[发明专利]基于水平集函数的图像处理

权利要求书

1.一种将表示图像的输入数字图像数据处理为输出数字图像数据的方法，包括以下步骤：

提供（100）输入图像数据；

提供并初始化（200）水平集函数以表示输出数字图像数据的近似值；

提供（300）速度函数；

确定（400）与水平集函数的图像点相关的演化方向趋势图，所述趋势图包括与所述图像点关联的一个或多个趋势方向，使得每个所述图像点都具有关联的趋势方向；

利用速度函数和演化方向趋势图来更新（500，520）水平集函数，使得在速度函数的速度与关联的趋势方向不符的图像点上排除速度函数对水平集函数的更新的贡献；以及

基于水平集函数提供（700）输出数字图像数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于更新水平集函数的步骤被重复执行至少一次。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于更新水平集函数的步骤被重复执行，直到演化条件满足。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于演化条件基于在更新水平集函数的步骤中有多少个图像点被排除和/或基于更新水平集函数的步骤被执行的迭代次数。

5.根据权利要求3-4中任一项所述的方法，其特征在于满足演化条件包括预定数量或用户输入确定的数量的图像点在更新水平集函数的步骤中被排除，和/或更新水平集函数的步骤已被执行预定次数或用户输入确定的次数的迭代。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于更新水平集函数的步骤还包括将速度函数的速度与关联的趋势方向不符的图像点从更新水平集函数的步骤中排除。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于更新水平集函数的步骤还包括：如果将被排除的图像点位于被更新了的图像点的局部邻域内，优选速度与关联的趋势方向一致的图像点，则仍利用速度函数对这样的被排除的图像点的水平集函数进行更新。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于演化方向趋势图是至少通过用户输入初始确定的或者是至少初始预定的。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于演化方向趋势图的一个或者多个趋势方向是通过基于速度函数的数值的计算来确定的。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于演化方向趋势图的一个或者多个趋势方向是通过利用由速度函数确定的速度的符号来计算的。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其特征在于演化方向趋势图的一个或者多个趋势方向是基于关联的图像点中的和/或其局部邻域中的速度函数的数值来计算的。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其特征在于演化方向趋势图包括与所有的或一组所述图像点关联的一个趋势方向。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其特征在于所述方法还包括以下步骤:

重复（600，620）确定演化方向趋势图的步骤和更新水平集函数的步骤至少一次。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于在将确定演化方向趋势图的步骤和更新水平集函数的步骤进行重复的步骤中的重复之后的确定演化方向趋势图包括改变一个或多个趋势方向中的至少一个。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于所述改变涉及转变为反方向，例如通过转变表示所述一个或多个趋势方向的值的符号。

16.根据权利要求13-15中任一项所述的方法，其特征在于将确定演化方向趋势图的步骤和更新水平集函数的步骤进行重复的步骤中的重复涉及将满足图像点收敛条件的图像点排除在更新之外。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，当在前一个或前几个更新期间水平集函数已改变小于优选预定或者用户输入确定的阈值时，图像点收敛条件被满足。

18.根据权利要求13-17中任一项所述的方法，其特征在于将确定演化方向趋势图的步骤和更新水平集函数的步骤进行重复的步骤还包括对于水平集函数的所有图像点或满足图像点收敛条件的图像点将水平集函数设定到基于最近的水平集函数值的值，例如当前和先前水平集函数值的平均值。