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专利号: 2022116845394
申请人: 安阳师范学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于区域概率标签驱动主动轮廓的高分辨率图像分割方法,其特征在于,其步骤如下:步骤一:对原始高分辨图像IK进行下采样,得到一系列图像Ik,k∈{1,2,3,…K},从I1到IK分辨率递增;

步骤二:加载图像Ik并进行预处理,当k=1时,执行步骤三,当k>1时,执行步骤四,当k>K时,结束运算;

步骤三:通过交互方式确定初始轮廓,根据初始轮廓和图像Ik的大小初始化水平集函数Φ,并根据水平集函数Φ初始化统计参数;

步骤四:根据图像Ik的大小对由Ik‑1得到的水平集函数 进行上采样求得 并将Ik‑1的统计参数作为图像Ik的统计参数;

步骤五:基于水平集函数和统计参数计算区域概率标签,并在区域概率标签的驱动下更新分割轮廓;

步骤六:基于区域概率标签更新水平集函数和统计参数;

步骤七:判断是否满足停止条件,若不满足,返回步骤五;若满足,令k=k+1,当k>K时,运算结束,输出结果,否则,返回步骤二;

所述区域概率标签的计算方法为:

通过当前的水平集函数计算几何先验wi:w2=1‑w1

其中,ε为近似系数;φj为像素xj对应的水平集函数;

提出区域Student’s‑t分布:LSt

其中,p (xj|θi)表示区域概率分布,θi={μi,Σi,νi}为统计参数,μi为均值,Σi为方差矩阵,νi为自由度; 表示学生t分布函数,αj为以像素xj为中心的区域;将区域Student’s‑t分布带入Bayes公式,得到像素xj属于Ωi的区域概率标签:所述水平集函数的更新方法为:

其中 n表示第n次迭代,Δt表示时间步长,β和γ分别用来调节轮廓长度和面积在能量函数中的权重,表示梯度;

所述统计参数的更新方法为:

均值μi的更新公式为:

2

其中, 为统计分布的权重系数;d为像素xj的维度;Δji为Mahalanobis距离;

方差矩阵Σi的更新公式为:

自由度νi的更新公式为:

其中, 是伽玛函数Γ(·)对数的导数。

2.根据权利要求1所述的基于区域概率标签驱动主动轮廓的高分辨率图像分割方法,其特征在于,水平集函数和统计参数的初始化方法为:令图像的观测值d维变量xj服从多元Student’s‑t分布,j={1,2,...,N},Ωi是2D图像空间,i∈{1,2},并且每个像素xj∈Ωi,对于每个像素有:其中,S(xj|θi)表示分布函数,θi={μi,Σi,νi}为统计参数,μi为均值,Σi为方差矩阵,2

νi为自由度;Γ(·)是Gamma函数, Δji为Mahalanobis距离:像素xj对应的水平集函数为φj∈R,当k=1,通过交互的方法进行初始化;

令H(·)表示Heaviside阶跃函数:对均值μi进行初始化:

对方差矩阵Σi进行初始化:

对自由度νi进行赋初值:ν1=ν2=1。

3.根据权利要求2所述的基于区域概率标签驱动主动轮廓的高分辨率图像分割方法,其特征在于,步骤四的实现方法为:当k>1时,图像Ik的水平集和统计参数由图像Ik‑1的分割结果来确定,其具体方法为:首先通过Ik‑1得到的水平集函数 根据Ik的大小对水平集函数 进行上采样得到将图像Ik‑1的统计参数作为Ik进行分割的统计参数的起始值:经过上述初始化后,对图像Ik进行新一轮的分割。