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《南京师范大学》 2007年
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基于MRF的局部和全局最优化图象分割方法研究

郭慧敏  
【摘要】: MRF(Markov Random Field,马尔可夫随机场)理论已经被广泛地应用于计算机视觉及图像处理领域中,它提供了方便而直接的方法,以概率来描述图像像素之间的空间相关的特性,MRF与Gibbs(吉布斯)分布的等价性的提出推广了其在数字图像处理中的应用。 图象分割是数字图象分析中的重要环节,基于MRF的图象分割方法采用MRF模型为基本模型,并使用MAP(Maximum A Posterior,最大后验概率)这一优化准则来搜寻优化解,应用MAP准则可以将图象的先验分布和数据的条件分布(似然分布)结合起来。这样将MRF模型与MAP准则结合在一起形成了解决问题的特定的MAP-MRF框架(本文提出的算法皆源于该体系结构)。 本文主要研究和总结了MRF的一些有用的模型形式,如,MLL(Multilevel Logistic Model)模型,分层MRF模型,FRAME(Filter,Random Fields,and Maximum Entropy)模型等;重点对基于MRF-MAP框架求解目标能量函数的局部和全局最优化算法进行探索研究。 1、对基于MRF的图象分割的局部最优算法,如,ICM(Iterated Conditional Mode)算法,RL(Relaxation Labeling)、HCF(Highest Confidence First)算法进行了理论和实验的研究分析,并且对HCF算法加以改进。通过实验可以得出:ICM与HCF算法能快速收敛得出局部能量极小值解,但却很大程度上依赖于初始分割。从分割性能上分析,ICM算法的分割结果中会出现一些不连续区域,而RL算法缺乏细节辨识能力。并且,改进后的HCF算法的分割效果要优于ICM和RL算法。最后,还给出了这三个算法对于三种不同类型的图象进行分割的性能排序和它们的适用范围。 2、对分割的全局最优求解方法,重点对经典的模拟退火算法,SA(Simulated annealing),进行了原理及应用研究;提出了动态参数方法,对原有的SA算法进行了改进,并将分割结果与其他算法进行了比较分析。改进后的SA方法,在迭代计算过程中动态修改系数参数,加快原有的收敛过程,可以有效地分割被噪声污染的图象,在计算速度和全局收敛性上都有较好的表现。同时本文也对退火思想和局部优化算法相结合的算法进行了相关方面的研究。 3,利用MRF-MAP框架方法实现图象的分割,不仅最后分割效果比较好,而且还可以综合吸收其他有益算法和理论,具有可伸缩性,可以满足特定的分割需求。同时,本文也对利用MRF模型解决图象分割问题时所存在的问题和缺点进行了讨论和总结。
【学位授予单位】:南京师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O243

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 仝青山;王定杰;任涛;王艳群;;启发式算法在送货线路设计中的应用[J];公路与汽运;2012年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 魏立飞;基于随机场模型的遥感影像变化检测方法研究[D];武汉大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 徐靖钧;基于概率图模型的图像特征点匹配算法[D];华中科技大学;2009年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 王凌;郑大钟;;一类批量可变流水线调度问题的研究[A];1998年中国控制会议论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王兴梅;水下声纳图像的MRF目标检测与水平集的轮廓提取方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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4 范剑英;结构光深度图像获取和处理与三维重建研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
5 王晓松;复杂背景下树木图像提取研究[D];北京林业大学;2010年
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7 张志;基于先验约束的图像复原方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
8 马增强;运动车辆视频检测与分割方法研究[D];北京交通大学;2011年
9 何涛;基于几何特征的机械产品图像测度研究[D];华中科技大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 田冰;基于SOM网的多目标图像轮廓提取技术的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 齐晓飞;基于路径识别的机器人视觉导航技术的研究[D];长春理工大学;2010年
3 陈欣欣;基于CT图像的血管分割[D];郑州大学;2010年
4 李跃;三维运动估计在织物动态仿真中的应用[D];浙江理工大学;2010年
5 徐晓丹;支持向量机在矿区遥感监测图像分类中的应用研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 张语涵;基于区域的彩色图像分割方法研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
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8 唐海周;基于区域综合特征的车牌定位方法研究及应用[D];湖南工业大学;2010年
9 万施;彩色图像分割算法研究[D];南昌大学;2010年
10 王芳;粒子群模拟退火融合算法及其在物流配送问题中的应用[D];华东理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张敏,赵猛,贾云得,王俊;基于自适应高斯混合模型的图像稳定方法[J];北京理工大学学报;2004年10期
2 哈章;李传富;王金萍;周康源;杨振森;;一种新型的医学图像分割评价方法[J];北京生物医学工程;2008年04期
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6 蒋建国;常虹;詹曙;S.Ando;;基于相关型图像传感器的3D AAMs人脸特征自动定位[J];电子测量与仪器学报;2009年05期
7 詹曙;林芬华;郝世杰;蒋建国;;基于MRF的膝关节半月板快速自动分割算法[J];电子测量与仪器学报;2009年12期
8 周俊生;戴新宇;尹存燕;陈家骏;;基于层叠条件随机场模型的中文机构名自动识别[J];电子学报;2006年05期
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中国博士学位论文全文数据库 前6条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张甍;基于综合模板匹配的指纹验证系统[D];南京工业大学;2005年
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9 李勇;特征检测及其在目标识别中的应用[D];青岛科技大学;2007年
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【二级引证文献】
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【相似文献】
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7 胡敏;基于Snake的图象分割与癌细胞识别方法研究[D];解放军信息工程大学;2005年
8 王鹏伟;基于多尺度理论的图像分割方法研究[D];中国科学技术大学;2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭慧敏;基于MRF的局部和全局最优化图象分割方法研究[D];南京师范大学;2007年
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10 程磊;树木图象的分割方法初探[D];北京林业大学;2004年
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