导读:本文包含了变分水平集方法论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:变分水平集方法,图像分割,遥感影像,地物判读
变分水平集方法论文文献综述
杨李东[1]（2018）在《基于变分水平集方法的遥感影像地物分割方法研究》一文中研究指出影像信息提取自动化程度低是高分影像应用潜力得不到充分发挥的主要限制因素,水平集分割方法凭借其自由拓扑性及多信息共融性得到了学者们的广泛重视与研究。本文通过实验研究分析了变分水平集方法中内部能量项参数μ、阶跃函数Hε(z)和狄拉克函数δε(z)的组成参数ε对遥感影像地物分割的影响,并提出了两种结合最近邻插值法和高斯平滑的变分水平集方法,提高了分割准确性且提高了效率。(本文来源于《测绘与空间地理信息》期刊2018年12期）
高慧芳[2]（2017）在《基于变分水平集方法的图像分割》一文中研究指出图像分割是一项应用广泛的图像处理技术,可很大程度的减少后面高级图像处理所需的数据量,且不影响结构特征相关的信息,在图像处理中起关键作用。在图像分割中出现误差将影响后续处理图像的有效性,所以近半个世纪以来,学者们不断提出各种分割方法来提高分割的精度和准确性,在改进分割的方法上做出不少工作。而变分水平集应用在图像分割中也有显着的效果,广泛应用在医学,交通,工业,农业等各种领域。Samson等学者提出将FCM聚类与变分水平集方法相结合进行图像分割,该方法具有很好的图像分割效果。但这种模型需周期性不停地重新初始化,从而影响图像分割时间。本文通过引入内部能量函数的H1正则化,使得水平集函数在演化过程中无需重新初始化从而节约时间。用文中的方法与传统的Samson模型和FCM算法分割图像对比实验,结果表明,本文方法具有更短的运行时间和更好的分割效果。其次,针对传统的CV模型在图像分割中不能很好的分割灰度不均的图像,分析了Lee-Seo和Li-Kim两种改进模型在图像分割方面的性能,提出一种新的能量函数,并给出了一种基于改进的能量函数的图像分割算法。叁组实验结果表明,与CV模型、Lee-Seo模型、Li-Kim模型比较起来,改进后的算法具有运行时间短,迭代次数少,分割效果好等优点。最后,对本文做出总结,提出不足与今后可以继续学习研究的方向。(本文来源于《中北大学》期刊2017-04-02）
朱云云[3]（2016）在《基于变分水平集方法的多摄像机叁维重建》一文中研究指出叁维重建在医学图像分析、电影特效、军事领域、移动机器人导航、智能交通、工业检测等方面具有很重要的实用价值。因此,对叁维重建技术的研究具有很现实的意义。基于多摄像机的叁维重建,由于考虑到同一场景物体在不同可视点下的几何约束信息,从而能有效地消除匹配过程中的多义性问题,得到更精确的重建结果。本文首先对多摄像机的标定作了介绍,然后对多视点叁维重建模型进行分析,因基于变分水平集方法的多视点叁维重建模型下的能量泛函是非凸的,本文提出利用凸优化技术对原有能量泛函作凸化处理。本文的主要工作和创新点可以归纳为如下两个方面:1.利用欧氏空间下同一向量在不同标准正交基下的模是相等的思想,详细地证明了符号距离函数的性质。变分水平集方法的理论基础是水平集方法,它能克服曲面拓扑结构发生变化带来的问题。为了保证数值计算过程的稳定,水平集函数φ通常初始化为带符号的距离函数,这是因为符号距离函数满足性质|▽φ|=1。本文利用欧氏空间下同一向量在不同标准正交基下的模是相等的思想,详细地证明了符号距离函数的性质。但是,水平集函数在演化过程中通常会偏离符号距离函数的性质,本文用实例对此进行了验证。2.提出将非凸泛函极小值的求解转换成凸泛函极小值的求解。因基于改进的变分水平集方法的能量泛函是非凸的,直接利用梯度下降流求解能量泛函得到的可能是局部最优解,本文通过引入中间变量,首先将原有能量泛函转化成以中间变量作为自变量的能量泛函,然后将非凸泛函极小值的求解转化为凸泛函极小值的求解,并证明非凸泛函取最小值的解可用凸泛函取最小值的解来表示。通过引入的中间变量,避免了对水平集函数的使用,无需再将水平集函数初始化为带符号的距离函数,能有效地降低计算的复杂性,且与直接对原有能量泛函的梯度下降流做数值计算相比,该方法将不再依赖于初始值的选取,并能得到全局最优解,实验证明该方法具有更好的鲁棒性。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2016-06-01）
方江雄,刘花香,刘军,张怀强[4]（2015）在《多相图像分割的多尺度变分水平集方法研究》一文中研究指出由于传统的Chan-Vese模型无法分割多个同质区域的目标,多相水平集方法会产生区域重迭问题。提出了多相图像分割的多尺度变分水平集方法,使图像各相互相独立,避免分割区域的重迭和漏分。同时,利用小波变换将图像分解成多尺度的逼近子图像,在子图像上进行图像分割,采用插值法将粗尺度上演化曲线投影到细尺度上作为初始轮廓线,逐层分割直到原始尺度图像,有效抑制噪声并提高了计算速度。实验结果表明,该方法比传统的方法能更快速有效地分割图像。(本文来源于《东华理工大学学报(自然科学版)》期刊2015年04期）
端金鸣[5]（2014）在《基于变分水平集方法的通用模型和快速投影算法研究》一文中研究指出图像分割是计算机视觉研究的基础问题。变分水平集方法由于其复杂拓扑结构自适应表达、二维/叁维图像分割表达的一致性、多模型集成能力等特点,已被广泛用于图像分割中。本文研究了两相和多相图像分割的变分水平集通用模型,为多相分割模型设计了符合唯一划分条件的不同区域划分方案及其特征函数,包括采用n个水平集函数分割n个区域、n-1个水平集函数分割n个区域、n个水平集函数分割2n个区域、以及1个分层水平集函数分割n个区域,并在变分水平集理论框架下分别基于分段常值假设、分段光滑假设、纹理假设、不连续光流场假设、以及不同噪声分布假设建立了统一的二维/叁维图像的两相和多相变分分割模型。针对变分水平集方法需重新初始化、计算效率低等问题,通过引入分裂变量、Bregman迭代参数、拉格朗日乘子、和对偶变量,分别设计了无需重新初始化的快速分裂Bregman投影算法、增广拉格朗日投影算法、对偶分裂Bregman投影算法、以及对偶增广拉格朗日投影算法。最后,数值实验验证了本文提出的模型和算法的有效性和高效性。(本文来源于《青岛大学》期刊2014-06-06）
王伟[6]（2014）在《基于变分水平集方法的CT肝脏图像分割与叁维重建》一文中研究指出医学图像多相分割与多器官的叁维重建在计算机辅助诊断及虚拟手术中有着重要的应用,但由于医学图像本身的复杂性和多样性,经典的图像分割技术无法满足实际需求。本文对平面上多相图像的变分水平集方法进行了研究,针对水平集方法计算效率上的不足应用了叁种快速分裂投影方法：快速分裂对偶投影方法、分裂Bregman投影方法、分裂增广Lagrangian投影方法。首先,在处理总变分项时,通过分裂方法引入辅助变量,将原能量泛函引起的非线性算子计算问题转化为简单的线性算子,并将复杂的约束方程转化成为简单的代数约束方程,从而避免了在泛函中额外增加复杂惩罚项计算的问题,使得计算更加简便,提高了计算效率,并将投影方法加入到水平集的演化过程中,这样既保持了符号距离函数固有的特性,并且又可以跟踪水平集拓扑结构的变化。其次,借助符号距离函数和水平集的特性,避免了水平集函数的再一次初始化操作,降低了初始轮廓线对分割结果的影响。同时借助非线性各向异性滤波,对结构复杂的肝脏图像进行处理,在平滑噪声的同时保持图像的边缘特征。与传统方法相比,所给出的快速算法分割结果较好,计算效率较高。最后,在得到多相图像分割变分水平集通用模型后,利用通用算法设计及编程实现,给出了多相图像分割变分水平集模型的快速分裂对偶投影方法,分裂Bregman投影方法和分裂增广Lagrangian投影方法的具体公式及计算步骤,并以肝脏肿瘤CT图像为例进行了多相分割与叁维重建。(本文来源于《青岛大学》期刊2014-06-06）
史娜[7]（2014）在《基于变分水平集方法的图像分割和目标轮廓跟踪研究》一文中研究指出基于变分水平集方法的图像分割模型在医学图像分割、视频跟踪等众多领域有着广泛应用。然而，现有的主动轮廓模型主要是针对目标和背景区域的灰度值比较均匀的图像而提出的，因而很难对灰度异质或低对比度图像的区域信息进行正确建模，这直接限制了该模型在图像分割领域的应用。而且，主动轮廓模型本身也存在一些需要改进的地方，如计算效率较低、对初始演化曲线的位置和形状较敏感、容易陷入局部极小值解等。针对图像分割方法目前所存在的问题，本文以提高图像分割的精确度、降低图像分割的耗时量和增强分割算法的适用性为目标，对基于变分水平集方法的图像分割算法展开了系统全面的研究，提出了叁类适用于灰度异质图像分割和序列图像分割的主动轮廓模型，以及与之相关的图像分割算法，并且均得到了理想的实验结果，具体的一些具有理论意义和实用价值的成果包括：（一）在变分水平集分割算法中，C-V模型无法分割目标与背景灰度不均匀的图像，而LBF分割模型只考虑图像的局部灰度信息，有时会出现过度分割现象。针对此问题，提出一种基于局部和全局信息的活动轮廓模型（LGBF），将C-V模型与LBF模型的优势相结合，确定符合实际需要的能量泛函，详细讨论了所改进模型的局部能量项、全局能量项和惩罚能量项。由于引入了水平集函数的能量惩罚项，不仅消除了耗时的演化曲线重新初始化的步骤，而且还降低了模型对于初始演化曲线位置与形状设置的敏感性。同时，对曲线演化方程进行了理论求解，给出半隐差分格式的数值近似方案以及相应的灰度异质图像分割算法。通过对灰度异质图像和医学CT图像等实测数据进行实验，将改进算法的实验结果与现有的C-V活动轮廓模型以及LBF活动轮廓模型的实验结果进行比较，验证了所提模型是可靠和有效的。（二）针对医学图像处理中的多相图像分割问题，利用多相水平集函数将两区域的LGBF模型推广到多区域的LGBF模型，从而刻画出所给定的医学CT图像的多个目标区域的结构特征。根据变分水平集方法，建立出适用于多相图像分割的能量泛函表达式。医学CT图像和MR图像的目标区域具有很明显的结构特征，一般由白色物质、浅灰色物质、深灰色物质以及黑色背景这四种区域构成，而且这些目标区域的强度是不均匀的。为了更加清晰地划分图像目标中各个不同的子区域，以四相图像分割为例，推导出新模型演化方程的理论求解过程，并设计出无条件稳定的半隐式差分格式的数值实现方案。经过对灰度不均匀的医学图像等实测数据进行分割实验，获得了比较令人满意的多相分割效果。（叁）对于医学视频中的目标轮廓检测与跟踪问题，需要满足实时性和精确性的要求。针对心脏冠状动脉的跟踪问题，其序列图像具有目标和背景的灰度比较接近、图像的灰度不均匀以及目标的形状变化明显等特点。本研究提出一种快速的单参数无边缘活动轮廓模型，可以根据测地线活动区域特征对目标位置进行快速定位。所给出新模型的能量泛函表达式包括测地线活动区域项、局部二值拟合项、长度约束项和符号距离惩罚项；利用变分水平集方法，通过Euler-Lagrange方程得到最小化能量泛函的梯度下降流方程；接着确定运动目标的边界特征，提取运动目标的背景并估计运动矢量场；同时还利用边界特征来提供更精确的目标形状信息，通过对运动矢量的估计与修正达到了适应运动目标的拓扑结构变化。最后，对心脏冠状动脉造影的序列图像进行了运动目标检测与跟踪，实验结果理想。(本文来源于《中北大学》期刊2014-04-01）
胡秀云[8]（2013）在《基于改进变分水平集方法的遥感影像道路提取》一文中研究指出本文旨在提出一种应用于高分辨率遥感影像道路提取的方法——改进的变分水平集方法。该方法通过在GACV(Geodesic-AidedC-V)模型中,引入基于PCA(Principal Component Analysis)彩色区域生长的目标识别函数,基于Beltrami框架的彩色梯度流和一个用于表征水平集函数与符号距离函数近似程度的惩罚项,实现了对算法的改进。该方法适用于复杂背景下感兴趣目标的提取,已通过实验得以验证。(本文来源于《科技视界》期刊2013年18期）
朱晓美[9]（2013）在《变分水平集方法的图像处理》一文中研究指出图像分析的重要步骤包括图像分割及图像降噪,图像分割及降噪的方法有很多。由传统的分割降噪方法发展到基于曲线演化理论的分割降噪方法标志着偏微分方程的图像分割技术趋于成熟。基于曲线演化理论的几何活动轮廓模型应用广泛,求解方法通常采用水平集方法。本文基于曲线演化理论建立了两个图像处理模型,其中用于图像分割的模型是无边界主动轮廓(C-V)模型的一种推广。首先,在C-V模型中加入边缘检测算子,克服了C-V模型不能检测局部信息的缺陷；其次,在模型中添加了惩罚项,用于将水平平集函数保持为符号距离函数,使得改进后的分割模型计算简单；然后,将C-V模型中的面积项系数由常数推广为关于像素点信息的函数,使得改进后的模型能够根据图像信息自适应调节演化曲线的运动方向,增强模型的自适应性；最后,在模型求解过程中用加权的灰度平均值代替传统的绝对平均值,减小计算误差。实验结果表明,新模型与C-V模型相比,提高了图像分割的准确度,降低了计算的复杂度,是一种更加有效的图像分割模型。本文研究的第二个图像处理模型是降噪模型,它将水平集函数引入到用于图像降噪的P-M模型中得到一个新的图像降噪模型。实验结果表明改进的降噪模型在平滑噪声的同时既能够保留目标物体的边界,又避免了阶梯效应的产生,与P-M模型相比,降噪效果更好。本文结构如下：第1章绪论部分综述了选题的背景和意义,简介图像处理的内容及方法,给出了论文的结构。第2章介绍水平集方法在图像分割中的应用及发展状况,重点介绍基于曲线演化理论的几种典型的图像分割模型。第3章是作者的的主要工作。首先基于图像分割原理运用变分水平集方法建立了图像分割模型,其次给出了模型的详细求解过程,最后将实验结果与C-V模型作比较,总结了改进的分割模型的优点。第4章作者将变分水平集方法引入到P-M降噪模型,得到一个新的图像降噪模型,给出了模型的详细求解过程,最后将实验结果与P-M降噪模型作比较,总结了改进的降噪模型的优点。最后总结全文并对未来的研究工作做了展望。(本文来源于《大连海事大学》期刊2013-05-01）
冯宝成,曹金凤,高洪秀,岳军[10]（2012）在《基于变分水平集方法获取岩石的细观结构》一文中研究指出岩土工程材料的细观结构特征会在很大程度上影响其宏观力学行为。随着数字图像处理技术的逐渐成熟,基于变分水平集方法的偏微分方程(PDE)方法在图像处理中越来越受重视。在岩石数字图像的基础上,运用基于变分水平集方法的C-V模型,结合图像的背景填充技术实现花岗岩图片的3相分割(长石、石英和云母),为进一步力学分析提供条件。上述方法可以量化岩石细观结构,最终获得能够准确反映岩石内部特征的图片,为将来的有限元分析提供真实几何模型。处理结果表明,通过选取适当的迭代次数和数字图像处理技术,该法能够获得较高质量的岩石细观结构量化图。(本文来源于《岩土力学》期刊2012年12期）
变分水平集方法论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
图像分割是一项应用广泛的图像处理技术,可很大程度的减少后面高级图像处理所需的数据量,且不影响结构特征相关的信息,在图像处理中起关键作用。在图像分割中出现误差将影响后续处理图像的有效性,所以近半个世纪以来,学者们不断提出各种分割方法来提高分割的精度和准确性,在改进分割的方法上做出不少工作。而变分水平集应用在图像分割中也有显着的效果,广泛应用在医学,交通,工业,农业等各种领域。Samson等学者提出将FCM聚类与变分水平集方法相结合进行图像分割,该方法具有很好的图像分割效果。但这种模型需周期性不停地重新初始化,从而影响图像分割时间。本文通过引入内部能量函数的H1正则化,使得水平集函数在演化过程中无需重新初始化从而节约时间。用文中的方法与传统的Samson模型和FCM算法分割图像对比实验,结果表明,本文方法具有更短的运行时间和更好的分割效果。其次,针对传统的CV模型在图像分割中不能很好的分割灰度不均的图像,分析了Lee-Seo和Li-Kim两种改进模型在图像分割方面的性能,提出一种新的能量函数,并给出了一种基于改进的能量函数的图像分割算法。叁组实验结果表明,与CV模型、Lee-Seo模型、Li-Kim模型比较起来,改进后的算法具有运行时间短,迭代次数少,分割效果好等优点。最后,对本文做出总结,提出不足与今后可以继续学习研究的方向。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
变分水平集方法论文参考文献
[1].杨李东.基于变分水平集方法的遥感影像地物分割方法研究[J].测绘与空间地理信息.2018
[2].高慧芳.基于变分水平集方法的图像分割[D].中北大学.2017
[3].朱云云.基于变分水平集方法的多摄像机叁维重建[D].武汉理工大学.2016
[4].方江雄,刘花香,刘军,张怀强.多相图像分割的多尺度变分水平集方法研究[J].东华理工大学学报(自然科学版).2015
[5].端金鸣.基于变分水平集方法的通用模型和快速投影算法研究[D].青岛大学.2014
[6].王伟.基于变分水平集方法的CT肝脏图像分割与叁维重建[D].青岛大学.2014
[7].史娜.基于变分水平集方法的图像分割和目标轮廓跟踪研究[D].中北大学.2014
[8].胡秀云.基于改进变分水平集方法的遥感影像道路提取[J].科技视界.2013
[9].朱晓美.变分水平集方法的图像处理[D].大连海事大学.2013
[10].冯宝成,曹金凤,高洪秀,岳军.基于变分水平集方法获取岩石的细观结构[J].岩土力学.2012