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塔式多相水平集三维医学图像多目标分割算法

生物医学工程学杂志 2008年第5期25卷 989-993,1008页

作者：郑罡王惠南南京航空航天大学生物医学工程系南京210016 南京军区南京总医院医学影像科南京210002

由于Chan-Vese(C-V)模型采用的是单一水平集,所以只能通过水平集的符号表示目标和背景两个区域。当三维医学图像的目标区域含有复杂的子目标时,C-V模型将无法表示。为了解决C-V模型在表示三维子目标上的局限,首先将二维C-V模型拓展为三... 详细信息

由于Chan-Vese(C-V)模型采用的是单一水平集,所以只能通过水平集的符号表示目标和背景两个区域。当三维医学图像的目标区域含有复杂的子目标时,C-V模型将无法表示。为了解决C-V模型在表示三维子目标上的局限,首先将二维C-V模型拓展为三维模型;其次,依据同时明度对比提出了背景填充技术,理论上保证了轮廓曲面仅收敛于目标内部;再次,将该技术与三维C-V模型相结合提出了塔式多相水平集算法;最后,实验结果表明,本算法能够实现三维医学图像多目标分割(n-1次收敛可以实现n目标分割),并且能够检测由弱边缘构成的子目标。

关键词： Chan—Vese模型多相水平集背景填充技术三维多目标分割

模糊C均值聚类与多相水平集图割优化相结合的图像分割

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图学学报 2015年第4期36卷 563-569页

作者：宋琳高满屯王三民王淑侠西北工业大学机电学院陕西西安710072

针对在分割多个目标时多相水平集模型对初始轮廓曲线敏感且计算量大的问题,提出采用模糊C均值聚类算法将图像进行粗分割,初始化多相水平集函数,使用图割算法分割出多相结果的方法。该方法能有效减小多相水平集算法对初始轮廓曲线的敏感... 详细信息

针对在分割多个目标时多相水平集模型对初始轮廓曲线敏感且计算量大的问题,提出采用模糊C均值聚类算法将图像进行粗分割,初始化多相水平集函数,使用图割算法分割出多相结果的方法。该方法能有效减小多相水平集算法对初始轮廓曲线的敏感性,使图割算法在分割图像时更容易分割出理想的目标轮廓;同时,采用图割算法可使水平集函数很快收敛到能量最小值,有效减少计算量,提高计算效率。实验表明该方法具有较好地分割效果和较高地分割效率。

关键词：模糊C均值聚类图像分割图割多相水平集

基于多相水平集的SAR近岸区域密集船只分割

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无线电工程 2022年第10期52卷 1857-1863页

作者：肖嘉荣刘霖喻忠军中国科学院空天信息创新研究院北京100049 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100094

针对位于合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像近岸区域中的密集船只难以有效区分的问题,采用了改进的多相水平集方法。该方法通过利用遥感图像中船只近似椭圆形状的形状特征与近岸船只排列的规律特征,将椭圆形状约束与排列... 详细信息

针对位于合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像近岸区域中的密集船只难以有效区分的问题,采用了改进的多相水平集方法。该方法通过利用遥感图像中船只近似椭圆形状的形状特征与近岸船只排列的规律特征,将椭圆形状约束与排列分布约束引入到能量泛函函数中,通过改进的能量泛函演化椭圆区域变化方程,使各船只演化区域沿船只主轴方向对抗式生长,实现SAR近岸区域的多船只分割。在SSDD数据集上对算法进行验证,与其他方法进行对比,实验结果表明,所提方法可以有效分割SAR近岸区域中密集分布的船只,无需对图像进行预处理。

关键词：合成孔径雷达近岸区域多船分割椭圆约束多相水平集

一种基于局部和全局拟合的混合多相水平集分割模型及算法

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山东科技大学学报（自然科学版） 2019年第6期38卷 81-90页

作者：杨光宇郑永果山东科技大学计算机科学与工程学院

提出了一种混合多相分割主动轮廓模型,用于精确地分割灰度图像。针对图像去噪和细小边缘的模糊问题,提出多尺度信息增强和各向异性张量扩散结合的方法,并利用快速预分割获得初始轮廓线。在全局项中,用多种局部特征变量重构拉普拉斯能量... 详细信息

提出了一种混合多相分割主动轮廓模型,用于精确地分割灰度图像。针对图像去噪和细小边缘的模糊问题,提出多尺度信息增强和各向异性张量扩散结合的方法,并利用快速预分割获得初始轮廓线。在全局项中,用多种局部特征变量重构拉普拉斯能量拟合函数处理大的目标边缘;为了更好地分割拓扑结构复杂的区域,提出了一种分割深度可控的区域分割能量,并构造了计算局部自适应最佳分割阈值的深度系数。在局部项中,采用局部高斯分布拟合处理灰度不均匀区域。模型使用指数函数作为停止速度函数,并加入鲁棒性的曲线演化停止条件,提高了分割效率。新模型适用于分割灰度图中医学核磁共振图像和背景单一的自然图像,通过与最新的多相水平集模型和深度学习模型对照,结果显示新模型能更好地处理目标的拓扑结构,对边界的定位精确,分割精度更高。

关键词：图像分割多相水平集灰度不均匀拉普拉斯拟合能量边界停止函数

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融合双边滤波算子的多相水平集图像分割算法

科学技术与工程 2021年第18期21卷 7642-7648页

作者：史娜孔慧华秦鹏中北大学理学院数学系太原030051

由于乳腺肿瘤超声图像的边界模糊,且灰度异质现象较严重,准确分割出肿瘤区域是一项具有挑战性的工作。针对传统的Chan-Vese模型和局部二值拟合模型(local binary fitting)的分割缺陷,在乳腺肿瘤超声图像的全局和局部能量信息的基础上,... 详细信息

由于乳腺肿瘤超声图像的边界模糊,且灰度异质现象较严重,准确分割出肿瘤区域是一项具有挑战性的工作。针对传统的Chan-Vese模型和局部二值拟合模型(local binary fitting)的分割缺陷,在乳腺肿瘤超声图像的全局和局部能量信息的基础上,结合双边滤波算子,提出一种全局和局部二值拟合模型的多相水平集分割算法。首先,将双边滤波算子作为乳腺肿瘤超声图像的核函数;然后,根据变分法求解表征超声图像结构信息的能量泛函,得到对应的梯度矢量方程;随后,引入多相水平集函数实现病灶区域的多区域细化分割;最后,对乳腺超声图像数据集的分割实验。结果发现:经过与医生手动标记的肿瘤区域进行对比,分割准确度为94.51%。可见,该模型的准确度较高、误判率较低、鲁棒性较强。

关键词：图像分割双边滤波变分法多相水平集活动轮廓模型

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基于树形结构的多相水平集图像分割算法仿真

计算机仿真 2019年第6期36卷 214-217页

作者：陈娥祥福建农林大学东方学院

传统的多相水平集图像分割算法普遍存在图像分割运行时间较长、成本消耗较大、错误率较高等问题。为了解决上述问题,提出一种基于树形结构的多相水平集图像分割算法。通过改变图像背景,完成多相水平集的重新收敛;根据图像亮度对图像背... 详细信息

传统的多相水平集图像分割算法普遍存在图像分割运行时间较长、成本消耗较大、错误率较高等问题。为了解决上述问题,提出一种基于树形结构的多相水平集图像分割算法。通过改变图像背景,完成多相水平集的重新收敛;根据图像亮度对图像背景进行填充,引入加性算子分裂格式对水平集图像给出统一的数值。以二相水平集分割方法为基础,利用水平函数进行多相水平图像分割。实验结果表明,所提算法图像分割运行时间较短、成本消耗较小、错误率较低。

关键词：树形结构多相水平集图像分割水平函数

基于多相水平集图像分割的地震数据聚类分析算法

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基于多相水平集图像分割的地震数据聚类分析算法

作者：赵佳厦门大学

学位级别：硕士

应用数据挖掘技术进行地质储层预测,在石油开发中是一项重要的技术。由于大多数地震数据并不具有监督信息,故而聚类技术成为了地质结构分析的首选方法。每个工区的一个地震属性可以看作是一个图像,而且地震数据来源于地质空间方位信息:... 详细信息

应用数据挖掘技术进行地质储层预测,在石油开发中是一项重要的技术。由于大多数地震数据并不具有监督信息,故而聚类技术成为了地质结构分析的首选方法。每个工区的一个地震属性可以看作是一个图像,而且地震数据来源于地质空间方位信息:在同一区域内部数据具有较大的相似性,而在不同区域里的数据的差异性则较大。根据上面两点,文中提出一种基于多相水平集图像分割的地震数据聚类分析算法,这个算法包括2个步骤:数据初始化,数据分割及聚类。数据初始化能大大约减数据量,使得后面的图像分割步骤更加的快速,在数据分割及聚类中将Li[1]提出的基于局部灰度聚类的多相水平集的图像分割算法应用扩展到七个目标区域的地震属性数据分割上,而且由于原始地震属性数据信息量大,即使经过数据降维处理,数据的维数仍然不止一维,图像分割算法是在平面上进行图像分割,所以考虑把基于局部灰度聚类的图像分割算法扩展到多维数据分割,使其能够处理高维不均匀地震数据,最后简单的通过每个数据点分割后的三个水平集的正负组合对数据点归类。最后对聚类的结果进行了聚类有效性评价。把基于多相水平集图像分割的地震数据聚类分析算法和在实际地质储层预测中得到良好效果的k均值算法通过三个相对指标进行比较:对于I指标和SD指标来说,基于多相水平集图像分割的地震数据聚类分析算法要优于k均值算法,对于Dunn指标,由于奇异点的影响导致基于多相水平集图像分割的地震数据聚类分析算法不如k均值算法。综上,可以得到基于多相水平集图像分割的地震数据聚类分析算法在聚类效果上要优于k均值算法。

关键词：多相水平集图像分割地震数据聚类

无需重新初始化水平集的多相水平集图像分割方法

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山东师范大学学报（自然科学版） 2012年第1期27卷 1-6页

作者：宋丽叶傅希林山东师范大学数学科学学院济南250014

笔者提出了一种无需重新初始化水平集函数的多相变分水平集图像分割方法.根据Vese -Chan提出的多相模型的区域竞争思想,结合图像区域全局信息的能量函数作为模型的外部能量项,引入内部变形能量约束水平集函数来逼近符号距离函数,避免了... 详细信息

笔者提出了一种无需重新初始化水平集函数的多相变分水平集图像分割方法.根据Vese -Chan提出的多相模型的区域竞争思想,结合图像区域全局信息的能量函数作为模型的外部能量项,引入内部变形能量约束水平集函数来逼近符号距离函数,避免了重新初始化水平集函数的过程,提高了计算速度和分割效果.实验结果表明,笔者提出的模型有效地克服了传统模型需重新初始化和构造符号距离函数计算量大的缺点,而且具有全局最优分割能力和较强的抗噪性能.

关键词：图像分割多相水平集重新初始化

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基于改进水平集的菌落图像智能计数算法

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2019年第1期52卷 84-89页

作者：张力新张黎明杜培培余辉天津大学生物医学检测技术与仪器重点实验室天津300072

针对现有的菌落自动识别计数方法对背景敏感、对多菌种菌落分割普适性差的缺点,提出一种基于改进水平集的全自动菌落分割、计数方法.该方法利用偏置场对背景进行建模以消除背景灰度不均影响;构造含有终止条件的多相水平集算法实现菌落... 详细信息

针对现有的菌落自动识别计数方法对背景敏感、对多菌种菌落分割普适性差的缺点,提出一种基于改进水平集的全自动菌落分割、计数方法.该方法利用偏置场对背景进行建模以消除背景灰度不均影响;构造含有终止条件的多相水平集算法实现菌落目标的自适应分割;通过极坐标空间中凹点检测实现粘连目标计数修正.由天津市食品安全检测技术研究院提供300例多菌种混杂菌落样本做为测试集,以专家人工鉴定结果为金标准,将本方法与传统形态学方法、迅数icount10两种定量方法进行对比,菌落密度在300 CFU内时,本方法计数准确率达到92.7%,对多菌种混杂菌落的计数精度、分割效果都优于其他两种方法.

关键词：偏置场多相水平集凹点检测菌落计数