[发明专利]一种基于保持形状凸性水平集模型的分割方法

摘要

一种基于保持形状凸性水平集模型的分割方法，首先获取待分割图像，对待分割图像进行粗分割得到二值图像，再利用二值图像构建初始水平集函数并准确分割出目标边界。本发明提出使用保持形状凸性水平集模型的方式提取边界，可以保证水平集曲线在水平集函数迭代演化过程中保持凸性，利用构建的演化公式迭代更新水平集函数并提取0水平集得到边界分割曲线，构建的演化方程能够在曲线演化过程中避免曲线边界的泄漏，具有保持面积的倾向；针对双层边界的目标对象，本发明还将演化公式进行转换构建了双水平集函数的演化公式，利用双水平集函数的演化公式迭代更新水平集函数并提取0水平集和k水平集能够得到内外两条边界分割曲线。

主权项

1.一种基于保持形状凸性水平集模型的分割方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、获取待分割图像；步骤2、粗分割待分割图像中的目标对象得到二值图像；步骤3、分割目标对象得到目标对象的边界分割曲线，具体方法为：3.1、利用步骤2得到的二值图像构建初始水平集函数φ₀：c为常数，前景表示目标区域；设置水平集方法参数α、λ、β，其中‑5≤α≤0，0≤λ≤8，β≥0；3.2、构建水平集函数的演化公式，包括如下步骤：(a)、计算曲率κ：其中，φ表示水平集函数，表示梯度算子，div表示散度算子；根据曲率κ引入一个关于曲率的符号函数S(κ)：对符号函数S(κ)做高斯卷积得到平滑后的符号函数S(κ)′：S(κ)′＝S(κ)*G_σ其中，*表示卷子操作，G_σ表示标准差为σ的高斯函数；(b)、计算0水平集上的平均曲率κ_Ave0：(c)、构建保凸项(κ‑κ_Ave0)δ(φ)；(d)、根据距离正则模型的演化公式，结合平滑后的符号函数S(κ)′、平均曲率κ_Ave0和保凸项(κ‑κ_Ave0)δ(φ)构建水平集函数演化公式：其中，g是边界指示函数，δ(φ)是狄拉克函数，μ、ν为常系数；3.3、根据水平集函数演化公式更新水平集函数，当迭代次数到达上限时停止，提取0水平集得到目标对象的边界分割曲线。