基于图论的交互式图像分割算法研究.pdf

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1、仪器仪表用户doi：10．3969／j．issn．1671·1041．2010．01．003基于图论的交互式图像分割算法研究王银玲，王晶，范立南(沈阳大学信息工程学院。沈阳110044)摘要：交互式图像分割方法的应用越来越广泛，本文提出了一种新的2图的构建基于图割的交互式图像分割方法。该方法将像素的灰度信息和空间信加权无向图的构建是利用图割理论进行图像分割的关键息结合起来建立图模型，利用预流算法快速计算出该模型的最小割集。技术，关系算法的成败。有些算法直接将整个图像映射到图中，实现图像分割。有效地降低了运算的时间复杂度。提高了分割准确度。图像

2、的每两个像素之间都建立联系，这样导致算法的计算量关键词：图像分割；交互式；图割；最大流；最小割大大增加，也没有必要。本文在建立图模型之前，采用基于数学中图分类号：TP391．41文献标识码：A形态学的方法进行预分割，提取图像中感兴趣的区域，然后将ResearchOfinteractiveimagesegmentation其映射到图中。algorithmbasedongraphtheory2．1图像的预分割分水岭算法是数学形态学分割方法中的经典算法，其W．ANGYiⅡ．1ing，WANGJing。FANLi-nail基本思想是利用形态学算子从区

3、域的局部最小值点开始进行(SchoolofInformationEngineering。Shenyang膨胀处理，随着区域的不断增大，相邻区间出现交界点，将这些University。Shenyang110044。China)交界点设为“水坝”，阻止区域的聚合。然后继续对没有形成AIDstract：Interactiveimagesegmentationmethodhasbeenused“水坝”的区域进行膨胀，直到找出相邻区域的所有“水坝”，将moreandmorewidely．Anewinteractiveimagesegmentationm

4、eth—这些“水坝”连接成分水岭，从而完成图像的分割。由于单一的odisproposedbasedonthegraphcutinthispaper．Itusesthepix-形态学算子无法满足分割的需要，本文采用多结构的形态算els’intensitiesandspatialinfOm1ationtogethertoestablishgraphmode1．Preflowalgorithmcanbeusedtocalculateeficientlythemin—子，进行图像预分割，得到比较满意的效果。imumcutsetandachieveim

5、agesegmentation．Themethodreduces2．2权重模型的构建thetimecomplexityandimprovestheaccuracyofsegmentationef-一个好的权重模型能够体现像素之间的相关程度，包括fectively．像素的亮度，颜色，纹理，空间信息等的相似度，本文研究灰度Keywords：imagesegmentation；interactive；graph‘Cut；max-flow图像的处理，因此颜色和纹理不纳入权重模型。文献[3]仅考min-cut虑像素之间的灰度梯度，没有考虑像素的空间信息

6、，本文提出一个新的模型：0引言图像分割是图像分析和图像理解的必要前提』，在图像w(p，g)=I一f×(xl—x2)+(，，1一y2))处理中占据重要地位，长期以来，提出了大量的算法。这些算(1)法大致分为两类，其中基于边界的分割算法细节分割不细致，2其中，w(p，q)表示边(p，g)的权重)=K×exp(一-3-)，K而基于区域的算法边界分割不清晰，都难以获得令人满意的U分割结果。基于图论的分割方法可以兼顾边界和区域两方面是一个正常数；L和L表示点P和q的灰度值；(l，y1)，(砣，的信息，是近年来图像分割领域研究的热点。另外，计算机自y2)

7、表示点P和q的坐标。若将图中的一个点与其他所有的点动分割和手工分割相比，虽然大大提高了分割效率，但是分割都建立边，图的结构过于复杂而且模型不合理，因此，在建立边的准确度有所降低，交互式分割可以结合两者的优势，弥补之前先判断两个点的邻接情况，若两点是4邻接，8邻接，m邻它们各自的不足。接中的一种，才建立两个点之间的边，否则不建立连接。该模型为了解决上述问题，本文在文献的基础上提出一种新有效地节省了计算时间，降低了算法的时间复杂度。的基于图割的交互式分割算法。该算法主要做出如下几点改进：第一，在建立图模型之前进行预分割，提取图像中感兴趣3交互式图

8、割算法的区域，克服了运算时间长的缺点；第二，将像素的灰度信息图的n连接创建之后，手动选择图的目标和背景种子点，和空间信息结合起来建立图模型，提高了分割的准确度；第分