專利名稱：基于彎曲度的水平集圖像分割平滑方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用水平集函數(shù)演化進(jìn)行圖像處理的多個(gè)領(lǐng)域，包括圖像增強(qiáng)、圖像 去噪、三維圖像重建，特別是基于水平集函數(shù)的圖像分割方法。
背景技術(shù)：
水平集方法(Level Set Method)是一種幾何形變模型方法。從數(shù)學(xué)意義上講，幾 何形變模型是更為嚴(yán)格的一種對(duì)曲面演化的描述。水平集方法本身是一套曲線和曲面演化 的理論，其基本思想是將當(dāng)前演化中的曲面向更高一維擴(kuò)展，通過對(duì)高一維的曲面函數(shù)進(jìn) 行演化而隱性地對(duì)原始曲面進(jìn)行演化。從而避免了對(duì)曲線演化跟蹤過程中的困難。這樣， 曲面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，即合并和分裂，變得非常自然。水平集的方法的應(yīng)用范圍很廣，除 了圖像分割外，如圖像恢復(fù)、圖像配準(zhǔn)、圖像去噪、目標(biāo)跟蹤、表面重建以及計(jì)算物理中都有 應(yīng)用。在圖像分割中，將水平集函數(shù)值為零的曲線面看作是不同區(qū)域的分界面，零水平集曲 面的演化過程就表現(xiàn)為分界面的運(yùn)動(dòng)。目前為止，使用最多的水平集函數(shù)形式是由歐氏距離表達(dá)的符號(hào)距離函數(shù) (SignedDistance Function, SDF) Φ (χ, t) = 士d(x，t)。其中，d(x, t)定義為在 t 時(shí)刻 某點(diǎn)χ距離零水平集曲線(面)的最短歐氏距離，其中所有距離為零的點(diǎn)就構(gòu)成了零水平 集曲線(面)。正負(fù)號(hào)表示χ點(diǎn)所在位置位于零水平集曲線(面)的內(nèi)部還是外部，例如可 取位于曲線(面)內(nèi)部的距離函數(shù)的符號(hào)為正，位于曲線(面)外部的距離函數(shù)的符號(hào)為 負(fù)，或相反。X= (X1, x2,…，xn)表達(dá)空間位置坐標(biāo)。在以往的水平集方法中，常使用幾何曲率來控制水平集函數(shù)在演化過程中的平滑 性，由水平集函數(shù)計(jì)算幾何曲率的公式為
權(quán)利要求
1.一種基于彎曲度的水平集圖像分割平滑方法，包括構(gòu)建水平集函數(shù)，根據(jù)待分割 圖像建立圖像能量和幾何能量，對(duì)水平集函數(shù)進(jìn)行演化，使圖像能量和幾何能量相加的總 能量最小化，實(shí)現(xiàn)圖像的分割平滑，其特征在于所述幾何能量為彎曲度，其計(jì)算公式為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于彎曲度的水平集圖像分割平滑方法，其特征在于水平 集演化方程為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于彎曲度的水平集圖像分割平滑方法，其特征在于水平 集函數(shù)停止演化的條件為
全文摘要
一種基于彎曲度的水平集圖像分割平滑方法，包括構(gòu)建水平集函數(shù)，根據(jù)待分割圖像建立圖像能量和幾何能量，對(duì)水平集函數(shù)進(jìn)行演化，使圖像能量和幾何能量相加的總能量最小化，實(shí)現(xiàn)圖像的分割平滑，其中，所述幾何能量為彎曲度。該方法在分割過程中可以消除噪聲對(duì)分割曲線(面)的干擾，以及阻止零水平集曲線(面)從小的縫隙中“泄露”出來。
文檔編號(hào)G06T5/00GK102110286SQ20101018009
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者段儕杰 申請(qǐng)人:段儕杰