基于图割算法改进的图像分割方法研究

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1、学校代码０４密级：公开：１００、交遂乂肇ＢＥＩＪＩＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕±学位论文Ｊｎ基于图割算法改进的图像分割方法研究作者姓名王梦娇学科专业计算机科学与技术指导教师于双元副教授－１培养晓系计算机与信息技术学院Ｉ賴－睦带二零一年；月ＩＭ硕±学位论文基于图割算法改进的图像分割方法研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＩｍａｅＳｅｍｅｎｔａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＩｍｐｒｏｖｅｄＧｒａｐｈＣｕｔｓｇｇ作者：王梦娇导师：于双元北京交通大学２０１６年３月学位论文版权使用

2、授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特レ授权北京交通大学可ッ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，、、汇编Ｗ供査阅和借阅。提供阅览服务，并采用影印缩印或扫描等复制手段保存同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可Ｗ为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）：学位论文作者签名：导师签名：签字日期；年３月之日签字日期年３月：日７Ｊ／，：１级学校代码：０００４密公开北京交通大学硕击学位论文基于图割算法改进的图

3、像分割方法研究民ｅ化ａｒｃｈ０打ＩｍａｅＳｅｍｅｎｔａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＩｍｐｒｏｖｅｄＧｒａｐｈＣｕｔｓｇｇ１３１２０４３１作者姓名：王梦娇学号；导师姓名：于双元职称：副教授学位类别：工学学位级别：硕±：学科专业：计算机科学与技术研究方向分布式计算北京交通大学２０１６年３月ｉ致谢、指导和各位同学的无私帮助下本论文的研究工作是在于双元老师的精也，得、。屯。顺利完成的借此机会，我向他们表示衷的感谢首先，，我要感谢我的导师于双元老师。在王年的科研生活中于双元老师为我指点迷境，出谋划策。她深厚的

4、学术知识和严谨的治学态度给我带来极大的影。响和帮助，令我终身受益不仅如此，于双元老师在日常生活中也给予了我无微。。不至的关怀，让我倍感亲切感谢老师对我无私的关怀和帮助同时。，他们在我，我要感谢曾经帮助过我的其他老师和同学作为良师益友遇到困难时为我出谋划策，陪我共同成长。从他们身上我学到很多科研知识Ｗ及。做人的道理，这让我受益匪巧借此机会，也对本论文中参考文献的所有者表示最真孽的感谢。此外，还要感谢北京交通大学为我提供的平台和机会，让我能在这美丽的校。这些年里，我不仅在专业知识园里，度过四年的本科时光和Ｈ年的研巧生时光、。方面学有所成

5、，学，更领悟了知行的校训会了踏踏实实做人勤勤恳恳做事一。最后，如既往的支持是我最强大的后盾，感谢我的父亲和母亲他们对我一直来对我的指引和教导感谢他们对我的无私奉献、陪伴和理解，感谢他们。北京交通大学硕±学位论文摘要摘要一基于图论的图像分割方法，，由于能够兼顾图像的局部特征和全局特征直一受到学术界的高度关注。图割（ＧｒａｐｈＣｕｔｓ）作为种典型的基于图论的图像分割，是计算机图形领域的重要技术手段，随方法，具有图论理论支撑。然而着图像，技术的发展和图像分辨率的提升，图割算法中图的复杂度越来越大导致了图的一存储空间大。、构图计算里大、计算速

6、度慢等系列问题为了解决图割算法处理高分辨率图像时的效率问题一，种可行的方法是通过减少图中节点和边的数目来降低图的复杂度，从而减少图像映射到图的时间Ｗ及。，最大流计算的时间，最终提髙图割算法效率本文Ｗ最大流最小割定理为基础研巧并设计了基于能量函数和基于流量检测的图割改进算法。－首先，本文对ＢｏｙｋｏｖＪｏｌｌｙ能量函数进行了改进，并基于改进的能量函数实现了图割算法改进。标准图割算法中，每个像素节点都需要同时和两个终端节点相连。而改进的图割算法中，由于修改后的能量函数区域项可Ｗ同时考虑节点与每个节点只需要和一个终端节点相连，从而减少了前景和背景

7、的相似程度，所Ｗ节点与终端之间的边的数目、降低了图的复杂度。实验表明，在保证图像分割效，。果的前提下，改进算法的运行速度更快提高了图割算法效率一其次一，本文设计了种图的流量检测方法来判断个节点是否对最大流计算有用，并基于流量检测方法实现了图割算法改进。根据流守恒条件，满足流量检测公式的节点在寻找最大流的过程中不会被任何流经过，因为其流量可Ｗ由外侧的环形区域来提供或吸收。从图中删除这些无用节点和无用边，就可Ｗ有效减少图中节点和边的数目。实验表明，改进后的图割算法不需要借助任何低级别的分割工具就可降低图