基于边缘保护扩散的梯度矢量流测地线活动轮廓模型-东北大学.PDF

第３４卷第５期 东 北 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ） Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．５ ２０１３年 ５月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ｍａｙ　２０１３ 基于边缘保护扩散的梯度矢量流测地线 活动轮廓模型 于晓升，吴成东，陈东岳，齐苑辰 （东北大学 信息科学与工程学院，辽宁 沈阳　１１０８１９） 摘　　　要：针对梯度矢量流测地线活动轮廓（ｇｒａｄｉｅｎｔｖｅｃｔｏｒｆｌｏｗｇｅｏｄｅｓｉｃａｃｔｉｖｅｃｏｎｔｏｕｒ，ＧＶＦＧＡＣ）模型对 弱图像边缘敏感，轮廓演化难以进入目标细长的凹部，容易陷入局部极小值的问题，提出了一个基于边缘保护 扩散的梯度矢量流测地线活动轮廓模型．在新模型中，采用各向异性扩散方式构建一个新的梯度矢量流场，使 活动轮廓能够有效地克服弱边缘的干扰，收敛到期望的边缘位置．实验结果表明，与ＧＶＦＧＡＣ模型相比，新模 型能够获得较好的分割结果，综合性能优于ＧＶＦＧＡＣ模型． 关　键　词：图像分割；梯度矢量流；测地线活动轮廓；边缘保护扩散 中图分类号：ＴＰ３９１　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００５－３０２６（２０１３）０５－０６４２－０４ ＧｒａｄｉｅｎｔＶｅｃｔｏｒＦｌｏｗＧｅｏｄｅｓｉｃＡｃｔｉｖｅＣｏｎｔｏｕｒＭｏｄｅｌＢａｓｅｄｏｎ ＥｄｇｅＰｒｅｓｅｒｖｉｎｇＤｉｆｆｕｓｉｏｎ ＹＵＸｉａｏｓｈｅｎｇ，ＷＵＣｈｅｎｇｄｏｎｇ，ＣＨＥＮＤｏｎｇｙｕｅ，ＱＩＹｕａｎｃｈｅｎ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８１９，Ｃｈｉｎａ．Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ：ＹＵＸｉａｏｓｈｅｎｇ，Ｅｍａｉｌ：ｙｕｘｉａｏｓｈｅｎｇ７＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｇｒａｄｉｅｎｔｖｅｃｔｏｒｆｌｏｗｇｅｏｄｅｓｉｃａｃｔｉｖｅｃｏｎｔｏｕｒ（ＧＶＦＧＡＣ）ｍｏｄｅｌｈａｓｓｅｖｅｒａｌ ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ．Ｔｈａｔｉｓ，ｉｔｉｓｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏｗｅａｋｅｄｇｅｓｏｆａｎｉｍａｇｅ，ａｎｄｉｔｈａｓｐｏｏｒｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｔｏ ｔｈｅｔｈｉｎｌｏｎｇｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｃａｖｉｔｉｅｓ，ａｓｗｅｌｌａｓｉｔｉｓｅａｓｙｔｏｆａｌｌｉｎｔｏｔｈｅｌｏｃａｌｍｉｎｉｍｕｍ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏ ａｖｏｉｄｔｈｅｓｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＧＶＦＧＡＣｍｏｄｅｌ，ａｎｏｖｅｌｇｒａｄｉｅｎｔｖｅｃｔｏｒｆｌｏｗａｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｏｕｒｍｏｄｅｌｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃｄｉｆｆｕｓｉｏｎ．Ｉｎｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｏｄｅｌ，ａｎｅｗ ｇｒａｄｉｅｎｔｖｅｃｔｏｒｆｌｏｗｗａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃｄｉｆｆｕｓｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｍａｄｅｔｈｅａｃｔｉｖｅｃｏｎｔｏｕｒｂｅ ｎｏｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏｗｅａｋｅｄｇｅｓ，ａｎｄｃｏｎｖｅｒｇｅｔｏｔｈｅｄｅｓｉｒａｂｌｅｐｏｓｉｔｉｏｎｓ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｏｄｅｌｈａｄｂｅｔｔｅｒｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅ ＧＶＦＧＡＣｍｏｄｅｌ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｍａｇｅｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ；ｇｒａｄｉｅｎｔｖｅｃｔｏｒｆｌｏｗ；ｇｅｏｄｅｓｉｃａｃｔｉｖｅｃｏｎｔｏｕｒ；ｅｄｇｅｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ 　　图像分割是图像处理和计算机视觉领域具有 关注． 挑战性的底层研究课题，并且广泛地应用于医学 活动轮廓模型可以分为参数活动轮廓模型和 影像处理、机器人双目视觉、遥感控制等领域．其 几何活动轮廓模型．参数活动轮廓模型是通过拉 基本目的是通过数字图像处理技术将一幅图像划