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《重庆大学》 2012年
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变分水平集图像分割方法研究

周奔  
【摘要】:随着科学信息计算的发展,在各个工程技术领域中(如医学、军事等)出现大量的数字图像(包括造影图像、红外图像等),需要有效、快速的提取数字图像中的有用信息,因此图像分割、目标特征提取成为十分重要的研究课题。 基于偏微分方程的图像分割方法(几何活动轮廓模型)是一种有效的图像分割方法。其基本思想是:水平集函数在偏微分方程的控制下进行演化,偏微分方程数值解的零水平集就是图像目标的分割结果。如果演化偏微分方程是通过最小化水平集函数的能量泛函的方法获得的,这种方法称为变分水平集方法。 本学位论文对变分水平集方法进行了研究,取得了如下结果: 1.针对边缘活动轮廓模型中停止函数,提出了自适应变化停止函数 在边缘活动轮廓模型中,停止函数的选择将直接影响着模型的分割能力和效果。传统的停止函数仅仅由单调递减正函数和梯度模组成的复合函数,一经选定就不在变化。因此,基于这种边缘停止函数的活动轮廓模型由图像梯度模的大小控制模型的演化,存在两个明显缺点:一是对噪声比较敏感;二是对灰度不均图像分割不准确。如何寻找有效方法解决这个问题是个挑战性的问题。 本论文提出一个自适应变化停止函数,使用这个新的边缘停止函数构造的活动轮廓模型能够较好克服传统边缘活动轮廓模型的上述不足。 2.针对自适应距离保持水平集演化模型对灰度不均图像和噪声图像的分割问题,提出了选择性自适应水平集演化模型 自适应距离保持水平集演化模型是无需重新初始化模型的一个改进模型,它用可变权系数代替原模型的常值权系数,很好地摆脱了演化曲线对初始位置的依赖。但该模型也存在一些不足:1)在噪声处图像的梯度变化较大,造成可变权系数在噪声两侧异号,模型算法在此处陷入局部极小值,使得模型对噪声比较敏感;2)灰度不均图像在非边缘点处可能有较大的梯度值,导致可变权系数在此处两侧异号,且边缘停止函数接近于零,因此对灰度不均图像的分割不理想。 本论文提出选择性自适应水平集演化模型。该模型不但很好保持了演化曲线任意初始化的性质,而且加强了模型的鲁棒性和对灰度不均图像的分割能力,模型对边界的定位也更加准确。 3.针对医学血管造影图像分割问题,提出二阶边缘探测水平集模型 血管造影图像的提取是医疗过程中一个非常关键的步骤,由于血管图像有强烈的灰度不均,血管形态模糊、背景噪声和目标混杂,以及对比度低等特征,导致传统的活动轮廓模型对血管的提取非常困难。 针对一类血管造影图像,本论文引入二阶边缘探测函数和选择性自适应系数,再结合内部能量项(长度正则化项和符号距离保持项),我们提出一个二阶边缘探测水平集模型。实验结果表明,该模型对这类血管造影图像有很好的分割效果。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 徐苏琴;基于加权帧间平移模型的视频信号处理[D];南京理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 徐英;红外图像序列中运动弱小目标检测的方法研究[J];红外技术;2002年06期
2 杨卫平,沈振康;红外图像序列小目标检测预处理技术[J];红外与激光工程;1998年01期
3 王凯,孙德宝,彭嘉雄;红外图像序列运动小目标的图像流检测法[J];华中理工大学学报;1998年09期
4 何传江;田巧玉;;几何活动轮廓模型中停止速度函数的尺度变换[J];计算机工程与应用;2008年08期
5 原野;何传江;;LBF活动轮廓模型的改进[J];计算机工程与应用;2009年15期
6 张文娟;冯象初;;基于非局部总变差的图像分割活动轮廓模型[J];计算机应用研究;2010年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 冯玉玲;基于偏微分方程的图像分割[D];重庆大学;2011年
2 李梦;几何偏微分方程应用于图像分割[D];重庆大学;2008年
3 原野;基于区域的活动轮廓模型研究[D];重庆大学;2009年
4 何瑞英;C-V活动轮廓模型的研究[D];重庆大学;2009年
5 杨旭朗;一种基于灰度信息和方差信息的C-V分割模型[D];西北大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 成兰;;基于小波分析的红外弱小目标检测算法[J];安阳工学院学报;2008年04期
2 陈玉丹;;红外系列图像运动小目标检测[J];兵工自动化;2006年12期
3 陈鸿;董文明;陈杰;;基于改进Mumfold-Shah模型的图像分割算法[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年04期
4 李阳;张永辉;修大朋;;基于靶场红外图像的弱小目标检测技术研究[J];长春理工大学学报(自然科学版);2012年02期
5 韩露;谢海明;郭世俊;王殊轶;葛斌;;计算机视觉检测技术在吻合器检测中的应用研究[J];传感器与微系统;2009年03期
6 刘光宇;卞红雨;沈郑燕;石红;;基于声纳图像的水平集分割算法研究[J];传感器与微系统;2012年01期
7 林颖;印桂生;杨耘;;多相位水平集高分辨率遥感影像非监督分类[J];测绘通报;2009年09期
8 李寿涛;陈浩;朱瑞辉;李小毛;;CV主动轮廓模型在管道焊缝缺陷检测中的应用[J];CT理论与应用研究;2008年04期
9 杨新;黄顺吉;;基于偏微分方程的多区域SAR图像分割方法研究[J];电波科学学报;2008年03期
10 李俊山;曹素平;谭园园;;基于数学形态学的红外运动小目标识别算法研究[J];电光与控制;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 程玉宝;;基于数学形态学的红外小目标检测研究[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
2 李忠伟;潘振宽;倪明玖;;基于TV模型的多相图像分割变分水平集方法[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
3 ;Multiphase Piecewise Smooth Image Segmentation on Implicit Surface[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
4 张娜;潘振宽;魏伟波;;分段光滑图像分割的Split-Bregman方法[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
5 倪小慧;黄建军;;基于Top-hat变换的最大化背景预测红外小目标检测方法[A];第八届全国信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
6 惠建江;刘朝晖;熊仁生;许峰;;红外多弱小目标的提取方法[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
7 温铁祥;杨丰;;一种基于Mumford-Shah模型耦合FCM的MR图像分割方法[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
8 王丽娅;潘振宽;魏伟波;刘存良;张志梅;王钰;;多相图像分割的交替凸松弛优化及其Split Bregman算法[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
9 李杰;向静波;;一种可高速实时处理的背景抑制算法[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(下册)[C];2010年
10 Dan Tian;Dingyu Xue;Dali Chen;Shenshen Sun;;A Fractional-order Regulatory CV Model for Brain MR Image Segmentation[A];第25届中国控制与决策会议论文集[C];2013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
2 沈郑燕;声纳图像去噪与分割技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 林颖;基于水平集方法的图像分割关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张娜;面向脊柱微创手术机器人的图像处理与虚拟现实技术研究[D];南开大学;2010年
5 孔丁科;几何活动轮廓图像分割模型的研究[D];浙江大学;2010年
6 金朝阳;磁敏感加权成像技术研究[D];浙江大学;2011年
7 李明;面向计算机辅助诊断的胶囊内镜图像处理与分析技术研究[D];华中科技大学;2011年
8 张荣国;变形表面主动轮廓建模理论与方法[D];合肥工业大学;2011年
9 王兴家;基于4D-CT数据的心脏重构方法研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 王阿川;基于变分PDE的单板缺陷图像检测及修补关键技术研究[D];东北林业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张哲会;基于水平集的声纳图像分割方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘平刚;超大图像分割技术及在医学图像中应用研究[D];大连理工大学;2010年
3 刘念;毫米波无源成像中微弱运动目标检测算法研究[D];电子科技大学;2011年
4 吴爽;红外成像导引头信号处理算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 胡洁;主动轮廓模型分析及其在图像分割中的应用[D];西安电子科技大学;2011年
6 刁立明;基于CT图像的肺实质自动分割的研究[D];山东经济学院;2011年
7 邱伟;基于自回归模型的图像插值算法研究应用[D];河北科技大学;2010年
8 王晓鹏;空间细丝分层成像处理方法及其应用研究[D];吉林大学;2011年
9 姚宝;硅藻门浮游生物的图像分割和特征提取[D];杭州电子科技大学;2011年
10 尹高飞;基于形状特征的飞机目标遥感识别与提取研究[D];南京大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 周璀;段光中;;遥感影像超分辨率重建技术与方法[J];科技创新与应用;2012年30期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 焦京峰;SAR图像处理方法研究[D];国防科学技术大学;2005年
2 陈志丰;图像处理中插值与检索算法研究[D];大连理工大学;2008年
3 徐鹏宇;超分辨率图像重建研究[D];上海交通大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王建伟;;Snake模型在医学图像分割中的应用[J];电脑知识与技术;2009年12期
2 熊辉,沈振康,魏急波,李吉成;低信噪比运动红外点目标的检测[J];电子学报;1999年12期
3 张开华;周文罡;张振;郑孝娟;;一种改进的C-V主动轮廓模型[J];光电工程;2008年12期
4 慈秀丽;陈广告;;图像边缘检测方法分析与研究[J];红外;2008年07期
5 王峥,杨新,施鹏飞;基于窄带Mumford-Shah模型的图像分割方法(英文)[J];红外与毫米波学报;2002年03期
6 孙德宝,周卫祥,彭嘉雄;红外图像序列运动小目标检测的预处理算法研究[J];红外与激光工程;2000年02期
7 彭嘉雄,彭铁;弱目标检测的图像流法[J];红外与激光工程;1996年04期
8 王凯,孙德宝,彭嘉雄;红外图像序列运动小目标的图像流检测法[J];华中理工大学学报;1998年09期
9 雷选华,王江安,李树山;海空背景下红外点目标检测算法[J];激光与红外;2001年01期
10 张九龙;张建州;钟灵;;一种加快Chan-Vese分割方法的有效措施[J];计算机工程与应用;2006年33期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何瑞英;何传江;;扩展无边活动轮廓模型[J];计算机工程与应用;2009年24期
2 王小芳;赵于前;;基于先验形状的CV模型肝脏CT图像分割[J];光电子.激光;2010年06期
3 王晓亮;李春升;;无需先验信息的水平集SAR图像分割方法[J];北京航空航天大学学报;2010年07期
4 徐旦华;鲍旭东;舒华忠;罗立民;;基于简化Mumford-Shah模型的活动轮廓边缘检测模型[J];应用科学学报;2006年04期
5 谢振平;王士同;;融合模糊聚类的Mumford-Shah模型[J];电子学报;2008年01期
6 何传江;汪雯雯;;分片常值灰度图像的快速分割[J];计算机工程与应用;2011年12期
7 原野;何传江;;LBF活动轮廓模型的改进[J];计算机工程与应用;2009年15期
8 刘博;黄剑华;唐降龙;刘家锋;张英涛;;结合全局概率密度差异与局部灰度拟合的超声图像分割[J];自动化学报;2010年07期
9 郭妍利;卫保国;苏毅;;基于几何形变模型的医学图像分割研究[J];科学技术与工程;2011年23期
10 林亚忠;程跃斌;陈武凡;;基于GFO模型的水平集分割算法[J];计算机应用与软件;2006年01期
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1 姜丽芳;高胜法;胥金玲;张如礁;;基于水平集的曲线演化在图像分割中的应用[A];第三届全国信息检索与内容安全学术会议论文集[C];2007年
2 杨魁;赵志刚;;图像分割技术综述[A];2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集(下册)[C];2009年
3 胥金玲;高胜法;姜丽芳;张如礁;;基于种子填充Snake模型的对象提取与应用[A];第三届全国信息检索与内容安全学术会议论文集[C];2007年
4 薛笑荣;赵荣椿;张艳宁;段锋;苏爱民;;基于树型小波变换的SAR图像分割[A];信号与信息处理技术——第一届信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2002年
5 全刚;徐钟;孙即祥;;一种改进的C-V图像分割模型[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
6 梅立超;姜慧研;张柳青;刘洪娟;;基于GPU和水平集的肝脏快速分割方法的研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
7 杨生友;;图像分割在医学图像中应用现状综述[A];2009中华医学会影像技术分会第十七次全国学术大会论文集[C];2009年
8 相彬森;;基于改进的GVF-Snake模型指骨X线图像分割[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
9 黎明;周琳霞;杨小芹;;图像的进化计算分割法[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议(CIG’2001)和第一届全国虚拟现实技术研讨会(CVR’2001)论文集[C];2001年
10 周晖;赵珂;王润生;;基于数据属性驱动的高分辨率遥感图像自适应融合分割算法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
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1 本报记者 叶青 通讯员 粤科宣;病人家属也可操刀“做手术”[N];广东科技报;2011年
2 陈雪;康佳“第一屏”今年上“春晚”[N];中国证券报;2007年
3 ;“天下第一屏”落户深圳华侨城[N];消费日报;2006年
4 本报记者 王业霞;叹息与感动同在 温暖让信心升腾[N];中国特产报;2006年
5 王承南;栽培洞桐 选好方式[N];湖南科技报;2006年
6 杨海利;金博电缆登陆“鸟巢”[N];焦作日报;2008年
7 向良璧;断层图像处理分析技术取得重大成果[N];经济参考报;2003年
8 张兰华;数字化技术助力安防行业上台阶[N];光明日报;2006年
9 刘奕;康佳高起点挺进LED产业[N];中华工商时报;2006年
10 陈洁;券商股成反弹“急先锋”[N];北京商报;2008年
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1 方江雄;基于变分水平集的图像分割方法研究[D];上海交通大学;2012年
2 李传龙;基于水平集和模糊聚类方法的图像分割技术研究[D];大连海事大学;2012年
3 方玲玲;图像分割的活动轮廓模型研究[D];苏州大学;2013年
4 白小晶;基于偏微分方程的图像分割与配准研究[D];南京理工大学;2010年
5 崔华;基于活动轮廓模型的图像分割方法研究[D];东北大学;2009年
6 陈志彬;非参数变形模型结合模糊技术的MRI图像分割[D];大连理工大学;2010年
7 朱国普;基于活动轮廓模型的图像分割[D];哈尔滨工业大学;2007年
8 薛维琴;基于管状约束活动轮廓模型的血管分割方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
9 袁建军;基于偏微分方程图像分割技术的研究[D];重庆大学;2012年
10 葛琦;基于局部统计和结构的活动轮廓分割模型[D];南京理工大学;2013年
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1 杨建功;水平集活动轮廓模型在图像分割中的应用研究[D];陕西师范大学;2011年
2 龚玉兰;骨龄自动评价系统中基于活动轮廓模型的手腕骨边缘提取[D];昆明理工大学;2005年
3 郭煜丹;基于分形理论和活动轮廓模型的图像分割方法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 张祥琨;基于Snakes模型的图像分割技术研究[D];南京理工大学;2007年
5 王晓飞;基于图割与水平集的图像分割研究[D];陕西师范大学;2010年
6 历亮;基于活动轮廓模型的CVH图像分割技术研究[D];西北工业大学;2005年
7 上官伟;医学超声图像处理研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
8 周奔;变分水平集图像分割方法研究[D];重庆大学;2012年
9 张德龙;基于主动轮廓模型的细胞图像分割[D];内蒙古师范大学;2007年
10 王文杰;基于Level Set方法的图像分割技术研究[D];西北工业大学;2006年
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