基于非线性先验形状的水平集方法研究

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1、遠寧辩波＾馨ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏＬｉａｏｎｉｎｙｇｙｇ频■ＨＰ王■■■■■■等■■■Ｐ恆巧■■ＳＨＨ交‘ｒ：＇ｉ．｛＇；ＴＨＥＳＩＳＦＯＲＭＡＳＴＥＲＳＤＥＧＲＥＥ＂．＇ｒ■．‘．．＇．Ｖ：擊／Ｓｍｆ基于非线性先验形状的水平集方法研究作者：王从辉，指导教师：赵撰教授‘学科：软件工程答辩日期１６３月５：２０年日独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了

2、文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得迁宁科技大学或其它教育机构一的学位或证书而使用过的材料，与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文作者签名：日期：年月《曰ｊ关于论文使用授权的说明本人完全了解狂宁科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即；学校有权：保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅学校可公布论文的全部或部分内容，可レッ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本学位论文属于：保密□在年解密后适用本授权书。不保密由／（请巧Ｗ上方框内打＂Ｖ＂）人乂＾

3、论文作者签名；备曰期：年月２曰３＾指导导师签名：據．日期；庆齡３月《日TP391公开分类号密级UDC单位代码10146学号132083500289硕士学位论文基于非线性先验形状的水平集方法研究研究生姓名：王从辉指导教师：赵骥教授工作单位：辽宁科技大学论文提交日期：2016年3月8日答辩日期：2016年3月5日学位授予日期：授予单位：辽宁科技大学论文评阅人：赵骥教授工作单位：辽宁科技大学论文评阅人：田莹教授工作单位：辽宁科技大学答辩委员会主席：石祥滨教授工作单位：沈阳航空航天大学TheResearchonLevelSetSegmentationMethodBasedonNonlin

4、earShapePriorInformationAthesisSubmittedtoUniversityofScienceandTechnologyLiaoningbyWangConghui(MajoringinSoftwareEngineering)Supervisor:Prof.ZhaoJiMarch5,2016中文摘要数字图像处理中的图像分割是将图像分为多个特定的、具有独特性质的区域，并通过这些特定的区域提取出感兴趣目标的技术和过程。计算机视觉和图像处理技术均以图像分割为基础，并且图像分割还为多媒体数据编码标准提供了支撑技术，图像分割研究的状况将直接影响这些领域的研究水平。所以，图像分

5、割技术受到越来越多的重视和关注。目前较为流行的图像分割模型是以水平集理论为基础的几何活动轮廓模型。但是，当图像的背景过于复杂、图像出现灰度不均匀的情况或者目标图像被其他物体遮挡，再利用传统几何活动轮廓模型将不会得到理想的分割结果。因此在几何活动轮廓模型中引入先验信息成为解决问题的重要方法，其中先验形状信息的引入较好地改进了分割效果。核主成分分析算法在处理样本符号距离函数时采用的是线性形式重构样本，但实际的样本符号距离函数并不都能用线性表示，即样本符号距离函数是非线性的，这将会给正式分割带来弊端与不足，甚至导致最终的分割结果不理想。为了解决基于传统PCA算法的分割模型带来的不足，本文提出了基于

6、先验形状的分割模型，并对灰度不均匀的人脸图像进行分割。本文的主要工作和创新点如下：1.利用核主成分分析（KernelPrincipalComponentAnalysis,KPCA）算法对样本符号距离函数进行降维处理，求得了对应的特征值和特征向量，为形状能量项的表达奠定基础。2.对MICO水平集分割模型进行改进，对于每次更新水平集时，更新其水平集函数时不采用建立在其原始图像的基础上，而使用每次在迭代水平集的同时，更新其偏场纠正后的图像。3.基于核特征空间的理论，建立形状能量项，并且融合了图像能量项和形状能量项，新算法中图像能量项为改进的MICO分割模型，而形状能量项是今年来研究较为好的形状能量

7、泛函。关键词：先验形状；核主成分分析；灰度不均匀；MICOiiABSTRACTABSTRACT:Imagesegmentationindigitalimageprocessingistodividingtheimageintoapluralityofregionswithspecificanduniqueproperty,andthroughthesespecificareasofinteresttoextr