基于改进的LBF模型的图像分割.doc

基于改进的 LBF 模型的图像分割 王顺凤 阮 晶 王 宇 ( 南京信息工程大学数理学院 江苏 南京 210044) LBF( Local Binary Fitting) 模型利用局部图像信息能够对强度分布不均匀的图像进行分割，然 而，该算法仅考虑均值信 摘 要 息，导致模型在处理弱边界图像时得不到理想的分割结果。为此提出一种改进方法: 在考虑图像局部均值信息的同时考虑图像局部 方差信息和全局方差信息，使得演化曲线能够准确地停止在目标边界上; 同时为了加快曲线演化的速度，结合了 CV 模型的能量项。 实验结果表明，改进的方法对含有弱边界信息图像进行分割时能取得较好的效果，演化速度上也有明显的提高。 关键词 图像分割 LBF 模型 弱边界 IMAGE SEGMENTATION BASED ON IMPROVED LBF MODEL Wang Shunfeng Ruan Jing Wang Yu ( Department of Mathematics，Nanjing University of Information Science and Technology，Nanjing 210044，Jiangsu，China) The LBF( Local Binary Fitting) method can segment image with inhomogeneous intensity using local image information． Howev- Abstract er，the method can not attain ideal segmentation outcome when dealing with the image with weak boundaries due to its sole reference on mean information． By analysing the phenomenon，an improved method is introduced in this paper，which considers local mean information as well as local and global variance information of the image simultaneously． In this way，the evolution curves can stop at the targeted boundaries ac- curately． Meanwhile，in order to accelerate the speed of curve evolution，the energy functions of CV model is combined too． A number of ex- periments prove that the improved method can achieve better effect in segmenting the image with weak boundaries，the evolution speed has been considerably raised as well． Keywords Image segmentation LBF model Weak boundary 差，能够将两块强度均值相同而方差不同的区域分割开来。文 献［4，5］提出了一种分段平滑的 Mumford-Shah 模型，是对 CV 模 型的直接改进，虽然该模型能够处理强度分布不均匀的图像，但 是它在执行时的效率不高。 文献［6］提出了一种基于局部二值拟合能量的区域活动轮 廓模型 LBF。在他们的模型中，用一个核函数描述了中心像素 点和它周围像素点之间的关系，该模型对强度分布不均匀图像 和噪声图像有较好的分割结果。然而，该模型主要考虑图像的 局部均值信息，所以当图像的内外区域的均值相近而只是方差 不同时是无法分割的，所以难以处理含有弱边界的图像，而且演 化的速度也不是很理想。 本文针对 LBF 模型 的 这 些 缺 点，根据图像的统计信息，提 出了改进方法，它 在 结 合 LBF 模 型 中 的 局部均值信息的同时， 引入图像的局部方差信息和全局方差信息，并 且 结 合 CV 模 型 的能量项加快演 化 速 度。最 终 得 到 改 进 LBF 模型的轮廓演化 能量函数。该改进方法对弱边界图像进行分割能取得较好的效 果，而且在时间效率上也有所提高。 0 引 言 图像分割是图像处理中图像分析的关键步骤，使得高层 的 图像分析和理解成为可能。如何有效准确地将目标从背景中分 割出来，一直是