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基于弯曲度的水平集图像分割平滑方法技术

技术编号:6177772 阅读:213 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种基于弯曲度的水平集图像分割平滑方法,包括:构建水平集函数,根据待分割图像建立图像能量和几何能量,对水平集函数进行演化,使图像能量和几何能量相加的总能量最小化,实现图像的分割平滑,其中,所述几何能量为弯曲度。该方法在分割过程中可以消除噪声对分割曲线(面)的干扰,以及阻止零水平集曲线(面)从小的缝隙中“泄露”出来。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用水平集函数演化进行图像处理的多个领域,包括图像增强、图像 去噪、三维图像重建,特别是基于水平集函数的图像分割方法。
技术介绍
水平集方法(Level Set Method)是一种几何形变模型方法。从数学意义上讲,几 何形变模型是更为严格的一种对曲面演化的描述。水平集方法本身是一套曲线和曲面演化 的理论,其基本思想是将当前演化中的曲面向更高一维扩展,通过对高一维的曲面函数进 行演化而隐性地对原始曲面进行演化。从而避免了对曲线演化跟踪过程中的困难。这样, 曲面的拓扑结构的变化,即合并和分裂,变得非常自然。水平集的方法的应用范围很广,除 了图像分割外,如图像恢复、图像配准、图像去噪、目标跟踪、表面重建以及计算物理中都有 应用。在图像分割中,将水平集函数值为零的曲线面看作是不同区域的分界面,零水平集曲 面的演化过程就表现为分界面的运动。目前为止,使用最多的水平集函数形式是由欧氏距离表达的符号距离函数 (SignedDistance Function, SDF) Φ (χ, t) = 士d(x,t)。其中,d(x, t)定义为在 t 时刻 某点χ距离零水平集曲线(面)的最短欧氏距离,其中所有距离为零的点就构成了零水平 集曲线(面)。正负号表示χ点所在位置位于零水平集曲线(面)的内部还是外部,例如可 取位于曲线(面)内部的距离函数的符号为正,位于曲线(面)外部的距离函数的符号为 负,或相反。X= (X1, x2,…,xn)表达空间位置坐标。在以往的水平集方法中,常使用几何曲率来控制水平集函数在演化过程中的平滑 性,由水平集函数计算几何曲率的公式为权利要求1.一种,包括构建水平集函数,根据待分割 图像建立图像能量和几何能量,对水平集函数进行演化,使图像能量和几何能量相加的总 能量最小化,实现图像的分割平滑,其特征在于所述几何能量为弯曲度,其计算公式为2.根据权利要求1所述的,其特征在于水平 集演化方程为3.根据权利要求1所述的,其特征在于水平 集函数停止演化的条件为全文摘要一种,包括构建水平集函数,根据待分割图像建立图像能量和几何能量,对水平集函数进行演化,使图像能量和几何能量相加的总能量最小化,实现图像的分割平滑,其中,所述几何能量为弯曲度。该方法在分割过程中可以消除噪声对分割曲线(面)的干扰,以及阻止零水平集曲线(面)从小的缝隙中“泄露”出来。文档编号G06T5/00GK102110286SQ20101018009公开日2011年6月29日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日专利技术者段侪杰 申请人:段侪杰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于弯曲度的水平集图像分割平滑方法,包括:构建水平集函数,根据待分割图像建立图像能量和几何能量,对水平集函数进行演化,使图像能量和几何能量相加的总能量最小化,实现图像的分割平滑,其特征在于:所述几何能量为弯曲度,其计算公式为(math)??(mrow)?(mi)BR(/mi)?(mrow)?(mo)((/mo)?(mi)φ(/mi)?(mo))(/mo)?(/mrow)?(mo)=(/mo)?(msub)?(mrow)?(mo)∫(/mo)?(mo)∫(/mo)?(/mrow)?(mi)Ω(/mi)?(/msub)?(mi)K(/mi)?(mrow)?(mo)((/mo)?(mi)y(/mi)?(mo)-(/mo)?(mi)x(/mi)?(mo))(/mo)?(/mrow)?(mi)φ(/mi)?(mrow)?(mo)((/mo)?(mi)y(/mi)?(mo)-(/mo)?(mi)x(/mi)?(mo))(/mo)?(/mrow)?(mo){(/mo)?(msub)?(mi)v(/mi)?(mn)1(/mn)?(/msub)?(mi)H(/mi)?(mrow)?(mo)((/mo)?(msub)?(mi)φ(/mi)?(mn)1(/mn)?(/msub)?(mrow)?(mo)((/mo)?(mi)y(/mi)?(mo)-(/mo)?(mi)x(/mi)?(mo))(/mo)?(/mrow)?(mo))(/mo)?(/mrow)?(mo)-(/mo)?(msub)?(mi)v(/mi)?(mn)2(/mn)?(/msub)?(mo)[(/mo)?(mn)1(/mn)?(mo)-(/mo)?(mi)H(/mi)?(mrow)?(mo)((/mo)?(mi)φ(/mi)?(mrow)?(mo)((/mo)?(mi)y(/mi)?(mo)-(/mo)?(mi)x(/mi)?(mo))(/mo)?(/mrow)?(mo))(/mo)?(/mrow)?(mo)](/mo)?(mo)}(/mo)?(mi)dydx(/mi)?(mo)-(/mo)?(mo)-(/mo)?(mo)-(/mo)?(mrow)?(mo)((/mo)?(mn)1(/mn)?(mo))(/mo)?(/mrow)?(/mrow)?(/math)(math)??(mrow)?(mi)K(/mi)?(mrow)?(mo)((/mo)?(mi)y(/mi)?(mo...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:段侪杰
申请(专利权)人:段侪杰
类型:发明
国别省市:94[中国|深圳]

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