边界提取利用庞加莱映射方法

Ruchita诉Indulkar,桑杰·d·Jondhale

我电脑、计算机工程系、SVIT Chincholi, Nashik,马哈拉施特拉、印度。
计算机工程系副教授、SVIT Chincholi, Nashik,马哈拉施特拉、印度。

文摘

现在一天的活动轮廓或蛇是用在许多图像处理应用程序,特别是对于定位对象边界和边缘检测。但这些模型初始化和贫穷问题的收敛到深凹陷边界,特别是平衡问题的向量场。该方法首先ISAF领域生成组成的旋转和吸引组件(DETF & DEPF分别)。然后在动力系统的帮助下极限周期设置/位于牛顿-拉富生算法在庞加莱截面。和积分方程用于连接这些界限。

关键字

图像分割,庞加莱映射方法,牛顿迭代算法,动力系统。

介绍

当今世界的细分是必要的,特别是在机器视觉领域,医学成像,目标检测,人脸检测和识别、虹膜等。分割是指将一幅图像划分为多个部分(像素)的集合,通常用于定位在图像对象和边界。是一个分配一个标签的过程等图像的每个像素,像素相同标签分享某些特征。在细分领域的活动轮廓模型,蛇被广泛使用。但是有一些困难与这些活动轮廓

1。他们必须预先定义的演化方向

2。他们甚至可能发展缓慢或收敛错误作为初始轮廓远离边界或可能是交叉所需的边界。

3所示。他们不能进步的深深的凹陷了界限,他们坚持局部最小值的能量函数。

也有另一种类型的进化方法作为解决上述困难,

我。基于区域的方法

二世。将预期的活动轮廓边界由外部或内部力场。

上述两种方法能够将活动轮廓的局部最小值但有一些不可避免的冲突组件停止了活动轮廓定位精确的边界。

因此,该系统相对于其他传统轮廓的方法是不同的。该系统将首先生成ISAF领域对于一个给定的图像。ISAF字段由两部分组成

旋转和吸引组件也被称为扩散ETF (DETF)和扩散边缘垂直流(DEPF)附近的图像边界。然后把这些旋转组件作为动力系统极限环将对应于所需的对象。

一个周期轨道的空间内的初始条件,使这部分之后,观察重点轨道的第一个返回部分,然后创建一个映射到发送第一个指向第二个。因此名字庞加莱映射。庞加莱截面是生成的国际安全援助部队。和牛顿-拉富生方法用于定位限制边界,然后最后这些边界积分方程。

第二部分描述了以前的工作在几个ACMs系统(活动轮廓的方法),并讨论了现有方法的缺点。第三部分详细描述该系统,包括代ISAF字段以及如何实现边界提取和对象分割在动力系统和突出的算法。第四部分,描述了该方法输入数据集的其次是预期的结果在第六部分诉部分得出结论并给出了未来系统的范围。

文献调查

活跃的轮廓被用在许多图像处理应用程序,特别是对于定位对象边界和边缘检测和图像分割。因此,图像分割算法可以被开发为:聚类方法,Compression-based方法,基于直方图方法、边缘检测方法、区域增长方法、偏微分equation-based方法如:

一个参数的方法。

b。水平集方法

作者卡斯等提出了一个方法,将显式参数曲线来提取图像中的对象。他们主动轮廓定义为拉斯韦加斯样条函数由外部力量,把曲线特性,比如线条和边缘。他们还定义一个内部能量项用于对移动平滑曲线。由于轮廓移动而能量最小化他们称之为蛇。优点:这些典型的ACM或蛇有一些内部缺陷,如无法处理拓扑变化及其依赖项的参数化,也拥有无法检测凹对象初始化及其敏感。

作者徐和提出了一种新的王子传统轮廓称为梯度向量流模型(预防)。养狐业计算优势的扩散梯度向量的映射(灰度或二进制),还提供了灵活的初始化轮廓和改进收敛边界的凹陷了,有一个大的捕获范围。优点:虽然你模型初始化具有良好的灵活性,可以收敛到边界的凹陷了这个模型的困难是,它迫使蛇成细长边界缩进。所以同样的作者提出了一种新的模型工作类似于养狐业但可以处理细长边界缺口被称为广义梯度向量流(GGVF)。

作者李Bing和斯科特·t·阿克顿在2007年提出了向量场卷积(由变频控制)来解决养狐业的缺点,GGVF和高计算成本等传统蛇,噪声和参数灵敏度等通过计算卷积的外力,这个力计算向量场的边缘地图图像。

优点:一个由变频控制的缺点可能是弱边缘可能会淹没在强烈的边缘。

研究穆里尔Gastaud和米歇尔•BarlaudFellow提出了一种基于主动轮廓的变分方法技术包括形状之前定义的功能活动轮廓之间的距离和轮廓的参考。引用可以定义的轮廓操作员对交互式图像分割,也可以推导出从先前的分割在视频分割和跟踪。他们避免了参数转换约束通过允许自由形式的变形轮廓之间的引用和活动轮廓。

Osher Sethian PSC提出方案,移动表面曲率。算法依赖于数值解哈密顿雅可比方程与粘性项,使用近似技术从双曲守恒定律。

作者Caselles, Kimmel和Sapiro提出一个框架,他们表示边界检测可以被认为是相当于找到一个最小长度曲线,这给了一个新的方法来检测边界通过ACM基于局部最小值的距离计算。然后考虑等高线作为一个3 d的零水平集函数他们减少测地线曲线计算。

上述模型初始化的困难和糟糕的收敛到深凹陷边界和平衡问题停止线的向量场

实现细节

该系统的目标是:

1。对象分割利用庞加莱映射方法在动力系统的一个定义向量场。

2。生成ISFA申请的图像包含一个图像的两个旋转和吸引组件。

3所示。设置初始投资吸引力的盆地(极限环)和计算的收敛极限环的美国形象,同时也计算了轨道。

4所示。对象的边界积分方程有关的相应的聚合状态和时间。

提出系统中对象分割是通过庞加莱映射方法在动力系统。因此,这是通过以下模块:

答:国际安全援助部队。

在动力系统的框架。

c·庞加莱映射和牛顿迭代算法。

d .多个对象分割。

答:国际安全援助部队领域

在这方面,国际安全援助部队(插值旋转和吸引流)字段生成一个图像。它是由两个部分组成的,扩散ETF即DETF:旋转组件和扩散边缘垂直流即DEPF:吸引组件。DETF是一个漩涡周围物体的边界和非零的同质区域。DEPF时生成的,如果有一个涡流呈现对象边界附近的任何粒子的图像将映射到边界沿流线(流向)。DEPF充当吸引组件。在国际安全援助部队领域生成的图像会产生周期性流线沿边界和边界向量场组件指向和沿着这些边界以四舍五入的方式。

在动力系统的框架

后生成ISAF字段为给定的图像其涡流或漩涡对应于对象的边界。这种状态在动力系统的极限环,在动力系统被定义为一系列普通DE(常微分方程)。这里的漩涡可以被认为是作为一个向量场的极限环,属于动力系统。

这些极限环的位置,包括经期和候选点的极限环。

c·庞加莱映射和牛顿迭代算法

庞加莱(定义):周期轨道的交集在连续动态系统的状态空间与一个特定的低维子空间称为庞加莱截面。这个庞加莱截面用来设置极限环的庞加莱截面谎言。庞加莱截面描述如下:

牛顿迭代法用于零庞加莱截面计算的时期。贫穷时期的价值是,牛顿迭代序列导致积极的庞加莱远离χχ0 0即使是在极限环。

d .多个对象分割

在这个阶段后,国际安全援助部队领域一直为一个图像生成N不同初始状态随机在图像域可以放置对应于图像中对象的数量。然后,这N个州将在流场,最后将对象的边界。在这每个初始状态的庞加莱截面的帮助下定义和牛顿迭代算法计算相应的庞加莱映射的不动点(即决定了N边界上的聚合状态)以及同时计算隐式地时期。表示对象的边界与N聚合状态是:

B表示对象边界与N聚集状态,X(τ)表示时间l = 1…。N, N是初始状态边界的数量。

算法

1。国际安全援助部队字段生成:

这个计算梯度和梯度观测图像的大小。

)输入σ和maxedges的价值。

b)计算边缘地图

f =研究生(σ(x, y) * (x, y))

c)计算g的值。

g[我]=数学。exp(-(外汇外汇[我]+[我]* y[我]*[我]财政年度)/ (k * k))

d)计算h = 1 - g的值

e)计算梯度大小u (x, y), v (x, y))

du / dt = g(|毕业生f |)Δ(u) - h (f | |毕业生)* (u -外汇)

dv / dt = g(|毕业生f |)Δ(v) - h (f | |毕业生)* (v -财政年度)

f)直到maxegdes重复步骤3到5。

2。的框架内动力系统:

一)定义输入频率。

b)设置初始时间和最后一次。

c)设置X0的初始状态。

d) tspan = (t0, tfinal)

/ /包含其他特定的集成点。

e)生成(t, x)通过创建一个普通的微分方程解算器。

f)策划的结果。

3所示。庞加莱截面:

一)初始化所有的参数稳定状态的开始。

b)计算t和存储它的长度。

c)计算每个像素的庞加莱截面(x, y)

Poincare_x = [x (res圆(m * /): m, 1]

Poincare_y = [x (res圆(m * /): m 2]

d)情节庞加莱截面函数。

数据集

任何可以应用图像作为输入系统。它可以是任何颜色或灰度图像的梯度计算。

结果

该系统可以应用于任何图像,如医学图像,真正的图像是彩色或二进制小幅也有深深的凹陷了。在这方面,我们将首先在图像域中随机初始状态通过使用牛顿迭代算法,我们将收敛于边界上的聚合状态以及我们会发现对象的长度已知期限聚合状态和最后,将代表对象边界积分方程。相比之前的轮廓的方法,这种方法可以找到确切的边界以及可以实现多个分割时应用于任何形象,将证明比传统轮廓的方法,该方法不仅能够定位接近但确切的边界在图像域。

CONCLUSIONAND未来的工作

的帮助下提出了系统实现的边界提取和对象分割的帮助下实现了庞加莱映射方法在动力系统。这个边界提取和图像分割方法相比传统的ACM的更有效率。在第一个国际安全援助部队字段为观察到的图像生成它生成一个旋转组件的行为作为动力系统的极限环对应于所需的对象。

然后一个庞加莱截面和庞加莱映射为生成的国际安全援助部队生成字段和牛顿迭代法是用于定位极限环和最后的边界对象由积分方程表示。该系统还通过定位来实现多个边界提取一些初始点生成的向量场。再次生成每个点的庞加莱映射的不动点和牛顿迭代计算庞加莱映射的对象边界。然后点是喜欢使用积分公式和提取的边缘他们撒谎。

时它可以未来的范围方法该方法扩展到三维物体分割。

承认

首先,我谢谢万军之耶和华的恩典,力量,希望能让我的努力成功的。s . m . Rokade教授我也表达我的感激之情,他的部门主管9不断的支持和宝贵的建议,没有它的成功完成这项工作是不可能的。我特别感谢教授s d Jondhale他无限的合作,帮助延长我的导游这项工作。我感谢所有人,特别是我的同学,朋友和我的家庭成员或其他方式帮助我成功完成这项工作。

引用

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