交互式图像分割方法的研究.pdf

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1、交互式图像分割方法的研究高岩2015年01月中图分类号：TP391.4UDC分类号：004交互式图像分割方法的研究作者姓名高岩学院名称计算机学院指导教师刘峡壁副教授答辩委员会主席陆耀教授申请学位工学硕士学科专业计算机科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年01月ResearchonInteractiveImageSegmentationCandidateName：YanGaoSchoolorDepartment:ComputerScienceandTechnologyFacultyMentor:AssociateProf.XiabiLiuChair,ThesisCom

2、mittee：Prof.YaoLuDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：ComputerScienceandTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefense：January,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所

3、做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要随着数字图像的广泛应用，各种图像处理技术，如图像分割、图像增强、模式识别等在人们的生活中起着日益重要的作用。而在众多的图像处理技术中，图像分割作为其他图像处理技术的基础和前提，在图像处理中具有举足轻重的作用。传统的图像分割方法通常是一个全自动的过程。然而由于计算机的理解能力有限，一般而言，传统的图像分割方法很难从图像中提取出具有高层语义的目标物体。因此，本文将着眼于需要用户有一定参与度的交互式图像分割方法的研究。相比于自动图像分割，交互式图像分割最大的优点在于，由于加入了用户主观

4、的指导，使得许多因为数据歧义而很难解决的问题变得定义清晰，再辅以针对性的算法，能够高效而准确地解决传统算法耗时长且分割结果粗糙的问题，具有较高的研究价值。本文的研究工作主要包括以下三个方面：（1）本文研究的第一个重点是基于统计建模和图割理论的交互式图像分割方法的研究。为了便于使用，本文中均采用画矩形框的交互方式。在这种交互模型下，充分结合统计建模对图像全局特性的描述能力和图割优化方法对图像全局和局部特性结合的优势，来有效的解决图像分割问题。基于上述思想，本文中提出了两种交互式图像分割方法：一种是基于贝叶斯分类器和随机游走的分割方法，另一种是基于贝叶斯分类器和最短路径的分割方法。（2）

5、为了克服单一特征在解决图像分割问题中存在的局限性，更为了进一步提高分割准确率，本文研究的第二个重点是面向交互式图像分割的多特征融合算法的研究。在本文中，我们对图像的颜色、纹理、梯度和位置等多种特征，通过采用基于D-S证据理论的方法来实现特征融合，并最终通过与本文中提出的分割算法进行有效结合，来达到提高算法分割准确率的目标。（3）本文研究的第三个重点是将本文中提出的分割算法有效的移植到移动终端，使其更好的服务于移动应用程序中。为了使分割算法适应移动终端受限的软硬件条件，本文对两种分割算法均进行了不同程度的存储优化和计算优化。最后在基于Android操作系统的移动手机上，对分割算法的实时

6、性和实用性进行了详细的测试。本文中的所有实验均在Berkeley和PIBS医学图像两个数据集上进行，并通过与其他多种不同的分割方法进行对比试验，来验证本文中提出的交互式图像分割方法以及多特征融合方法的有效性。实验结果表明，相比于GrabCut和PIBS方法，本文提出的分I北京理工大学硕士学位论文割算法具有更高的分割准确率和分割效率。此外，在移动应用中，本文中提出的分割算法可以基本满足实时性和实用性的需求。关键词：交互式图像分割贝叶斯分类器图割优化多特征融合D-S证据理论移动计算II北京理工大学硕士学位论文AbstractWiththeapplicationofdigitalimage

7、swidelyused,avarietyofimageprocessingtechniques,suchasimagesegmentation,imageenhancement,patternrecognitionetc.,playanincreasinglyimportantroleinourlives.Whileimagesegmentationasthefoundationandprerequisiteoftheotherimageprocessin