活动轮廓模型在林木图像分割中的应用研究.pdf

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3、申请学位级别；硕±学科专业；计算机应用技术论文提交日期：２０１５．４．２０论文答辨日期：２０１５．６．７授予学位单位；东北林业大学授子学位日期：２０１５．６．１９答辩委员会主席：论文评阅人：、束：ｉｌ媒４大绛ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＣｏｄｅ：１０２２５ＲｅｇｉｓｔｅｒＣｏｄｅ：Ｓ１５３７７ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｇＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡｃｔｉｖｅＣｏｎｔｏｕｒＭｏｄｅｌｐｐｉｎＴｒｅｅＩｍａｇｅＳｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｇＣａｎｄｉｄａｔｅ：Ｇ

4、ｕａｎＪｕｎＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ，ＲｅｎＨｏｎｇｅＡｓｓｏｃｉａｔｉｅＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ；ＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＳｅｃｉａｌｉｔ：Ｃｏｍｕｔｅｒ乂ｌｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｐｙｐｐｐｇｙＤａｆ；ｅｏｆＯｒａｌＥｘａｍｉｎａｔｉｏｎ：Ｊｕｎｅ７２０１５，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ：ＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｙｙｍ摘要、林业自动化研究在现代科学中具有重要意义，本文主要研究原木端面植物叶片等一类复杂自然背景下植物图像的分割问题。这些图像具

5、有复杂的自然背景，且背景与前。景高度相似等特点，利用传统的分割算法难取得理想的分割效果基于水平集的活动轮廓模型具有抗噪性好，数值求解稳定性好，能够加入先验知识等优点，目前已广泛用于医学图像分割、王维重建、视频跟踪等领域。本文将研究利用加入先验知识的活动轮一类复杂背景的林木图像的分割问题廓模型来解决。传统的活动轮廓模型，由于，在分割复杂自然背景的图像过程中轮廓线的演化缺乏，容易受到背景或者噪声的干扰有效的约束，造成过度分割。本文在传统活动轮廓模型的基础上，针对待分割图像的特点，改进活动轮廓模型的能量方程，同时引入形状约束项一，研究改进形成了些新的活动轮廓模型算

6、法。较好的解决了本文所涉及的原木端面图像及树叶图像的分割问题。本文主要工作如下；一－（１）研究建立了种基于圆形约束的改进活动轮廓模型ＣＶＬＩＦ。针对自然条件下合原木端面图像的特点－Ｖ模型进传统Ｃ，对演化曲线原木端面图像的分割问题，结，改ｌｉｍａｅｆｉｔｉｎ内部使用梯度进行拟合，同时融入局部图像拟合ＬＩＦ（ｌｏｃａｇｇ）模型，加入圆一。形先验知识，通过实验，，将全局能量和局部能量结合到起共同约束轮廓线的演化分别对单个及多个原木端面图像进行分割，结果表明该方法可Ｗ较好的分割出图像中的原木端面。（２）植物叶片图像背景复杂，且与目标高度相似，同时图像中存在着丰

7、富的梯度信息，使用传统无约束的活动轮廓模型很难得到理想的分割效果。针对泛些问题，结合一生物学上叶片形状分类知识，引入活动多边形模型来模拟叶片的形状，方面将获得的一叶片形状作为改进活动轮廓模型的初始轮廓线，另方面作为形状约束项来约束轮廓线的演化。同时改进传统模型中的灰度梯度项为ＨＩＳ空间下的彩色梯度项，増强了模型对，彩色叶片图像的分割能力。实验表明，该方法能有效约束轮廓线的演化避免背景的干扰，取得了