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一种拓扑纹理图像的相位场模型分割算法

周佳男  
【摘要】:拓扑纹理图像是一类包含许多蜿蜒的曲线、规则与不规则的几何图形、对称与不对称的图案的纹理图像,纺织CAD中的各种提花织物图案、医学图像中的器官图像以及古代文物绘画图像等都属于拓扑纹理图像的范畴.由于拓扑图像中包含很多由复杂拓扑曲线构成的图案,现有图像分割算法难以提取复杂视觉特征,如拓扑图案中的复杂轮廓结构.本文提出一种基于相位场模型的拓扑纹理图像分割算法,模型采用相位场泛函的变分公式进行求解,可以有效处理图案轮廓在演化过程中的拓扑形变.首先,采用欧拉-拉格朗日法求解模型,并用共轭梯度法进行最优化求解.接着,采用时间和空间离散有限元逼近对相位场模型进行数值求解,并利用网格自适应调整过程来表征拓扑图案的本质轮廓结构.将本文算法用于拓扑图像的分割,实验结果表明了该算法的有效性.

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