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Mumford-Shah模型在图像分割中的研究 被引量:10
1
作者 冯志林 尹建伟 +1 位作者 陈刚 董金祥 《中国图象图形学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2004年第2期151-158,共8页
介绍了图像分割中的 Mumford- Shah(MS)模型 ,提出了一种新的 MS模型的数值求解方法。首先在数学上指出了 MS泛函弱解在 SBV函数空间中的存在性 ,然后讨论了计算弱解的数值逼近方法。为了得到 MS泛函的数值解 ,首先定义了自适应三角剖... 介绍了图像分割中的 Mumford- Shah(MS)模型 ,提出了一种新的 MS模型的数值求解方法。首先在数学上指出了 MS泛函弱解在 SBV函数空间中的存在性 ,然后讨论了计算弱解的数值逼近方法。为了得到 MS泛函的数值解 ,首先定义了自适应三角剖分空间上的离散型 MS泛函 ,然后在每次迭代前对有限元网格进行相应的自适应调整 ,接着采用拟牛顿最小化方法 ,并通过收敛意义上的离散有限元逼近 ,得到离散型 MS泛函在每次迭代中的最小值。实验结果表明 ,该方法适合含噪图像的分割 。 展开更多
关键词 Mumford-shah泛函 有限元 三角剖分 有界变分 MUMFORD-shah模型 图像分割
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一种基于分层Mumford-Shah模型的颅脑图像分割方法 被引量:1
2
作者 樊养余 薛耿剑 +1 位作者 田沄 郝重阳 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2006年第1期112-113,122,共3页
在介绍简化Mum ford-Shah模型和水平集(Level Set)方法的基础上,针对颅脑多目标分割问题,提出了一种基于分层Mum ford-Shah模型的图像分割方法,并运用改进图像分割方程进行计算求解,对颅脑MR图像的分割实验证明了该方法的有效性。
关键词 颅脑图像分割 MUMFORD-shah模型 水平集方法 分层Mumford—shah模型
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基于Mumford-Shah模型的快速水平集图像分割方法 被引量:125
3
作者 李俊 杨新 施鹏飞 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第11期1175-1183,共9页
该文对Chan-Vese提出的基于Mumford-Shah模型的水平集分割图像的算法做了两方面的改进:首先改进了C-V方法的偏微分方程,使得C-V方法可以快速计算出全局最优分割;其次,采用源点映射扫描方法来快速计算符号距离函数,克服了常规水平集方法... 该文对Chan-Vese提出的基于Mumford-Shah模型的水平集分割图像的算法做了两方面的改进:首先改进了C-V方法的偏微分方程,使得C-V方法可以快速计算出全局最优分割;其次,采用源点映射扫描方法来快速计算符号距离函数,克服了常规水平集方法中构造符号距离函数计算量大的缺点,并结合该文所提出的基于快速步进法生成符号表的方法,进一步提高了计算稳定性.两方面的改进提高了计算的速度和分割效果,试验统计结果显示,对于512×512的大幅图像,一般只需要10次左右的迭代就可以得到最优的分割效果.对合成图像、生物医学图像的分割结果表明了本文方法的稳健、快速. 展开更多
关键词 MUMFORD-shah模型 图像分割 水平集方法 符号距离函数 图像处理 计算机视觉
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一种基于Mum ford-Shah模型的脑肿瘤水平集分割算法 被引量:10
4
作者 张治国 周越 谢凯 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1955-1958,1962,共5页
提出了一种新的基于Mumford-Shah模型的脑肿瘤水平集分割方法.它能提供一客观的、可重复的脑肿瘤分割,且分割结果和专家人工分割结果很接近.它可以用来探测边界不一定由梯度来定义的对象,也能自动探测内部轮廓.通过对来自2个病人的共42... 提出了一种新的基于Mumford-Shah模型的脑肿瘤水平集分割方法.它能提供一客观的、可重复的脑肿瘤分割,且分割结果和专家人工分割结果很接近.它可以用来探测边界不一定由梯度来定义的对象,也能自动探测内部轮廓.通过对来自2个病人的共42个(含有或不含水肿)脑肿瘤MR I切片进行分割来评价该算法的效率,结果取得了令人满意的效果.用匹配的百分比(PM)和一致率(CR)来定量评价分割的质量,结果肿瘤分割的PM和CR分别为93.20%和0.92,水肿分割的PM和CR分别为97.33%和0.76,满足临床的需要. 展开更多
关键词 脑肿瘤 医学图像分割 Mumford—shah模型 水平集
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基于简化Mumford-Shah模型的水平集图像分割算法 被引量:11
5
作者 王怡 周明全 耿国华 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2006年第8期1848-1850,1853,共4页
为解决传统图像分割方法受噪声和边界轮廓影响而使分割效果不佳问题,基于简化的Mum ford-Shah模型的水平集图像分割算法通过将曲线嵌入水平集函数,利用函数的求解以达到曲线演化和图像分割的目的。试验表明此分割算法与初始轮廓线位置... 为解决传统图像分割方法受噪声和边界轮廓影响而使分割效果不佳问题,基于简化的Mum ford-Shah模型的水平集图像分割算法通过将曲线嵌入水平集函数,利用函数的求解以达到曲线演化和图像分割的目的。试验表明此分割算法与初始轮廓线位置无关、不受边界轮廓线连续性限制、对图像噪声具有很强的鲁棒性,对均质灰度目标分割效果良好。 展开更多
关键词 Mumford—shah模型 水平集 图像分割
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基于梯度的混合Mumford-Shah模型医学图像分割 被引量:13
6
作者 朱峰 宋余庆 +1 位作者 朱玉全 郭依正 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第24期200-202,共3页
针对C-V法的水平集图像分割法缺少局部控制能力等问题,将基于边缘的几何主动轮廓线模型和基于区域的C-V法两者结合起来,提出了基于梯度的混合Mumford-Shah图像分割模型HMSG。给出了HMSG模型的参数设置准则,在分割的初期加大模型中全局... 针对C-V法的水平集图像分割法缺少局部控制能力等问题,将基于边缘的几何主动轮廓线模型和基于区域的C-V法两者结合起来,提出了基于梯度的混合Mumford-Shah图像分割模型HMSG。给出了HMSG模型的参数设置准则,在分割的初期加大模型中全局特征项的权值,在分割的后期则加大局部特征项的权值,以提高模型的图像分割能力。对合成图像与医学图像的分割实验结果表明,该方法优于C-V方法对于含有噪声和边缘模糊的非二值图像的分割,能够较为准确地提取图像边界,可以有效提高图像分割整体性能。 展开更多
关键词 图像分割 MUMFORD-shah模型 水平集方法 梯度
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形状统计Mumford-Shah模型的MR图像左心室外轮廓分割 被引量:3
7
作者 陈强 王平安 夏德深 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第11期2044-2051,共8页
左心室的分割是左心室运动重建的前提,分割的精度直接影响重建的真实性.由于左心室外轮廓存在弱边界,甚至边界的断裂,使得精确分割左心室外轮廓变得相当困难.文章在详细分析左心室外轮廓的基础上,采用了形状统计Mumford-Shah模型的分割... 左心室的分割是左心室运动重建的前提,分割的精度直接影响重建的真实性.由于左心室外轮廓存在弱边界,甚至边界的断裂,使得精确分割左心室外轮廓变得相当困难.文章在详细分析左心室外轮廓的基础上,采用了形状统计Mumford-Shah模型的分割方法,同时对原模型做了如下两点改造:(1)用期望最大(EM)算法求得图像中每点属于心肌的后验概率,通过此后验概率构造“伪灰度”图像来替代原灰度图像,以达到目标与背景灰度呈阶跃型分布的目的;(2)用边缘图替代Mumfor-Shah模型中的梯度项,以增强弱边缘,提高分割精度.实验结果证明,此方法可以有效地改进分割精度,适合整个心动周期. 展开更多
关键词 Mumford—shah模型 形状统计 EM算法 MR图像分割 活动轮廓模型
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基于多层Mumford-Shah向量模型的彩色视乳头图像杯盘重建、分割与度量 被引量:11
8
作者 刘国才 王耀南 全惠敏 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期700-707,712,共9页
基于多层Mumford-Shah向量值图像分割、去噪与重建模型(HMSMv)和光滑样条曲线拟合技术,提出了一种用于计算机辅助青光眼诊断的视乳头图像视杯和视盘重建、分割与度量的新方法。首先,采用HMSMv分割和重建视杯和视盘;然后,基于重建的视乳... 基于多层Mumford-Shah向量值图像分割、去噪与重建模型(HMSMv)和光滑样条曲线拟合技术,提出了一种用于计算机辅助青光眼诊断的视乳头图像视杯和视盘重建、分割与度量的新方法。首先,采用HMSMv分割和重建视杯和视盘;然后,基于重建的视乳头图像,结合青光眼视乳头图像杯、盘的先验知识,提取视杯和视盘特征矩形和边缘特征点;最后,采用光滑样条曲线拟合技术,重建被血管遮挡的视杯和视盘部分边缘,并计算杯盘比等病理特征参数值。不同青光眼病人的视乳头图像杯盘重建、分割与度量实验结果表明,该方法能克服噪声污染、血管遮挡、光照不均匀、对比度小、个体间差异大等视网膜图像分割中固有的困难,并有效重建、分割与度量青光眼彩色视乳头图像中的视杯和视盘。 展开更多
关键词 青光眼 视乳头 视网膜图像 MUMFORD-shah模型 水平集方法
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基于窄带Mumford-Shah模型的图像分割方法(英文) 被引量:5
9
作者 王峥 杨新 施鹏飞 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期161-166,共6页
在结合Mumford Shah模型和水平集方法中的窄带解法优点的基础上 ,提出了一种新的图像分割模型 .Mumford Shah模型虽然具有良好的图像分割结果 ,但是其每次迭代过程都需要对所有图像数据进行计算 ,因而很费时 ,导致这种方法不适用于大的... 在结合Mumford Shah模型和水平集方法中的窄带解法优点的基础上 ,提出了一种新的图像分割模型 .Mumford Shah模型虽然具有良好的图像分割结果 ,但是其每次迭代过程都需要对所有图像数据进行计算 ,因而很费时 ,导致这种方法不适用于大的图像数据 ,特别是三维图像的分割 .本文通过一种新的初始化方法把Mumford Shah模型和水平集中的窄带解法结合在一起 .这种新的初始化方法是通过在特定条件下简化快速行进法得到的 .通过去除快速步进法中费时的排序过程 ,使得初始化的计算时间只有O(N) .窄带Mumford Shad模型把分割计算限制在窄带范围内 ,避免了大量的计算 ,但取得了与原始的Mumford Shah模型相同的分割效果 .实验结果表明基于快速步进法的初始化方法是可行的 ,而窄带M S分割模型一次迭代计算的时间比原M 展开更多
关键词 图像分割 MUMFORD-shah模型 水平集方法 窄带法 图像处理 三维图像
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基于Mumford-Shah模型和G空间的图像结构纹理分解 被引量:2
10
作者 王超 方璐 +1 位作者 叶凤芹 叶中付 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2008年第1期17-22,共6页
构造了一个变分问题来实现图像的纹理结构分解。其中结构成分用分段光滑的函数(即Mumford-Shah模型)刻画,纹理部分用振荡函数(G空间)来描述。由于Mumford-Shah模型将结构成分显式地描述为分段光滑函数,在非结构边缘点处的梯度采用L2范... 构造了一个变分问题来实现图像的纹理结构分解。其中结构成分用分段光滑的函数(即Mumford-Shah模型)刻画,纹理部分用振荡函数(G空间)来描述。由于Mumford-Shah模型将结构成分显式地描述为分段光滑函数,在非结构边缘点处的梯度采用L2范数约束,故相对于全变差(Total variation,TV,梯度的L1范数)的分解方式,很好地克服TV带来的阶梯效应;G空间本身定义的纹理函数的振荡特性保证了分解的结构成分中含有更少的纹理信息。实验表明,无论相对于经典的TV-L2分解还是TV-G分解,本文方法均体现出了很好的分解性能。 展开更多
关键词 结构-纹理分解 变分问题 Mumford—shah模型 振荡函数
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面向彩色图像恢复与边缘检测的Mumford-Shah推广模型研究 被引量:9
11
作者 肖亮 吴慧中 韦志辉 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期286-295,共10页
将Ambrosio和Tortorelli提出的Mumford-Shah椭圆泛函逼近模型推广到彩色图像情形.推广模型将彩色图像建模为黎曼流形上的嵌入曲面,据此将刻画不同颜色通道间方向梯度差异的物理量———向量积项引入能量泛函中目标的正则化部分,进而建... 将Ambrosio和Tortorelli提出的Mumford-Shah椭圆泛函逼近模型推广到彩色图像情形.推广模型将彩色图像建模为黎曼流形上的嵌入曲面,据此将刻画不同颜色通道间方向梯度差异的物理量———向量积项引入能量泛函中目标的正则化部分,进而建立了新的能量泛函.从理论上证明了新能量泛函的Gamma收敛性,推导了最优化能量泛函所满足的欧拉-拉格朗日方程.利用最速下降法,提出了推广模型的一种有限差分方法.理论分析和实验结果都表明:传统的直接将灰度图像的Mumford-Shah模型推广到向量图像情形,往往存在孤立对待每个通道的问题,而该文推广模型能够精细刻画各通道之间的相关性和相互影响,在图像恢复和分割效果上都大大优于传统的直接推广的模型. 展开更多
关键词 向量值图像Mumford-shah模型 椭圆泛函逼近 曲面方法 彩色图像 图像恢复 边缘检测
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Mumford-Shah模型在卫星云图分割中的应用 被引量:9
12
作者 费文龙 吕红 韦志辉 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2009年第4期598-603,共6页
利用Mumford-Shah模型对卫星云图进行分割和识别。根据卫星云图自身的特征,提出了基于核心灰度的Mumford-Shah模型,并用此模型分割出了单通道卫星云图中的高云、中云和低云。同时提出了一种基于核心灰度的Mumford-Shah模型的向量图像分... 利用Mumford-Shah模型对卫星云图进行分割和识别。根据卫星云图自身的特征,提出了基于核心灰度的Mumford-Shah模型,并用此模型分割出了单通道卫星云图中的高云、中云和低云。同时提出了一种基于核心灰度的Mumford-Shah模型的向量图像分割方法,对两个通道的卫星云图进行分割,更加准确地识别出中低云系在红外通道和可见光通道中的位置。 展开更多
关键词 卫星云图 图像分割 MUMFORD-shah模型 向量图像
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一种基于Mumford-Shah模型的红外图像边缘检测方法 被引量:3
13
作者 方亮 陆佳佳 +2 位作者 叶玉堂 杨先明 成志强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期566-570,共5页
Chan-Vese模型是一种优秀的简化Mumford-Shah模型。然而Chan-Vese模型是以两个同质区域为基础建立的,这并不符合红外图像的特点,导致直接应用该模型处理红外图像时可能失败。针对这一问题,提出了一种适用于红外图像边缘检测的改进Mumfor... Chan-Vese模型是一种优秀的简化Mumford-Shah模型。然而Chan-Vese模型是以两个同质区域为基础建立的,这并不符合红外图像的特点,导致直接应用该模型处理红外图像时可能失败。针对这一问题,提出了一种适用于红外图像边缘检测的改进Mumford-Shah模型,并对该模型中目标边缘的保持、停止准则的建立及算法速度的提高作了详细讨论。实验表明,改进Mumford-Shah模型能够克服Chan-Vese模型在对红外图像边缘检测时不能跨越过渡区域的缺点,有效地检测出目标边缘。 展开更多
关键词 MUMFORD-shah模型 CHAN-VESE模型 红外图像 边缘检测
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基于Mumford-Shah模型的水上桥梁目标分割与识别 被引量:5
14
作者 闵莉 唐延东 史泽林 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期499-504,共6页
在桥梁知识的基础上,从河流和陆地的区域特性出发,提出了一种基于MumfordS-hah(MS)模型的水上桥梁分割算法。首先对MumfordS-hah模型中的区域权重进行相关性定义,实现对水域的分割,然后根据桥梁与河流区域边界的几何位置关系实现对桥梁... 在桥梁知识的基础上,从河流和陆地的区域特性出发,提出了一种基于MumfordS-hah(MS)模型的水上桥梁分割算法。首先对MumfordS-hah模型中的区域权重进行相关性定义,实现对水域的分割,然后根据桥梁与河流区域边界的几何位置关系实现对桥梁目标的提取和识别。实验表明,该算法能够实现对水上桥梁目标的提取,尤其对远距离小目标水上桥梁及灰度梯度较弱图像的桥梁分割更有效。 展开更多
关键词 MUMFORD-shah LEVEL SET 水上桥梁识别
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基于Mumford-Shah理论的最小生成树图像分割方法 被引量:15
15
作者 叶伟 王远军 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期1127-1133,共7页
基于最小生成树的图像分割方法虽然具有较快的分割速度,然而这类方法的结果较为粗糙、冗杂.结合Mumford-Shah理论,提出了一种优化的方法.通过考虑图像中区域间的结合程度以及各区域的几何性质,计算区域间基于结合度的权值并将之加入到... 基于最小生成树的图像分割方法虽然具有较快的分割速度,然而这类方法的结果较为粗糙、冗杂.结合Mumford-Shah理论,提出了一种优化的方法.通过考虑图像中区域间的结合程度以及各区域的几何性质,计算区域间基于结合度的权值并将之加入到最小生成树图像分割方法的区域合并判断公式中,使相互结合较好的区域更易于合并.该方法能够在保留目标区域间较弱边缘的同时,很好地合并目标区域内部结合较好的区域,并得到简洁平滑的轮廓. 展开更多
关键词 图像分割 区域划分 Mumford-shah理论 最小生成树
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基于Mumford-Shah模型的图像快速分割方法 被引量:2
16
作者 张博 苏永利 张书玲 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第12期193-194,204,共3页
针对传统的Mumford-Shah(M-S)模型在图像分割的每一次迭代中都需要另外求解两个椭圆型方程,从而使得算法的执行效率大大降低的缺点,利用分片常函数代替M-S模型中的待优化输出图像,简化了曲线演化的过程,避免了额外计算,有效地提高了算... 针对传统的Mumford-Shah(M-S)模型在图像分割的每一次迭代中都需要另外求解两个椭圆型方程,从而使得算法的执行效率大大降低的缺点,利用分片常函数代替M-S模型中的待优化输出图像,简化了曲线演化的过程,避免了额外计算,有效地提高了算法的执行速度。实验表明,该方法在图像分割效果方面与传统方法没有明显差别,但是程序的运行速度方面却远远优于传统方法。 展开更多
关键词 Mumford—shah模型 水平集 分片常函数
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基于简化Mumford-Shah模型的水平集红外图像分割算法 被引量:4
17
作者 张柳 梅雪 林锦国 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2008年第4期885-887,共3页
由于红外图像大多具有目标模糊,对比度低的特点,传统的分割方法容易受到噪声和边界轮廓的影响而导致分割效果不佳,提出了一种基于简化Mumford-Shah模型的水平集红外图像分割算法。该算法能够通过将初始闭合曲线嵌入水平集函数,利用函数... 由于红外图像大多具有目标模糊,对比度低的特点,传统的分割方法容易受到噪声和边界轮廓的影响而导致分割效果不佳,提出了一种基于简化Mumford-Shah模型的水平集红外图像分割算法。该算法能够通过将初始闭合曲线嵌入水平集函数,利用函数的求解从而达到图像分割的目的。仿真实验结果表明,该分割算法与初始轮廓线位置无关,受边界轮廓线和图像噪声的影响较小,具有较强的鲁棒性,在目标与背景灰度级差别较小的红外图像的分割中取得了较好的效果。 展开更多
关键词 MUMFORD-shah模型 水平集 曲线演化 红外图像 图像分割
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基于混合梯度最小化Mumford-Shah模型的高维滤波算法 被引量:2
18
作者 李波 苏卓 +2 位作者 冷成财 王胜法 罗笑南 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期2926-2935,共10页
为解决高维滤波中存在的边缘特征模糊和细节保持问题,创新性提出了一种基于混合梯度最小化Mumford-Shah模型的平滑算法.通过最小化包含梯度的L0、L1范数的正则化函数,实现边缘保持和局部光滑的滤波分解效果.从二维图像来看,梯度的L0范... 为解决高维滤波中存在的边缘特征模糊和细节保持问题,创新性提出了一种基于混合梯度最小化Mumford-Shah模型的平滑算法.通过最小化包含梯度的L0、L1范数的正则化函数,实现边缘保持和局部光滑的滤波分解效果.从二维图像来看,梯度的L0范数刻画了图像中非光滑像素的个数,最小化梯度的L0范数可以实现图像分片同质的效果,即可对应Mumford-Shah模型中要求的边缘内部尽量均匀;梯度的L1范数,即全变差项,刻画了图像中所有水平集的长度,最小化梯度的L1范数可以实现控制图像边缘锐利度的目的,即Mumford-Shah模型中关于图像边缘保持的约束.由于Mumford-Shah模型具有鲁棒的信号平滑和边缘特征描述能力,因此在进行高维信号分解等处理时,可以取得良好分离效果.实验结果表明,混合梯度Mumford-Shah模型在滤波过程中可以实现边缘保持和纹理平滑相统一的特性,获得优异的图像结构纹理分解效果,对多个图像应用的处理效果有显著的提升,在三维网格数据上也获得良好的去噪性能. 展开更多
关键词 边缘保持 纹理平滑 梯度最小化 MUMFORD-shah模型
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基于知识的多层Mumford-Shah向量值图像分割模型 被引量:4
19
作者 刘国才 王耀南 段宣初 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期356-363,共8页
针对多层Mumford-Shah模型不能正确分割对比度小且部分被遮挡的复杂医学图像问题,将目标形状先验知识窄带水平集统计形状模型集成到多层Mumford-Shah模型,提出了基于目标形状先验知识的多层Mumford-Shah向量值图像分割模型和求解该图像... 针对多层Mumford-Shah模型不能正确分割对比度小且部分被遮挡的复杂医学图像问题,将目标形状先验知识窄带水平集统计形状模型集成到多层Mumford-Shah模型,提出了基于目标形状先验知识的多层Mumford-Shah向量值图像分割模型和求解该图像分割模型泛函最小值的水平集逐层迭代算法.实验结果表明,该方法能够有效分割对比度小且部分被血管遮挡的早期青光眼病人视乳头图像. 展开更多
关键词 统计形状模型 多层Mumford-shah模型 水平集方法 最小分割问题 医学幽像处理
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一种结合FCM的Mumford-Shah混合模型MR图像分割方法 被引量:4
20
作者 温铁祥 杨丰 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期393-397,414,共6页
为了实现MR图像中多目标感兴趣区域的提取,提高MR分割精度。提出一种在Mumford-Shah混合模型中耦合模糊C均值聚类(FCM)的MR图像分割方法。首先,采用FCM对图像进行预分割,解决初始零水平集曲线的定位问题;其次,在Mumford-Shah混合模型的... 为了实现MR图像中多目标感兴趣区域的提取,提高MR分割精度。提出一种在Mumford-Shah混合模型中耦合模糊C均值聚类(FCM)的MR图像分割方法。首先,采用FCM对图像进行预分割,解决初始零水平集曲线的定位问题;其次,在Mumford-Shah混合模型的保真项中耦合感兴趣区域的FCM信息。所提取方法对脑白质、脑灰质、脑室平均重叠率分别为76.05%、72.61%和71.18%,而使用FCM方法分别为64.77%、62.38%和60.79%。实验结果表明:与FCM区域信息结合的Mumford-Shah模型在MR图像分割处理中有较高的分割精度与抗噪声能力。 展开更多
关键词 图像分割 MRI MUMFORD-shah模型 FCM 水平集
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