【医学图像分割】 基于matlab GVF算法医学图像分割【含Matlab源码 1213期】
2021/8/13 22:06:08
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一、GVF Snake算法简介
分割的过程中, 图像的轮廓曲线要尽可能变得光滑。然而, Snake模型使轮廓线更加平滑的同时不能凹陷, 对初始位置的选取较为敏感, 极大的增加了模型的不确定性 。GVF Snake模型, 将梯度力扩展至整个图像中, 一方面加大了轮廓曲线的动态捕捉能力, 另一方面克服了Snake模型中轮廓线不能凹陷的缺陷 。GVF Snake模型其外力作用范围较大,具有双向驱动轮廓运动的特点。对于一幅图像,首先使用边界检测算子获取该幅图像I(x,y)的边界f(x,y),w(x,y) =[u(x, y) , v(x, y) ] 为该模型的外力, 则GVF Snake模型的能量泛函可表示为
梯度矢量流中梯度力场u、v函数关于时间t的偏微分方程可表示为
二、部分源代码
clc; clear all; close all; rand('state', 0); warning off all; path([pwd '\\toolbox'], path); filename = 'chest'; % 待处理图像名称 % 载入图像 [I, map] = rawread(sprintf('images\\%s.pgm', filename)); % 计算边缘图像 f = 1 - I/255; % GVF处理 [u,v] = GVF(f, 0.1, 80); % 正规化处理 mag = sqrt(u.*u+v.*v); px = u./(mag+1e-10); py = v./(mag+1e-10); % 显示结果 figure(1); subplot(1, 2, 1); imdisp(I); title('原图像', 'FontWeight', 'Bold'); subplot(1, 2, 2); imdisp(f); title('边缘图像', 'FontWeight', 'Bold'); % 初始边缘曲线 load(sprintf('.\\images\\%s.mat', filename)); [x,y] = snakeinterp(XSnake,YSnake,2,0.5); subplot(1, 2, 1); hold on; h = plot(x, y, 'r-'); % GVF迭代 load(sprintf('.\\images\\test_%s.mat', filename)); for i=1:25, [x,y] = snakedeform(x,y,alpha,beta,gamma,kappa,fx,fy,5); [x,y] = snakeinterp(x,y,dmax,dmin); set(h, 'XData', x, 'YData', y); title(['迭代过程,迭代次数为 = ' num2str(i*5)], 'FontWeight', 'Bold') pause(0.2); end title('GVF Snake边缘提取标记', 'FontWeight', 'Bold') mag = sqrt(u.*u+v.*v); px = u./(mag+1e-10); py = v./(mag+1e-10); % 显示结果 figure(1); subplot(1, 2, 1); imdisp(I); title('原图像', 'FontWeight', 'Bold'); subplot(1, 2, 2); imdisp(f); title('边缘图像', 'FontWeight', 'Bold'); % 初始边缘曲线 load(sprintf('.\\images\\%s.mat', filename)); [x,y] = snakeinterp(XSnake,YSnake,2,0.5); % XSnake % YSnake % GVF snake (active contour) toolbox % Version 1.0 17-June-1997 % Copyright (c) 1996-1997 by Chenyang Xu and Jerry L. Prince % % Image input/output % rawread - Read a Portable Bitmap file, or a raw file % rawwrite - Write a Portable Bitmap file, or a raw file % % Image Display % imdisp - Display an image % % Active Contour % snakeinit - Initialize the snake manually % snakedeform - Deform snake in the given external force field % snakedeform2 - Deform snake in the given external force field with % pressure force % snakedisp - Display a snake % snakeinterp - Interpolate the snake adaptively % snakeinterp1 - Interpolate the snake at a fixed resolution % (better implemented than snakeinterp) % % Gradient Vector Flow % GVF - Compute the gradient vector flow field % % Other % dt - Simple distance transform % gaussianBlur - Blurring an image using gaussian kernel % gaussianMask - Generate a discrete gaussian mask
三、运行结果
四、matlab版本及参考文献
1 matlab版本
2014a
2 参考文献
[1] 蔡利梅.MATLAB图像处理——理论、算法与实例分析[M].清华大学出版社,2020.
[2]杨丹,赵海滨,龙哲.MATLAB图像处理实例详解[M].清华大学出版社,2013.
[3]周品.MATLAB图像处理与图形用户界面设计[M].清华大学出版社,2013.
[4]刘成龙.精通MATLAB图像处理[M].清华大学出版社,2015.
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