活动轮廓模型中形状模式的研究

Active contour modelling,which is based on strict mathematics theory is an important method in image segmentation. But the heavy computational costs and undesired segmentaion effect reduce the pratical values of the current active contour modelling. This project proposes introducing shape prior information to improve the ability of catching object of interest. So, the concept of shape pattern is put forword. In a from simple to complicated style, the shape pattern is divided into three parts such as regular shape, irregular shape and general shape. For the regular shape, a simplified parametric energy model is established to improve the compute speed. For the irregular shape, the circular spline function is used firstly to approach the irregular contour. Based on these two work, a distance definition of spacial curves is introduced and a general shape pattern is established finally. Besides, the proposals of multi-object in the same shape and multi-shape are also invesigated in this project. The research project is addressing to problems of the object boundaries blurring, noisy pollution, and so on. It can broaden the practial application space of the active contour modelling.

活动轮廓模型具有严格数学理论基础，是图像分割一个重要方法。但由于当前的活动轮廓方法计算量大，分割效果不理想，大大地降低了其实际价值。本项目目的在于引入形状先验信息提高活动轮廓模型对感兴趣目标的获取能力。为此，提出了形状模式的概念，采取由浅入深的方式分别对规则形状、不规则形状和一般形状模式进行研究。对于规则形状模式，建立了简化的参数能量模型，提高了计算速度。对于不规则形状模式，首次提出了运用圆弧样条函数来对不规则轮廓进行逼近。在这两部分工作的基础上，提出了空间曲线距离定义，建立了统一的一般形状模式。此外，还探求了多个同类型目标和多种类型目标的获取方案。本项目的研究工作将解决了目标边界模糊、噪声污染等问题的影响，拓宽了活动轮廓模型的实际应用空间。

本项目提出了形状模式的概念，采取由浅入深的方式分别对规则形状、不规则形状和一般形状模式进行研究。对于规则形状模式，建立了简化的参数能量模型，提高了计算速度。对于不规则形状模式，首次提出了运用圆弧样条函数来对不规则轮廓进行逼近。在这两部分工作的基础上，提出了空间曲线距离定义，建立了统一的一般形状模式。研究成果包括参数形状先验模型，统计先验形状模式模型，动态向量场模型，边缘段的形状模式模型等。已发表SCI索引论文8篇，EI索引期刊论文2篇，EI索引国际会议论文8篇。已授权发明专利7项，获得软件著作权2项。完成了7名硕士研究生，1名博士研究生的培养。本项目的研究工作解决了目标边界模糊、噪声污染等问题的影响，拓宽了活动轮廓模型的实际应用空间。