图像分割与评价及图像三维表面重建的研究.pdf

重庆大学
博士学位论文
图像分割与评价及图像三维表面重建研究
姓名:瞿中
申请学位级别:博士
专业:计算机应用技术
指导教师:杨丹
20090617
摘要图像分割和图像三维表面重建是图像处理中的两个重要研究领域,现有的图像分割算法在求最佳阈值时存在局限性;图像分割存在重叠、粘连等,对分割质量的评价也非常困难;利用多目标优化求解方法对图像三维表面重建研究也往往找不到最优解。针对这些问题,本文在模糊集理论的基础上,提出用并行搜索求最优解来对图像进行分割,用颗粒参数测量方法对分割图像的质量进行评价,用循环极大极小求解方法来进行图像三维表面重建,具体包括以下内容:①在图像分割中,研究基于阈值的图像分割算法和基于边缘检测的图像分割算法,分析这两类算法的基本思想,针对不同的图像进行了仿真实验,对实验结果进行了分析和比较。,设定适当的权向量,提高边缘检测的精度,检测出来的边缘不但更清晰,而且也检测出龇较虻腖算子所没有检测出的一些边缘,同时合理地设置参数,避免一些伪边缘的提取。②基于聚类的图像分割算法中,对虵算法进行比较,运用聚类算法对图像进行分割实验。由于惴ㄐ枰3跏蓟⑶夷勘旰嬖谛多局部极小点,如果初始化落在目标函数的局部极小点附近,就会造成算法收敛到局部极小点。为了解决此问题,本文提出算法,利用惴ǖ牟⑿兴索能力,对惴ḿ右愿慕纬删哂胁⑿心芰Φ腉算法。同时,分析在不同初始条件下,对许多样本的聚类分析时,惴ū却车腇聚类算法更加有效,对算法性能进行理论分析,并通过仿真实验进行验证。③图像分割质量的评价是最难解决的问题之一,本文提出用图像颗粒参数测量方法来计算颗粒形状和粒度分布等,以此评价图像分割的精确度,并和已有的七种分割评价方法进行比较,通过仿真实验进行定性和定量的分析,证明此方法能更好地评价图像分割算法的优劣。④在图像三维重建中,提出模糊多目标优化图像三维重建的数学模型,将优化图像三维重建中普通目标函数以隶属函数的形式表示,构成新型数学模型来表述问题,采用极大极小求解方法。在大大简化求解过程的同时,有效地保证自动搜寻出原问题的有效解。⑤在医学图像处理中,从受损颅骨图像的背景物质检测、边缘检测,到重建出受损的颅骨图像,对比不同算法,并通过仿真实验,验证算法的可行性;给兔子的血管注射造影剂,重建图像,观察兔子的各种组织,通过仿真实验验证算法的可行性及结果的合理性。中文摘要
⑥在上述理论研究的基础上,本文开发一个图像分割、图像三维表面重建和颗粒参数测量原型系统,能对图像进行处理和分析,特别是将本文提出惴ā重建算法和图像颗粒参数测量方法加入该系统,并对该系统的应用前景进行展望。最后,对研究内容进行总结,并指出后续的研究方向,为进一步的研究开拓关键词:图像分割,图像三维表面重建,颗粒参数测量方法,全局优化搜索,多目标优化重庆大学博士学位论文思路。Ⅱ
,,.琣,,.,琧甀,,甀琯瓵.,.
秓.,..琣琣琲重庆大学博士学位论文..甀..’.:籇,瓺,’
下简称“章程,,敢饨ū救说牟晔垦宦畚摹哆侠墓逃龈疰盏卅年拢日』荛学位论文独创性声明学位论文使用授权书该论文属于涉密论文,其密级是——,涉密期限至——年一月一日。说明:本声明及授权书:蛆装订在提交的学位论文最后一页。学位论文作者签名:导师签名:’交中国学术期刊馀贪电子杂志社在《中国博士学位论文全文数据全文数据库》可以以电子、网络及其他数字媒体形式公开出版,并同意编入删:学位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,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果。与我一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。本人完全了解重庆大学有关保留、使用学位论文的规定。本人完全同意《中国博士学位论文全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》以及《重庆大学博硕学位论文全文数据库》中全文发表。《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文《中国知识资源总库》,在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播,同意按“章程”规定享受相关权益和承担相应义务。本人授权重庆大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公作者签名:导师签名:各注:审核通过的涉密论文不得签署“授权书胩钚匆韵履谌荩士论《
绪论世纪年代,数字图像处理J济妊浚捎诘笔技术条件的限制,其研究并没有取得突破性的进展。直到世纪年代,随着计算机技术和电子技术的不断发展和提高,数字图像处理技术才得到飞速发展,逐渐成为专业学科。数字图像处理是将一幅图像转换成另一幅经过修改慕的图像,即是由一个图像到另