1.一种基于权重全局和局部拟合能量的模糊区域性活动轮廓模型,其特征在于:该模fr型的能量泛函由模糊区域型能量和边界能量构成;模糊区域型能量F 定义如下:fr m 2 m 2
F (u,g)=λ1∫Ω[u(x)]g(I(x)‑(αfo+βc1)) dx+λ2∫Ω[1‑u(x)]g(I(x)‑(αfb+βc2))dx其中,λ1、λ2是大于0的权重系数,I(x)为输入图像, 是边缘算子,c1和c2是图像像素均值,fo和fb分别表示为局部区域Ωx中内部区域和外部区域的灰度均值,u(x)是模糊成员函数,m是权重幂指数,m取值为1或2,α和β为大于0的数,且满足α+β=1,是边缘算子,梯度算子,Gσ是标准差为σ的高斯核函数,图像灰度值c1和c2定义如下:
fo和fb定义如下:
其中,像素y∈Ωx是以像素x为圆心的局部区域;通过给各像素构建局部空间权重ω(x,y):dis(x,y)表示像素x和像素y之间的距离,两常量fo和fb重写为:模糊区域型能量泛函的计算过程:对于整个图像域中的任一像素x,隶属度函数u(x)更新前后分别为u0(x)和un(x),即有u0(x)=∑Ωu0和un(x)=∑Ωun;因此,在整个图像域中的能量泛函的变化值ΔF(x)表达如下:边界能量定义如下:
其中,是哈密顿算子, 是 的梯度,l1和l2是大于0的系数,第一项是规则项,第二项是惩罚项;通过计算边界能量的导数,可得到:其中, 为Dirac delta函数,div为散度;
具体实施步骤如下:
(1)输入分割图像,设置初始化参数:权重系数λ1、λ2、α、β、l1和l2,最大迭代次数,局部矩形窗的半径,边缘检测算子g;
(2)初始化水平集函数:目标区域u0(x)=0.7,背景区域u0(x)=0.3;
(3)计算图像的灰度值c1和c2、像素值fo和fb:(4)参数更新:隶属度函数u(x),对应的新灰度值 和 新像素平均灰度值 和(5)根据如下公式计算模糊区域能量的变化差值:m m m m
其中,t1=∑Ω[u(x)] , t2=∑Ω[1‑u(x)] ,Δu2=(1‑un)‑(1‑u0) ,*是卷积运算;
如果ΔF(x)<0,用un(x)值代替u0(x),否则保持u0(x)原始值不变;
(6)基于边界能量,规则化伪水平集函数;
(7)重复步骤(4)‑(6)直至循环结束。