基于主动轮廓模型和水平集方法的图像分割

基于主动轮廓模型和水平集方法的图像分割

论文摘要

图像分割技术是图像处理中的一项关键技术,分割结果直接影响后续的图像分析和理解的效果。近年来,主动轮廓模型(Active Contour Model, ACM)由于其能较好地处理局部间断边缘等特性,受到人们的关注;而水平集方法(Level Set Method)用定义在高维空间中的水平集函数替代了ACM方法中的参数曲线的演化,成功地解决了曲线演化中拓扑结构变化的问题。主动轮廓模型和水平集方法已成为图像分割研究的一个重要的方向。为了提供一个开放的医学图像分割算法平台,本文研究和探讨了多种基于主动轮廓模型和水平集的图像分割方法,并辅助基本的图像操作功能,搭建编写了医学图像分割系统平台软件系统。本文首先实现并比较了两种参数主动轮廓模型(Snake, GVF-Snake),并应用于医学图像分割,然后研究并实现了两种水平集方法:无重新初始化的水平集(Level Set Without Reinitialization, LSWR)、基于区域特征的水平集(Level Set Without Edges, LSWE);最后,基于Microsoft MFC开发了基于主动轮廓模型的医学图像分割系统,该系统提供通用的图像基本操作功能,并支持DICOM格式医学图像和普通的BMP、JPEG图像;通过统一的算法集成接口,集成了多种分割方法,提供了一个开放的算法平台,实现了算法在二进制级上的复用。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景与意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 图像分割方法
  • 1.2.2 主动轮廓模型
  • 1.3 论文研究内容及章节安排
  • 第二章 基于梯度向量流主动轮廓的图像分割
  • 2.1 引言
  • 2.2 经典主动轮廓模型
  • 2.3 基于梯度向量流的主动轮廓模型
  • 2.4 基于梯度向量流主动轮廓的图像分割
  • 2.5 小结
  • 第三章 基于无重新初始化的水平集图像分割
  • 3.1 引言
  • 3.2 传统的水平集图像分割模型
  • 3.3 无重新初始化的水平集图像分割模型
  • 3.4 基于无重新初始化的水平集图像分割
  • 3.5 小结
  • 第四章 基于区域特征的水平集图像分割
  • 4.1 引言
  • 4.2 Mumford-Shah 模型
  • 4.3 基于区域特征的水平集模型
  • 4.4 基于区域特征的水平集图像分割
  • 4.5 小结
  • 第五章 基于主动轮廓模型的医学图像分割系统
  • 5.1 引言
  • 5.2 系统模块设计
  • 5.3 系统模块实现
  • 5.3.1 图像I/O 模块
  • 5.3.2 图像管理模块
  • 5.3.3 图像显示模块
  • 5.3.4 图像操作模块
  • 5.3.5 算法管理模块
  • 5.4 小结
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 总结
  • 6.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士期间参与的科研项目
  • 相关论文文献

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