基于变分水平集的多尺度纹理图像分割方法

1

作者 冉桂玲 《科学技术创新》 2024年第12期108-111,共4页

为了更有效地对纹理图像进行多尺度分割,我们提出了一种混合模型。该模型使用全变分模型来控制纹理图像的多尺度表示,并且引入局部自相似性以及局部高斯分布拟合函数作为边界提取项,最终得到一个混合的多尺度纹理图像分割模型。实验结... 为了更有效地对纹理图像进行多尺度分割,我们提出了一种混合模型。该模型使用全变分模型来控制纹理图像的多尺度表示,并且引入局部自相似性以及局部高斯分布拟合函数作为边界提取项,最终得到一个混合的多尺度纹理图像分割模型。实验结果表明,所提模型能够在不同尺度下对纹理图像进行较好地分割,使分割过程更加符合人类视觉的感知机制,并且当图像受到不同程度的高斯噪声污染时,该模型也能够对目标边界进行精确地提取。 展开更多

关键词 纹理图像分割 多尺度 活动轮廓模型 变分水平集

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结合Gabor纹理特征的局域化多通道水平集分割方法 被引量：10

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作者 张立和 朱莉莉 米晓莉 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1569-1574,共6页

本文提出了一种局域化多通道主动轮廓模型的图像分割算法.针对纹理特征比较明显的图像,通过Gabor滤波提取纹理特征,与图像灰度信息构成多通道.考虑到演化过程中曲线内部和外部特征属性不均匀,引入局域化思想,通过计算各像素在局部区域... 本文提出了一种局域化多通道主动轮廓模型的图像分割算法.针对纹理特征比较明显的图像,通过Gabor滤波提取纹理特征,与图像灰度信息构成多通道.考虑到演化过程中曲线内部和外部特征属性不均匀,引入局域化思想,通过计算各像素在局部区域的最小能量得到图像分割结果.最后算法结合先验形状对有遮挡目标进行分割,并能得到理想结果.大量实验验证了该方法具有良好的分割性能,优于同类算法. 展开更多

关键词 图像分割 主动轮廓模型 水平集方法 GABOR滤波

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基于几何主动轮廓模型的图像分割方法 被引量：5

3

作者 张荣华 吴益 +2 位作者 王亨 肖磊 唐劲天 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2018年第3期61-66,共6页

为改善传统水平集方法对初始轮廓极其敏感、对复杂图像分割不准确的缺陷,提出一种改进的几何主动轮廓模型分割新方法,构造了新的边缘终止函数,在曲线演化过程中应用可变权系数,算法不依赖轮廓的初始位置,演化曲线也能快速地转化为目标边... 为改善传统水平集方法对初始轮廓极其敏感、对复杂图像分割不准确的缺陷,提出一种改进的几何主动轮廓模型分割新方法,构造了新的边缘终止函数,在曲线演化过程中应用可变权系数,算法不依赖轮廓的初始位置,演化曲线也能快速地转化为目标边界.此外,该方法可以识别包含内边界的对象,多目标与尖角边界分割结果理想,可应用到医学图像分割.仿真表明:分割结果的J系数在0.91以上,D系数不低于0.95,算法准确性高. 展开更多

关键词 水平集 主动轮廓模型 边缘终止函数 医学图像分割

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基于C-V模型无关曲率方向的快速分割算法 被引量：4

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作者 吴鹏 李雯霖 宋文龙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1632-1637,共6页

为提高图像分割的精度获取边缘更佳的分割图,提出结合无关曲率方向的边缘函数与无需重新初始化符号距离函数的基于C-V(Chan-Vese)模型的快速分割算法。针对在图像的同质区域中基于水平集的C-V模型不能正确分割出目标轮廓的缺陷提出优化... 为提高图像分割的精度获取边缘更佳的分割图,提出结合无关曲率方向的边缘函数与无需重新初始化符号距离函数的基于C-V(Chan-Vese)模型的快速分割算法。针对在图像的同质区域中基于水平集的C-V模型不能正确分割出目标轮廓的缺陷提出优化方法。改进算法不依赖于水平集梯度信息进行活动轮廓曲线的演变,引入无关曲率的边缘函数并结合平均曲率运动方程以最小化长度能量项;并且在能量函数中增加了内能泛函项,以简化模型在局部需要重新初始化符号函数的步骤,提高运算速度。实验表明新算法能够演化出目标边缘曲线,准确分割图像,且运行耗时显著减少,收敛速度近似为几何活动轮廓C-V模型的1.2倍。 展开更多

关键词 图像分割 CHAN-VESE模型 水平集方法 边缘函数 能量泛函 几何活动轮廓模型

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一种基于SAR图像边缘检测算子的短程活动轮廓模型 被引量：3

5

作者 贺志国 陆军 匡纲要 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期716-724,共9页

短程活动轮廓模型是一种基于变分法和偏微分方程的经典图像分割模型。由于乘性斑点噪声的存在,导致该模型不适用于SAR图像分割。基于SAR图像边缘检测算子,提出了一种新颖的短程活动轮廓模型。其基本思想是,将原有模型中基于梯度的边缘... 短程活动轮廓模型是一种基于变分法和偏微分方程的经典图像分割模型。由于乘性斑点噪声的存在,导致该模型不适用于SAR图像分割。基于SAR图像边缘检测算子,提出了一种新颖的短程活动轮廓模型。其基本思想是,将原有模型中基于梯度的边缘定位函数,替换为基于ROEWA算子的边缘定位函数,提高了模型的边缘检测能力和边缘定位精度,因而更适合于SAR图像的分割。另外,在新模型的能量泛函中增加"气球力"项,增强了曲线演化的动力,进而加快曲线演化的速度并降低模型对初始轮廓的敏感性。在模型的数值实现时,采用无条件稳定的AOS差分格式并辅以快速的水平集函数重新初始化算法,不但增强了模型的稳定性,而且还加快了模型的收敛速度。针对仿真图像、Radarsat和ERS实测数据的实验结果,验证了该模型的有效性和精确性。 展开更多

关键词 SAR 图像分割 活动轮廓模型 水平集方法 AOS差分格式

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一种全局最优的非匀质图像分割算法 被引量：5

6

作者 刘建磊 冯大政 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期66-71,共6页

为了解决传统几何活动轮廓模型不能自适应地分割非匀质图像的问题,提出了一种全局优化的非匀质图像分割算法.首先,利用图像经过高斯滤波器滤波后的梯度信息定义了一个新的图像分割能量函数.然后,利用水平集方法扩展该能量函数的定义域,... 为了解决传统几何活动轮廓模型不能自适应地分割非匀质图像的问题,提出了一种全局优化的非匀质图像分割算法.首先,利用图像经过高斯滤波器滤波后的梯度信息定义了一个新的图像分割能量函数.然后,利用水平集方法扩展该能量函数的定义域,以使该能量函数具有全局最优解.为避免水平集函数的重新初始化过程,在能量函数中引入了一个水平集函数约束项.最后,通过最小化该能量函数,建立水平集函数演化的偏微分方程.对水平集演化方程数值求解,实现对非匀质图像的分割.实验结果表明,该算法不但能自适应地确定曲线演化方向,而且能有效地分割非匀质图像. 展开更多

关键词 图像分割 几何活动轮廓模型 全局梯度 水平集

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一种自适应初始轮廓的水平集演化方法的研究 被引量：4

7

作者 翁桂荣 朱云龙 钱森 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2728-2734,共7页

距离规则水平集存在对噪声、初始轮廓敏感、收敛速度慢以及容易从弱边缘处泄露等不稳定问题.结合待分割目标灰度统计信息和图像梯度信息,提出了一种自适应初始轮廓的水平集演化方法,利用图像信息构成的自带符号目标信息函数代替面积项... 距离规则水平集存在对噪声、初始轮廓敏感、收敛速度慢以及容易从弱边缘处泄露等不稳定问题.结合待分割目标灰度统计信息和图像梯度信息,提出了一种自适应初始轮廓的水平集演化方法,利用图像信息构成的自带符号目标信息函数代替面积项中的边缘指示函数,解决水平集方法对初始轮廓敏感问题.另外,还设计一个自我调整的面积项系数解决水平集方法对收敛速度慢以及弱边缘处泄露问题.实验结果表明:本文方法不仅可以减少图像分割时间,提高了分割质量,同时能够解决对初始轮廓敏感问题. 展开更多

关键词 水平集 距离规则 主动轮廓模型 图像分割

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一种基于二维拉格朗日连续水平集的图像分割方法 被引量：5

8

作者 刘建磊 冯大政 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期1712-1716,共5页

在图像分割领域中,基于离散水平集的图像分割方法不但对低信噪比图像难以实现正确地分割,而且分割速度较慢。针对这一问题,该文提出了一个基于连续水平集的图像分割方法。利用2维拉格朗日基函数的线性组合把水平集函数表示成连续函数。... 在图像分割领域中,基于离散水平集的图像分割方法不但对低信噪比图像难以实现正确地分割,而且分割速度较慢。针对这一问题,该文提出了一个基于连续水平集的图像分割方法。利用2维拉格朗日基函数的线性组合把水平集函数表示成连续函数。最小化实现图像分割的能量函数,建立基函数系数演化的微分方程。因此能量函数的最小值可直接根据拉格朗日的系数值获得。利用简单有限差分法对系数演化微分方程求解,实现了低信噪比图像的快速分割。实验结果表明该方法具有理想的分割结果。 展开更多

关键词 图像分割 活动轮廓模型 水平集 2维拉格朗日基函数

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基于C-V主动轮廓模型的“陡峭”边界的微藻图像分割 被引量：2

9

作者 张丽梅 张红 +1 位作者 罗钟铉 董云影 《大连海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期99-103,共5页

采用Chan和Vese的C-V主动轮廓模型以及本文中改进的C-V主动轮廓模型对几类典型的海洋微藻图像进行了分割。当微藻图像的主要边界曲率变化较大,即主边界"陡峭"时,直接使用C-V主动轮廓模型难以获得微藻图像的边界。在改进的C-V... 采用Chan和Vese的C-V主动轮廓模型以及本文中改进的C-V主动轮廓模型对几类典型的海洋微藻图像进行了分割。当微藻图像的主要边界曲率变化较大,即主边界"陡峭"时,直接使用C-V主动轮廓模型难以获得微藻图像的边界。在改进的C-V主动轮廓模型中,通过人机交互绘制粗略的初始边界,并将其设定为初始零水平集,将符号函数引入到初始水平集中定义内外能量,再通过适当的参数调整进行图像边界的演化。将采用两种模型算法获取典型的海洋微藻图像边界的过程进行对比可知,对于带"陡峭"边界的微藻图像,采用C-V主动轮廓模型难以获得或以较慢速度获得图像边界,而采用改进的C-V主动轮廓模型不仅图像边界获取速度快,而且边界信息量大。实验结果验证了改进的C-V主动轮廓模型算法的有效性,为微藻图像的分割提供了新的技术手段。 展开更多

关键词 图像分割 水平集 C-V主动轮廓模型 微藻

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一种基于显著性活动轮廓模型的图像分割方法 被引量：3

10

作者 沈凌云 郎百和 朱明 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2012年第3期120-123,共4页

为了有效地提取图像中物体的轮廓,结合视觉注意机制,提出一种改进的距离正则化水平集活动轮廓模型的分析方法。首先提取图像的初级特征,构成图像显著图;然后采用最大类间方差法获得显著区域的初始轮廓,以此作为活动轮廓模型中曲线演化... 为了有效地提取图像中物体的轮廓,结合视觉注意机制,提出一种改进的距离正则化水平集活动轮廓模型的分析方法。首先提取图像的初级特征,构成图像显著图;然后采用最大类间方差法获得显著区域的初始轮廓,以此作为活动轮廓模型中曲线演化的初始位置;最后利用距离正则化水平集演化,获得目标物体的边界,完成图像分割。这种结合视觉注意机制与改进的距离正则化水平集演化方法能够显著降低水平函数演化次数,提高图像分割效率。仿真结果表明,它能有效检测单个及多目标物体的边界,且定位准确。 展开更多

关键词 视觉注意 几何活动轮廓模型 水平集演化方法 图像分割

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一种新的基于Graph cuts方法的SAR图像分割模型 被引量：1

11

作者 刘光明 孟祥伟 +1 位作者 杨祥红 程焕 《海军航空工程学院学报》 2014年第5期415-418,444,共5页

Graph cuts方法是一种快速优化技术,能有效解决计算机视觉的低层次问题,如表面重构、分割、去噪等问题。其优点是迭代计算的高效性并能得到全局最优解。利用Graph cuts方法,将基于活动轮廓模型和水平集方法的SAR图像分割模型转化成一个... Graph cuts方法是一种快速优化技术,能有效解决计算机视觉的低层次问题,如表面重构、分割、去噪等问题。其优点是迭代计算的高效性并能得到全局最优解。利用Graph cuts方法,将基于活动轮廓模型和水平集方法的SAR图像分割模型转化成一个新的模型,可用最大流/最小割方法来求解。实测SAR图像的分割实验表明:提出的新模型所需运行时间大约是基于水平集的活动轮廓模型所需时间的一半,分割精度也得到了较大的提高。 展开更多

关键词 SAR图像 图像分割 水平集方法 活动轮廓模型 GRAPH cuts方法

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一种新颖的活动轮廓模型方法 被引量：1

12

作者 张海艳 高尚兵 周静波 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2015年第9期161-163,共3页

提出了一种新颖的活动轮廓模型。该模型有效地利用了测地线活动轮廓(Geodesic active contour,GAC)模型的光滑性和局部区域型CV(Local Region-based Chan-Vese Model,LRCV)模型的局部区域性。实验结果表明,该模型具有分割精度高、对初... 提出了一种新颖的活动轮廓模型。该模型有效地利用了测地线活动轮廓(Geodesic active contour,GAC)模型的光滑性和局部区域型CV(Local Region-based Chan-Vese Model,LRCV)模型的局部区域性。实验结果表明,该模型具有分割精度高、对初始轮廓不敏感等优点. 展开更多

关键词 活动轮廓模型 水平集 图像分割 弱边界 深凹区域

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基于改进型C-V模型的红外图像自动分割 被引量：1

13

作者 李志国 张旭 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期942-944,共3页

将C-V模型引入到红外图像分割中,同时提出了一种改进的模型。该模型通过增加偏离能量项,避免了标准C-V模型的重新初始问题。模型允许选取较大的时间步长,可以用简单的有限差分格式实现。实验证明,改进的模型在分割效果不变的情况下可以... 将C-V模型引入到红外图像分割中,同时提出了一种改进的模型。该模型通过增加偏离能量项,避免了标准C-V模型的重新初始问题。模型允许选取较大的时间步长,可以用简单的有限差分格式实现。实验证明,改进的模型在分割效果不变的情况下可以有效加速演化过程,提高分割效率。 展开更多

关键词 图像分割 水平集 C—V模型 活动轮廓

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一种新的基于局部区域的活动轮廓模型 被引量：2

14

作者 徐海勇 陈军刚 《湖南理工学院学报（自然科学版）》 CAS 2012年第1期42-45,共4页

提出了一种新的基于曲线演化的活动轮廓图像分割模型.该模型利用局部图像统计信息来代替C-V模型中的全局灰度均值,以此可以分割灰度不均匀的图像.此外,在模型定义的能量泛函中增加了水平集正则项,以此来保证数值计算的准确性和避免对水... 提出了一种新的基于曲线演化的活动轮廓图像分割模型.该模型利用局部图像统计信息来代替C-V模型中的全局灰度均值,以此可以分割灰度不均匀的图像.此外,在模型定义的能量泛函中增加了水平集正则项,以此来保证数值计算的准确性和避免对水平集函数的重新初始化.将本文提出的活动轮廓模型用于分割人工和自然图像,比较结果显示:C-V模型不能很好处理灰度不均匀图像,而本文提出的模型对灰度不均匀图像能得到满意的分割效果. 展开更多

关键词 灰度不均匀 水平集 活动轮廓模型 图像分割

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基于热重启学习率的NAG算法在图像分割中的应用 被引量：3

15

作者 陈甦欣 晏文彬 吕华鑫 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第7期920-924,共5页

文章针对水平集演化模型的梯度下降法收敛速度较慢,且对局部极小值较为敏感的问题,提出一种热重启学习率和Nesterov加速梯度(Nesterov accelerated gradient,NAG)算法相结合的水平集演化方法,以替换Chan-Vese(CV)模型中用于演化水平集... 文章针对水平集演化模型的梯度下降法收敛速度较慢,且对局部极小值较为敏感的问题,提出一种热重启学习率和Nesterov加速梯度(Nesterov accelerated gradient,NAG)算法相结合的水平集演化方法,以替换Chan-Vese(CV)模型中用于演化水平集函数的梯度下降法,对2种算法的图像分割速度以及分割精准度进行了对比。首先根据CV模型和距离保持惩罚项建立初始的水平集演化方程;然后对NAG算法增加学习率动态变化项计算梯度来演化水平集函数;最后不断更新得到水平集函数直到收敛。使用ground truth(GT)图像评估分割精准度,通过与传统梯度下降法得到的实验结果对比,改进算法的CPU运行时间减少了30%以上且分割精确度明显提升,表明其可对图像进行有效且快速地分割。 展开更多

关键词 图像分割 基于区域的水平集方法 活动轮廓模型 Nesterov加速梯度(NAG)算法 热重启学习率

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一种新的基于水平集方法的SAR图像分割算法 被引量：2

16

作者 刘光明 孟祥伟 陈振林 《火控雷达技术》 2013年第3期1-4,10,共5页

本文基于Aubert-Aujol(AA)模型和变分水平集方法提出一个新的SAR图像分割模型;在反应-扩散框架下,将各项同性扩散算子加入到该模型的水平集演化方程中,并提出一个两步分裂水平集演化算法,该算法不需要周期性地更新水平集函数。通过对合... 本文基于Aubert-Aujol(AA)模型和变分水平集方法提出一个新的SAR图像分割模型;在反应-扩散框架下,将各项同性扩散算子加入到该模型的水平集演化方程中,并提出一个两步分裂水平集演化算法,该算法不需要周期性地更新水平集函数。通过对合成图像和Envisat SAR图像的分割实验,表明本文提出的算法具有较准确的边缘定位能力和噪声抑制能力。 展开更多

关键词 SAR图像分割 水平集方法 活动轮廓模型 反应-扩散方程

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基于熵结合的活动轮廓分割模型

17

作者 刘乐 徐玉蕊 +1 位作者 王刚刚 侯阿临 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2016年第2期278-282,共5页

针对传统活动轮廓对图像分割鲁棒性较差的问题,将基于区域的轮廓模型和基于梯度的轮廓模型通过图像熵与图像梯度和进行结合。通过图像熵与图像梯度和建立基于梯度与基于区域结合的活动轮廓模型。将水平集函数嵌入到模型中,对模型结果进... 针对传统活动轮廓对图像分割鲁棒性较差的问题,将基于区域的轮廓模型和基于梯度的轮廓模型通过图像熵与图像梯度和进行结合。通过图像熵与图像梯度和建立基于梯度与基于区域结合的活动轮廓模型。将水平集函数嵌入到模型中,对模型结果进行连续分割,并进行拓扑变化。采用窄带方法进行快速演化。实验证明,该方法有较好的鲁棒性和较快的分割速度,对图像分割理论的发展提供了新的研究途径。 展开更多

关键词 图像分割 熵 水平集 活动轮廓

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活动轮廓模型综述 被引量：3

18

作者 董吉文 杨海英 《信息技术与信息化》 2008年第5期44-47,共4页

基于活动轮廓模型的目标分割、物体跟踪方法是近十几年来图像和视频领域研究的热点,它可以将待处理问题的先验知识与各种图像处理算法有效地融合在一起,比以往的计算机视觉理论有更强的实用性。本文结合图像分割方法从指导思想和所用的... 基于活动轮廓模型的目标分割、物体跟踪方法是近十几年来图像和视频领域研究的热点,它可以将待处理问题的先验知识与各种图像处理算法有效地融合在一起,比以往的计算机视觉理论有更强的实用性。本文结合图像分割方法从指导思想和所用的数学方法两方面对活动轮廓模型特别是几何活动轮廓模型中基于水平集方法的C-V方法做了一定综述。 展开更多

关键词 活动轮廓模型 图像分割 水平集 C-V方法

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基于统计特征的GAC模型SAR图像分割

19

作者 庞伶俐 曹宗杰 皮亦鸣 《雷达科学与技术》 2007年第6期447-450,464,共5页

提出了一种基于统计特征定义边缘检测算子的测地活动轮廓(GAC)模型,并用于SAR图像分割中。首先,根据图像上每个点四个不同方向邻域统计特征的异同,计算边缘检测算子,得到GAC模型的能量泛函。其次,最小化能量泛函,得到曲线演化偏微分方程... 提出了一种基于统计特征定义边缘检测算子的测地活动轮廓(GAC)模型,并用于SAR图像分割中。首先,根据图像上每个点四个不同方向邻域统计特征的异同,计算边缘检测算子,得到GAC模型的能量泛函。其次,最小化能量泛函,得到曲线演化偏微分方程,水平集方法数值求解,最终完成SAR图像的分割。实验表明,与传统依赖图像梯度定义检测算子的GAC方法相比,文中的方法完全适用于SAR图像分割,不需要噪声的预处理过程,拓展了GAC模型的应用范围,提高了目标的正确识别率。 展开更多

关键词 测地活动轮廓模型 水平集 SAR图像分割 曲线演化

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一种改进的C-V主动轮廓模型 被引量：29

20

作者 张开华 周文罡 +1 位作者 张振 郑孝娟 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期112-116,共5页

本文对C-V主动轮廓模型进行改进。依据曲线演化理论对C-V模型中的图像数据力驱动项进行简化,提出一种常微分方程(ODE)类型的模型。理论分析验证了该模型的水平集函数可初始化为零。与传统C-V模型相比,不但具有其特点,如可以自动检测带... 本文对C-V主动轮廓模型进行改进。依据曲线演化理论对C-V模型中的图像数据力驱动项进行简化,提出一种常微分方程(ODE)类型的模型。理论分析验证了该模型的水平集函数可初始化为零。与传统C-V模型相比,不但具有其特点,如可以自动检测带孔目标的内轮廓等,而且具有以下优点:抗噪性能较优;水平集函数无需重新初始化,可快速计算出全局最优分割;远离轮廓的边界可以被准确检测;时间迭代步长不受限制。对合成和真实图像的分割结果证明了本文模型具有稳健、快速的优点。 展开更多

关键词 图像分割 MUMFORD-SHAH模型 水平集方法 主动轮廓模型

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