[发明专利]基于嵌入边界约束因子的局部主动轮廓图像分割方法

权利要求书

1.一种基于嵌入边界约束因子的局部主动轮廓图像分割方法，实现步骤如下：

(1)输入一幅大小为228×200像素的待分割图像；

(2)初始化轮廓曲线：

(2a)对待分割图像为紫外极光卵图像，采用基于随机霍夫变换的线性最小二乘方法进行初步分割，将初步分割结果的边界作为初始轮廓曲线；

(2b)对待分割图像为非紫外极光卵图像，用户根据待分割图像目标的边界画一条曲线作为初始轮廓曲线；

(3)构建局部区域：

在初始轮廓曲线上任意选择一个像素点，以所选像素点作为中心，以5个像素为边长组成一个正方形，将该正方形作为所选像素点的局部区域；

(4)计算局部区域中初始轮廓曲线内外像素点的灰度均值：

(4a)计算局部区域中初始轮廓曲线内像素点的灰度均值；

(4b)计算局部区域中初始轮廓曲线外像素点的灰度均值；

(5)按照下式，构建局部区域的边界因子；

K＝∑max((K1+K2),0)

其中，K表示边界约束因子，max表示最大操作，K1表示局部区域中初始轮廓曲线内边界约束因子，K2表示局部区域中初始轮廓曲线外边界约束因子，∑表示求和操作，I(p)表示局部区域中所选的第p个像素的灰度值，表示局部区域中初始轮廓曲线内像素点的灰度均值，表示局部区域中初始轮廓曲线外像素点的灰度均值；

(6)根据边界因子，构建局部区域的能量函数；

(7)在局部区域内部构建几何图：

(7a)在局部区域内任意选择一个像素作为普通顶点；

(7b)将局部区域中标号为1的像素点作为第一终端顶点，将局部区域中标号为0的像素作为第二终端顶点；

(7c)将普通顶点与普通顶点的连线作为第一种边，将普通顶点分别与第一终端顶点、第二终端顶点的连线作为第二种边；

(7d)将第一种边的权值设置为局部区域的能量函数值；

(7e)判断第二种边是否满足权值条件，若是，将普通顶点与第一终端顶点连成的边的权值设置为9×10⁹，否则，将普通顶点与第二终端顶点连成的边的权值设置为9×10⁹；

(7f)判断是否选完局部区域中的所有像素，若是，则执行步骤(7g)，否则，执行步骤(7a)；

(7g)以普通顶点和终端顶点作为几何图的顶点，以第一种边和第二种边作为几何图的边，以第一种边的权值和第二种边的权值作为几何图边的权值，构建局部区域的几何图；

(8)优化局部区域的能量函数：

(8a)采用最大流-最小割方法，获得几何图中的最小割；

(8b)若第二种边在最小割中，则将第二种边中对应的普通顶点的标号更新为1，否则，更新为0；

(8c)根据普通顶点的标号，更新局部区域的能量函数，驱动局部区域内的轮廓曲线向待分割图像的边界演化；

(8d)判断当前的局部区域的能量函数是否达到最小值，若是，则分割完当前局部区域，执行步骤(9)，否则，执行步骤(8a)；

(9)判断是否分割完所有的局部区域，若是，则执行步骤(10)，否则，执行步骤(3)；

(10)输出分割图像。

2.根据权利要求1所述的基于嵌入边界约束因子的局部主动轮廓图像分割方法，其特征在于，步骤(4a)中所述的局部区域中初始轮廓曲线内像素点的灰度均值是由下式计算得到的：

其中，表示局部区域中初始轮廓曲线内像素点的灰度均值，l_p为第p个像素的标号，若第p个像素在轮廓曲线内，l_p取值为1，若第p个像素在轮廓曲线外，l_p取值为0。

3.根据权利要求2所述的基于嵌入边界约束因子的局部主动轮廓图像分割方法，其特征在于，步骤(4b)中所述的局部区域中初始轮廓曲线外像素点的灰度均值是由下式计算得到的：

其中，表示局部区域中初始轮廓曲线外像素点的灰度均值。