基于改进Snake模型的医学图像分割

活动轮廓模型(Snake模型)被广泛应用于医学图像分割之中,传统的Snake模型在分割图像时要求初始轮廓线必须给定在图像边缘附近,且难以收敛到凹陷轮廓。本文针对Snake模型的这点不足,通过改进外部能量项,提出了一种基于梯度矢量流活动轮廓模型的医学图像分割算法。该算法用梯度矢量流代替图像梯度进行外部能量的计算,克服了传统Snake模型力场范围小以及不能收敛于凹形边缘的缺点。实验结果表明:改进模型能够有效的分割心脏MRI图像,是一种有效的方法。     

基于K-means和GVF Snake模型的纤维图像分割

在纤维图像自动识别系统中,分割出完整连续的纤维是纤维特征分析的必要前提.针对纤维图像的背景和前景灰度区别不大、光照不均对图像的影响等特征,提出融合K-means和GVF(Gradient Vector Flow)Snake模型的纤维图像分割算法.该算法以提取完整连续的纤维轮廓为标准,利用K-means聚类分割结果为GVF Snake模型的初始轮廓线,并对得到的存在毛刺的轮廓结果采用轮廓跟踪去除毛刺,从而得到完整连续的单根纤维图像.该算法不仅能有效解决传统图像分割方法对纤维图像分割的不连续问题,而且能有效抑制纤维图像中噪声的影响.     

融合Kinect与GVF Snake的手势轮廓提取方法

针对Kinect相机在人体骨骼点采集时无法获取手势信息的不足,提出一种融合Kinect和GVF Snake的手势轮廓提取算法,可以提取出完整清晰的手势轮廓。此算法利用Kinect相机在人体信息采集中的优势,获取深度图像,定位手掌点与手腕点,由这两点计算手的旋转修正角度。以手掌点向外做八向搜索获取手掌包围盒切分出手区域。最后在包围盒上放置Snake初始轮廓线,通过GVF Snake模型迭代搜索,获取目标准确完整边界。对于深度图像在边缘数据急剧变化时出现的抖动、凹陷等缺点,选择先构建轮廓线再收敛的GVF Snake算法保证手势轮廓完整平滑。实验结果表明,该方法能够自动放置GVF Snake初始轮廓,准确跟踪手位置、精确收敛到手势轮廓,抗噪效果明显。     

融合C-V和GVF的测地线活动轮廓模型

对于有凹陷边界或弱边界的待分割目标,采用传统的测地线活动轮廓(GAC)模型无法进行准确的图像分割.为了解决这一问题,提出了一种融合C-V模型、GVF模型和GAC模型的图像分割算法.在该算法中,GAC模型的单位内法向量与GVF模型的梯度矢量流共同作用,促使轮廓曲线向目标的边界方向运动;而GAC模型单位内法向量与C-V模型的区域信息的力场共同作用,不仅促使轮廓曲线向目标的边界方向运动,而且使轮廓曲线稳定在目标的边界上.仿真实验证明了上述方法的有效性,同时还证明了该方法对轮廓曲线的初始位置具有较好的适应性.     

基于Snake模型与轮廓跟踪的区域填充算法

针对图像中外形复杂的孔洞填充问题,提出一种基于Snake模型与轮廓跟踪的区域填充算法对复杂孔洞进行填充。首先,对二值图像进行检测求出内部边界的像素点,并对其坐标进行保存。其次,通过轮廓跟踪法求取每个轮廓边界的所包含的像素位置。再次,通过将这些边界作为Snake模型的初始曲线,在其内力和外力的指导下,填充内部孔洞。最后,利用Snake模型与轮廓跟踪删除边界外存在的多余部分。通过MATLAB实验本文提出的算法,证明可以填充外形复杂的多孔区域,提高了填充精度。     

基于小波分析与Snake模型的图像边缘检测方法

利用小波分析理论和GVF(梯度矢量流)Snake动态轮廓模型方法,提出了一种图像边缘检测的新方法-WVF(小波变换矢量流)Snake模型。计算机模拟表明,该方法克服了小波分析方法得到的边缘不连续的缺点,同时比GVFSnake模型具有更好的抗噪性。从而提高了动态轮廓模型方法检测复杂图像边缘线的能力。     

Snake模型在图像分割中的应用研究

Snake模型是一种重要的基于边缘的图像分割算法。本文总结了三种经典的Snake模型的优缺点,重点分析了GVF Snake模型及其改进模型GGVF Snake模型力场的特点,并在针对单个宽型深度凹陷物体、瓶型物体或多次内凹物体的分段轮廓检测算法的基础上,提出了基于GGVF Snake模型的多个凸形物体或窄型深度凹陷物体的分段轮廓检测算法。实验结果表明,该算法可以正确检测出多个凸形物体或窄型深度凹陷物体的完整轮廓。     

基于局部统计特征约束的Snake模型图像分割方法

针对血管内超声(IVUS)图像边界模糊不清的问题,提出一种基于局部统计特征约束的Snake模型图像分割方法.首先利用IVUS图像的先验知识建立图像特征的统计信息,并以此信息构造变化的膨胀力,同时构造了轮廓曲线的内部平衡力,以此构造新的Snake模型,然后利用该模型进行图像分割.实验结果表明,该Snake模型对初始轮廓依赖性小,对噪声不敏感,能准确分割出具有模糊边界的目标图像.     

基于粒子滤波与改进GVF Snake的人手跟踪算法

为实现在复杂背景下对人手进行准确、快速的位置跟踪与轮廓跟踪,并针对粒子滤波无法获取人手目标的准确信息与人手深凹区域获取难的问题,提出一种基于肤色自适应梯度矢量流主动轮廓(Gradient Vector Flow Snake,GVF Snake)模型的粒子滤波算法实现人手跟踪.该算法首先对粒子滤波得到的人手区域进行肤色灰度增强,弱化背景梯度信息,然后对该区域利用引入自适应梯度矢量流场和肤色自适应外部引导力的GVF Snake模型,获取人手的真实轮廓以及准确的系统观测和系统状态,减少了粒子退化的可能,完成了更加准确的位置跟踪.实验表明:在复杂、运动背景甚至大范围遮挡的情况下,该改进算法获得了更加准确的人手轮廓,同时对人手跟踪的实时性提升了13%,均方根误差降低了48%.     

基于小波变换及GVF模型的SAR图像轮廓提取算法

给出一种基于小波变换及GVF模型的SAR图像轮廓提取算法.首先,对SAR图像进行预处理,分割出可能的目标片;其次,利用小波多尺度分析滤波和基于梯度矢量流的主动轮廓模型进行边缘点的连接,得到真实轮廓.实验结果表明该方法能较好地提取SAR图像的轮廓.     

基于梯度向量流的活动轮廓模型

针对当前活动轮廓模型对噪声敏感, 难实现弱边界图像的准确分割问题, 提出一种基于梯度向量流的活动轮廓模型. 首先采用Contourlet变换对图像进行去噪处理, 解决了噪声对图像分割的干扰; 然后在活动轮廓模型中引入一个指示函数, 用于描述向量场与轮廓曲线间的关系, 通过轮廓曲线演化过程实现图像分割; 最后用实验对本文模型的图像分割性能进行验证. 实验结果表明, 该方法可以快速、 准确地实现多种类型的图像分割, 分割精度和抗噪能力优于其他活动轮廓模型.     

Snakes外力场的改进及其左心室MRI的精确分割

参数活动轮廓模型（Snakes）分割图像时有两个明显的缺陷：要求初始轮廓线位于图像特征附近，且对深度凹陷区域的分割也不理想。基于梯度向量流（GVF）Snakes较好地解决了传统Snakes的两个本质缺陷。但是，由于GVF Snakes内力的性质和GVF的光滑性，使得对曲率大的边缘点不能精确定位。该文通过采用各向异性方程对图像扩散平滑和边缘增强，改善计算势能力场和梯度向量力场指向边缘的精确度。两种力场的有机组合作为Snakes的外力场。这种新的力场Snakes具有GVF Snakes和势能力场Snakes的优点，对左心室核磁共振图像（MRI）进行分割能得到精确的边缘轮廓。     

WaterBalloonsSnake模型的数字图像轮廓提取算法

为解决数字图像如左心室MRI图像存在着弱边缘、与周围组织之间的低对比度区域的特点,传统的Snake模型算法分割数字图像,出现变形曲线泄漏现象这一问题,提出一种改进的Balloons Snake模型-Water Balloons Snake图像分割算法.该算法利用数学形态学理论自动获取左心室数字MRI图像的重心以及边界形状变化允许空间,采用分水岭变换算法获取图像轮廓内壁分水岭线,并以此作为Snake数字模型的初始样条曲线进行进一步轮廓捕获.以小香猪左室加标记MRI数字医学图像作为应用研究对象,对比了几种模型的不同处理结果.实验表明WaterBalloons Snake模型算法比经典Snake模型或Balloons Snake模型算法能够更有效地处理变形曲线泄漏问题,并且具有较快的收敛速度.     

分水岭与GVF组合应用于胃癌细胞核的分割

基于计算机速度的提高,把分水岭变换和GVF模型与病理专业知识相结合,实现了胃癌病理切片显微图像的细胞核分割。利用分水岭变换得到细胞核的初始轮廓,然后利用GVF模型逼近得到细胞核的终止轮廓。实验袁明,组合算法的分割效果较好。     

一种基于初始化Snake轮廓线的混合舌图像分割算法

Snake模型是一种常用的舌图像分割方法,但Snake对初始轮廓的定位准确度要求较高,且对噪声敏感.为此提出一种基于双层极坐标边缘检测的算法以获取舌体的粗略边缘,再使用Snake模型根据局部细节对舌体粗略边缘进行修正得到准确的舌体边缘.基于500幅舌图像进行的实验结果表明,该方法的分割正确率达到95.6%,是一种较有效的分割方法.     

基于小波变换的改进DDGVF医学图像分割算法

针对传统Snake模型不能很好地分割带有凹陷边缘图像的问题,提出了一种改进的结合小波的动态方向梯度向量流(简称DDGVF)模型.该算法首先利用小波变换的多尺度特性对待分割图像进行3层分解,然后在每层分解的图像下进行DDGVF算法的分割,不断获得更加精细准确的目标轮廓,最后达到准确分割.针对合成图像、含有噪声的图像和真实的CT以及MRI医学图像进行仿真实验.结果表明:改进算法能很好地解决传统Snake模型不能深入分割凹陷区域、捕获目标范围小等问题,并且具有分割时间较少的优点,是一种高效准确的医学图像分割算法.     

一种改进的B-Snake肝癌图像分割算法

针对肝癌CT图像特点,提出了一种改进的B样条曲线的Snake模型图像分割算法,该算法首先对腹部CT图像进行预处理,获得肝脏癌变部分的初始轮廓,再构造闭合B样条Snake模型,最后使用MMSE最小化外力变形模型以实现图像的准确分割。实验结果表明,该方法对于肝癌CT图像取得了肝脏癌变部分目标的良好分割效果。     

基于扩展邻域的动态方向GVF计算方法

采用基于动态方向梯度矢量流(GVF)分割边界不清晰、灰度分布不均图像时,GVF外力场中通过拉普拉斯算子的扩散作用,利用4邻域进行掩膜运算;但未充分利用图像信息形成光滑的矢量场,同时迭代次数较高。提出一种基于扩展邻域的动态方向GVF计算方法。新方法从掩膜的角度分析了梯度矢量流模型,通过采用更大的邻域的掩膜来代替原来的基于4邻域的掩膜,得到了基于扩展邻域的梯度矢量流的计算方法。新的计算方法仅仅需要较少的迭代次数就能得到较好的效果。     

基于改进活动轮廓模型的人脸分割

人脸图像往往轮廓边界模糊、梯度不明显,常规活动轮廓模型通常无法获得理想的分割效果。为实现准确的人脸轮廓定位及分割,结合人脸检测、活动轮廓模型和数学形态学算子提出一个基于曲线演化的人脸分割方案,并提出一个改进的活动轮廓模型,有效提高了人脸轮廓定位精度和算法收敛速度。实验结果表明该模型可以有效地检测出局部模糊或分断边界而且演化曲线不会断裂,能够获得较好的人脸分割结果;此外,本文提出的C-V模型的窄带实现方法使计算量减少60%。     

梯度矢量流的最优停止时间计算新方法

梯度矢量流(GVF)外力场解决了原始Snake模型捕捉范围小和对初始化敏感的缺点,其核心就是把图像边缘处的梯度矢量向周围进行扩散,从梯度矢量场生成一个光滑的矢量场。但是在扩散过程中,过多的扩散就会把图像的边界给冲垮,不能很好的保持图像的边缘等信息。因此,如何确定一个合适的扩散次数就是一个非常重要的问题,这就是被称作最优停止时间的问题。基于对GVF能量泛函的分析,提出了一种确定GVF最优停止时间的方法。实验证明,新方法得到的最优停止时间是有效的,取得了较好的效果。