基于膜计算和图论的图像分割应用研究

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1、馨考袁冲忆士ｆ专业硕士学位论文表子胰计算和固论的固像分釗左用研堯姚冠君指导教师：王艳霞副教授学位类别：工程硕士专业领域：计算机技术二〇一八年四月重庆师范大学硕士学位论文基于膜计算和图论的图像分割应用研究硕士研究生：姚冠君指导教师：王艳霞副教授学科专业：计算机技术所在学院：计算机与信息科学学院重庆师范大学二〇一八年四月AThesisSubmittedtoChongqingNormalUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterApplicationofImageSegm

2、entationBasedonMembraneComputingandGraphTheoryCandidate:YaoGuanJunSupervisor:WangYanxia,AssociateProfessorMajor:ComputerTechnologyCollege:CollegeofComputerandInformationScienceChongqingNormalUniversityApril，2018独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已经发表或撰写过的研宄成

3、果，也不包含为获得重庆师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明。学位论文作者签名签字曰期：年（月曰＞｜｜７学位论文版权使用授权书木学位论文作者完全了解重庆师范大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。学位论文作者签名签字曰期：年月曰以４４１重庆师范大学硕士学位论文中文摘要基于膜计

4、算和图论的图像分割应用研究摘要图像分割是图像处理到图像分析与图像理解的关键技术，是计算机视觉领域低层次视觉中的基础问题之一。其将图像划分成若干区域并提取感兴趣目标物体，以方便图像内容的理解或图像信息的处理。目前，已有大量的图像分割算法被提出，并且广泛地应用于各种领域，如气象云图分析、交通图像分析、医疗影像分析、军事研究领域等。图论作为应用数学的一个分支，其主要研究对象为图，因图与图像之间具有良好的映射关系，使得基于图论的图像分割算法在近年来备受关注。其主要思想是将原始图像转换成带权无向图，图像中像素点映射为图中顶点，相邻像素之间的相似性或差异性对应边的权值。完成映射后，利用图论知识对图进

5、行划分，从而完成图像分割。该方法具有兼顾全局和局部，适用范围较广等优点，也存在计算时间较长等缺点。膜计算是仿生自然计算中新兴的一个学科分支，是一种新的具有并行性的计算模型(又称P系统)。它是从生命细胞的结构和作用、组织器官和细胞群的通信协作以及在分层结构中处理物质的方式中抽象得到的，具有非确定性、分布式和极大并行性等优点。本文将类细胞P系统应用到基于图论的图像分割中，提升基于图论的图像分割的效率，主要研究贡献体现于如下三方面：①研究现有图论在图像分割中的基本方法与实现，设计了一个基于膜计算和图论的图像分割算法，包括图像映射到图的参数选择方法、图边权计算方法。②研究现有膜计算模型的构建、规

6、则和应用等，结合图论理论，设计了符合本文算法的规则及传递机制，为P系统的具体实现奠定基础。③研究分析现有的P系统的方法、策略及实现，设计实现适合本文图像分割法的模拟器(P系统)。将该模拟器应用于具体的图像分割中，完成图像分割实验仿真。综上所述，本文通过将膜计算应用到基于图论的图像分割中，提升了基于图论的图像分割的效率，设计的模拟器扩展了膜计算在图像分割中的应用，也为其他领域解决类似问题提供解决思路。关键词：图像分割，膜计算，图论，最短路径I重庆师范大学硕士学位论文英文摘要ApplicationofImageSegmentationBasedonMembraneComputingandGr

7、aphTheoryABSTRACTImagesegmentationisakeytechnologyfromimageprocessingtoimageanalysisandunderstanding,andisoneofthebasicproblemsinlow-levelvisioninthefieldofcomputervision.Itdividestheimageintoseveralregionsandextractst