信息

基于水平集方法和结构张量,提出几何活动轮廓模型应用于图像分割,解决水平集方法轮廓初始化和弱边缘处易于边缘泄露问题。该方法利用张量图像的散度算子构造新的外力,引导水平集函数的自适应运动,使得其可以初始为常值函数,消失其演化对初始轮廓的需要;在偏微分方程中引入张量迹信息,减少噪声对其演化的影响,避免轮廓在弱边缘处泄露。实验结果表明,该方法对噪声图像鲁棒,能提取深度凹陷目标轮廓和红外图像中的弱目标。

关键词：图像分割几何活动轮廓模型水平集方法结构张量偏微分方程

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