變形曲線曲面主動(dòng)輪廓模型方法

內(nèi)容概要

　　《變形曲線曲面主動(dòng)輪廓模型方法》對(duì)可變形曲線曲面主動(dòng)輪廓模型的建模理論和方法進(jìn)行了介紹，著重對(duì)參數(shù)主動(dòng)輪廓模型中的外力場(chǎng)構(gòu)造、內(nèi)部能量和外部能量函數(shù)的選擇、微分方程的數(shù)字離散化方法、演化曲線曲面的優(yōu)化等內(nèi)容進(jìn)行了闡述，對(duì)幾何主動(dòng)輪廓模型中的多目標(biāo)輪廓曲線曲面提取、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自適應(yīng)變化、符號(hào)距離函數(shù)的重新初始化、基于概率統(tǒng)計(jì)的水平集模型和全局主動(dòng)輪廓模型等內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的討論，為自由曲線曲面的變形和圖像信息的圖形化建模提供了理論依據(jù)。給出了常用模型算法的Matlab源程序代碼，為進(jìn)一步的研究提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。　　《變形曲線曲面主動(dòng)輪廓模型方法》可作為計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)和電子信息專業(yè)研究生的授課教材使用，也可以作為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖形圖像處理愛(ài)好者的專業(yè)參考書(shū)使用。

書(shū)籍目錄

第1章  概述1.1  引言1.2  變形曲線曲面模型1.2.1  變形曲線曲面幾何模型1.2.2  變形曲線曲面物理模型1.3  主動(dòng)輪廓模型1.3.1  參數(shù)主動(dòng)輪廓模型1.3.2  幾何主動(dòng)輪廓模型1.4  國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀評(píng)述第2章  自適應(yīng)梯度矢量流模型2.1  引言2.2  主動(dòng)輪廓模型的數(shù)學(xué)表示2.3  主動(dòng)輪廓能量最小化條件2.4  自適應(yīng)梯度矢量流模型2.4.1  梯度矢量流特性分析2.4.2  自適應(yīng)梯度矢量場(chǎng)2.4.3  自適應(yīng)外部力2.5  模型的離散化及數(shù)字化求解2.5.1  模型的離散化2.5.2  算法實(shí)現(xiàn)步驟2.6  實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析2.7  本章小結(jié)第3章  離散化能量?jī)?yōu)化模型3.1  引言3.2  動(dòng)態(tài)規(guī)劃主動(dòng)輪廓模型3.2.1  模型的表示3.2.2  能量函數(shù)的離散化3.3  動(dòng)態(tài)規(guī)劃主動(dòng)輪廓模型算法步驟和實(shí)現(xiàn)3.4  貪婪蛇算法主動(dòng)輪廓模型3.4.1  貪婪蛇模型3.4.2  輪廓曲線曲率的計(jì)算3.4.3  圖像能的正則化3.5  貪婪法主動(dòng)輪廓模型算法步驟和實(shí)現(xiàn)3.5.1  算法步驟3.5.2  對(duì)比實(shí)驗(yàn)及分析3.6  本章小結(jié)第4章  高效能量組合模型4.1  引言4.2  組合模型中的圖像能4.2.1  基于邊的圖像能量計(jì)算4.2.2  基于區(qū)域的圖像能量計(jì)算4.2.3  聯(lián)合圖像能量計(jì)算4.3  組合模型中的內(nèi)部能量4.4  組合模型中的外部約束能量4.5  各能量項(xiàng)偏導(dǎo)數(shù)的計(jì)算4.5.1  梯度量值的圖像能偏導(dǎo)4.5.2  聯(lián)合圖像能的偏導(dǎo)4.5.3  內(nèi)部能的編導(dǎo)4.5.4  約束能的偏導(dǎo)4.6  本章小結(jié)……第5章  共軛梯度B-樣條模型第6章  拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自適應(yīng)模型第7章  離散小波變形曲線曲面模型第8章  多目標(biāo)輪廓Mumford-Shah水平集模型第9章  快速水平集演化模型第10章  先驗(yàn)形狀水平集統(tǒng)計(jì)模型第11章  全局主動(dòng)輪廓模型第12章  主動(dòng)輪廓模型在人眼疲勞檢測(cè)中的應(yīng)用附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　Xu等人提出的梯度矢量流場(chǎng)GVF方法，就是把圖像中映射所得的邊緣梯度矢量，用一對(duì)線性偏微分方程進(jìn)行擴(kuò)散，通過(guò)求解能量泛函的最小化過(guò)程，使得目標(biāo)輪廓的邊緣梯度信息能夠擴(kuò)散到圖像所在的整個(gè)區(qū)域，得到一個(gè)目標(biāo)輪廓的密集矢量場(chǎng)，主動(dòng)輪廓曲線在這樣一個(gè)矢量場(chǎng)的作用下，可以順利地收斂到目標(biāo)輪廓。GVF方法擴(kuò)大了力場(chǎng)的作用范圍，部分解決了對(duì)初始位置敏感的問(wèn)題，能夠使主動(dòng)輪廓曲線收斂到凹陷區(qū)域。Ning等人提出了基于法線方向的梯度矢量流NGVF（Normal Gradient Vector Flow）方法，它對(duì)GVF方法中的Laplacian項(xiàng)進(jìn)行了分解，保留了其法線方向的分量，而去除了其切線方向的分量，從而改善了擴(kuò)散的梯度矢量場(chǎng)性能。但是，對(duì)于工程表面中經(jīng)常出現(xiàn)的深凹區(qū)域和瓶頸區(qū)域仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)。　　針對(duì)所述問(wèn)題，本章首先論述了主動(dòng)輪廓變形曲線曲面能量極小化的基本原理，分析了梯度矢量流場(chǎng)的特性和存在的局限性，提出了自適應(yīng)梯度矢量流輪廓提取方法，并給出了數(shù)字化求解方案。為了增加梯度矢量流場(chǎng)在凹陷處的強(qiáng)度，改進(jìn)梯度矢量流場(chǎng)的性能，在原梯度矢量流場(chǎng)的基礎(chǔ)上，引入調(diào)節(jié)因子，增強(qiáng)邊緣附近數(shù)據(jù)項(xiàng)梯度的影響，減少擴(kuò)散項(xiàng)帶來(lái)的平滑效果；在主動(dòng)輪廓曲線變形過(guò)程中，附加一個(gè)動(dòng)態(tài)的法向自適應(yīng)力，它根據(jù)正在進(jìn)化的主動(dòng)輪廓所處的矢量場(chǎng)的位置，按照輪廓曲線的幾何形狀自行確定輪廓的收斂方向，改進(jìn)主動(dòng)輪廓變形過(guò)程中的引導(dǎo)力。把此動(dòng)態(tài)力和改進(jìn)后的靜態(tài)梯度矢量流場(chǎng)力疊加，既保持了CVF方法中對(duì)主動(dòng)輪廓曲線具有較大捕捉范圍的優(yōu)勢(shì)，雙力的疊加又加快了其收斂速度，深度凹陷和瓶頸問(wèn)題也得以很好的解決?！　　?/pre>




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《變形曲線曲面主動(dòng)輪廓模型方法》對(duì)可變形曲線曲面主動(dòng)輪廓模型的建模理論和方法進(jìn)行了介紹，著重對(duì)參數(shù)主動(dòng)輪廓模型中的外力場(chǎng)構(gòu)造、內(nèi)部能量和外部能量函數(shù)的選擇、微分方程的數(shù)字離散化方法、演化曲線曲面的優(yōu)化等內(nèi)容進(jìn)行了闡述，對(duì)幾何主動(dòng)輪廓模型中的多目標(biāo)輪廓曲線曲面提取、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自適應(yīng)變化、符號(hào)距離函數(shù)的重新初始化、基于概率統(tǒng)計(jì)的水平集模型和全局主動(dòng)輪廓模型等內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的討論，為自由曲線曲面的變形和圖像信息的圖形化建模提供了理論依據(jù)。本書(shū)由張榮國(guó)等著。





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