[发明专利]基于双活动轮廓模型的图像分割方法

权利要求书

1.一种基于双活动轮廓模型的图像分割方法，其特征在于按照如下步骤进行：

步骤1：初始化双轮廓水平集函数φ、ψ以及待分割图像I(x,y)，其中(x,y)为图像I的像素坐标点；

步骤2：计算双轮廓水平集函数φ、ψ的能量值E_DACM：

其中，μ₁,μ₂和λ₁,λ₂分别为正则化项和数据项的权值参数；f为基于区域或边缘信息的能量泛函项；

步骤3：利用有限差分法，更新双轮廓水平集函数φ、ψ：

其中，δ(φ)和δ(ψ)为双轮廓水平集函数φ和ψ的Dirac函数，div和分别为双轮廓水平集函数φ、ψ的散度和梯度算子，设置t为双轮廓水平集函数φ、ψ在演化过程中的迭代次数；

步骤4.检查演化曲线是否稳定收敛，若稳定收敛，则停止迭代；否则，转入步骤2；

步骤5：考虑区域信息，则

步骤5.1：设计区域能量泛函项如下：

f_reg(φ)＝∫H(φ)(I(x,y)-u₁)²dΩ+∫(1-H(φ))(I(x,y)-u₂)²dΩ             (3)

和

f_reg(ψ)＝∫H(ψ)(I(x,y)-v₁)²dΩ+∫(1-H(ψ))(I(x,y)-v₂)²dΩ                (4)

其中，u₁,v₁和u₂,v₂为演化曲线内外部的平均灰度值：

和

其中，*为卷积操作；

步骤5.2：利用有限差分法，得：

和

步骤5.3：交换u₁和v₁，插入公式(2),得到最终的水平集演化方程为：

步骤6：考虑边缘域信息，则

步骤6.1：设计边缘能量泛函项如下：

和

其中，g为边缘检测算子：G_σ*I为图像I与宽度σ的高斯滤波器的卷积操作。

步骤6.2：v为演化速度，决定演化曲线的移动方向，具体定义为：

其中，和和分别为内外部演化曲线φ和ψ的平均灰度值，ω为可调节的权值参数，可以设置为ω∈[0.1,0.3]；

步骤6.3：将所设计的边缘能量泛函插入公式(2)，得到最终的水平集演化方程为：