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医学图像处理中的边缘检测与分割算法边缘检测与分割是医学图像处理中的重要部分，被广泛应用于疾病诊断、医学影像分析和手术辅助等领域。
边缘检测算法用于提取图像中的边缘信息，而分割算法则可以将图像划分为不同的区域，有助于医生对图像进行进一步分析和诊断。
一、边缘检测算法在医学图像处理中，常用的边缘检测算法包括基于梯度的方法、基于模型的方法和基于机器学习的方法。
1. 基于梯度的方法基于梯度的边缘检测算法通过计算图像中像素点的梯度值来确定边缘位置。
常用的算法包括Sobel算子、Prewitt算子和Canny算子。
Sobel算子是一种常用的离散微分算子，通过在图像中对每个像素点应用Sobel算子矩阵，可以得到图像的x方向和y方向的梯度图像。
通过计算梯度幅值和方向，可以得到边缘的位置和方向。
Prewitt算子与Sobel算子类似，也是一种基于梯度的边缘检测算子。
它通过将图像中的每个像素点与Prewitt算子矩阵进行卷积运算，得到图像的x方向和y方向的梯度图像。
进一步计算梯度幅值和方向，可以确定边缘的位置和方向。
Canny算子是一种经典的边缘检测算法，它采用多步骤的方法来检测边缘。
首先，对图像进行高斯滤波来减少噪声。
然后，计算图像的梯度幅值和方向，进一步剔除非最大值的梯度。
最后，通过设置双阈值来确定真正的边缘。
2. 基于模型的方法基于模型的边缘检测算法借助数学模型来描述边缘的形状和特征。
常用的算法包括基于边缘模型的Snake算法和基于边缘模型的Active Contour算法。
Snake算法（也称为活动轮廓模型）是一种基于曲线的边缘检测算法。
它通过将一条初始曲线沿着图像中的边缘移动，使得曲线更好地贴合真实边缘。
Snake算法考虑了边缘的连续性、平滑性和能量最小化，可以获得较为准确的边缘。
Active Contour算法是Snake算法的进一步发展，引入了图像能量函数。
通过最小化能量函数，可以得到最佳的边缘位置。
Active Contour算法可以自动调整曲线的形状和位置，适应复杂的图像边缘。
基于视频的运动目标检测与识别张建军,黄 山,张洪斌,杨 权,汪 勤(四川大学电气信息学院 四川成都 610065)摘 要:为了对目标进行跟踪和识别,针对固定场景提出一种基于视频的运动目标检测和识别算法。
该方法采用改进的混合高斯模型为动态背景更新方法,并结合梯度背景差分方法及Otsu s 阈值分割法提取出运动目标,然后利用目标特征参数建立目标链,通过两条目标链间的目标特征匹配实现运动目标的快速跟踪与行为识别。
该方法与传统方法相比具有更好的学习能力,提高了算法的场景适应性,从而有效地提高了运动目标检测的正确率和快速性。
实验结果表明该方法具有良好的鲁棒性和自适应性。
关键词:背景模型;混合高斯模型;运动目标检测与识别;O tsu s 阈值分割法中图分类号:T P391 文献标识码:B 文章编号:1004-373X (2009)08-087-05Moving Object Detection and Recognition Based on VideoZHA N G Jianjun,H U A N G Shan,ZH AN G H ong bin,Y AN G Q uan,WA N G Q in(School of Electrical Eng i neeri ng and Informat ion,Sichuan Universi t y,Cheng du,610065,China)Abstract :T o t rack and recog nize objects,an appr oach o f detect ing and r ecognizing mo ving objects in stationary scene is pr esented.A mo dified mix ture Gaussian model is used as the dynamic backg round updating method.M ov ing objects are extr acted by using gr adient backg round difference metho d and Otsu s thr eshold segmentation and and then using o bject ive par ameters to establish t he link of tar gets.T racking targ ets and recog nizing behavio rs of targ ets by using a basic feature matc hing a lg orithm to tar gets of tw o pared w ith the tr aditional method,it has better ability to learn,r aise the scene adap tat ion of the alg or ithm,w hich has effectiv ely impr ov ed the mov ement to the corr ect ta rg et detect ion rate and rapid.T he results of ex per iment show that the method is robust and adaptiv e.Keywords :backg round mo del;mix ed Gaussian model;mo ving o bject detect ion and r eco gnit ion;O tsu s threshold seg menta t ion收稿日期:2008-07-07基金项目:四川省重点技术创新项目计划资助项目(07XM 020)近年来,随着计算机技术的不断提高,智能视频监控技术得到了很好的改善,并被逐渐应用于城市道路、小区、银行等重要场所及对场景中的异常事件或人的异常行为的监控中,因此应用前景广泛。
基于测地线活动轮廓模型的图像联合分割算法佚名【摘要】为了辅助医生对肿瘤治疗方案和靶区形状的设计,我们研究了PET／CT 图像联合自动分割,将计算机自动分割的结果作为一个较客观的依据.传统的测地线活动轮廓模型( GAC)具有边缘演化迅速,对弱边界也能准确分割的优点,但是该算法只能利用一种模态的图像信息进行分割.本研究算法在传统的测地线活动轮廓模型基础上进行改进,重新设计其边缘函数,综合利用了CT信息与PET信息,使算法利用两种模态的医学图像信息进行联合分割.由于边缘函数中结合了两种信息,所以算法的演化收敛速度有一定的提升,分割出的边缘也更加合理,较单一PET图像分割算法具有更准确的边界.【期刊名称】《生物医学工程研究》【年(卷),期】2018(037)004【总页数】6页(P398-403)【关键词】PET／CT;测地线活动轮廓模型;边缘函数;水平集方法;图像分割【正文语种】中文【中图分类】R3181 引言对PET/CT图像分割，可辅助医生制定准确的放疗靶区，用以治疗肺癌。
实际上，现阶段数字图像处理技术已经相当成熟，完全可以依靠计算机来进行多模态肿瘤图像的融合和靶区分割，从而辅助医生确定肿瘤的位置和大小，更好的制定放疗计划，提高患者的治疗成效。
活动轮廓模型是图像分割中的经典算法[1]，主要分为两大类：基于区域的活动轮廓分割模型和基于边缘的活动轮廓分割模型。
基于区域的活动轮廓分割模型中最常用的是Chan-Vese (CV)模型[2]和Regionscalable Fitting(RSF)[3]模型。
CV模型利用的是图像的全局信息，算法收敛速度快，但是不适用于灰度不均的图像。
RSF模型在CV的基础上进行改进，同时结合了图像的全局和局部能量，解决了对灰度不均图像分割效果不好的问题，但其缺点是由于局部项的影响，算法不易找到全局最优解[4-5]。
基于边缘的活动轮廓模型中最常见的是测地线活动轮廓[6](geodesic active contour，GAC) 模型，其优点是对复杂图像的分割效果较好，但是分割结果会出现边界泄漏的问题[7-8]。
医疗影像处理中的图像分割算法图像分割是一种将图像划分成多个具有独立语义信息的区域的方法，它在医疗影像处理中扮演着重要的角色。
医疗影像分割的目标是将影像中感兴趣的区域从背景中分离出来，以帮助医生进行病变分析、诊断和治疗。
在医疗影像处理中，图像分割算法的准确性和效率至关重要。
准确性确保分割结果与医生给定的标注一致，而效率则决定了算法能否在实际应用中处理大规模医疗影像数据。
常见的医疗影像分割算法包括阈值分割、区域生长、边缘检测和基于机器学习的方法等。
下面将分别介绍这些算法的原理和应用。
1. 阈值分割阈值分割是一种简单但常用的图像分割方法。
它基于图像灰度值的不同，在图像上设置一个或多个阈值来实现分割。
通过选择合适的阈值，可以将感兴趣的区域与背景区域分离开来。
但该方法对于光照变化和噪声敏感，因此在复杂的医学影像中效果有限。
2. 区域生长区域生长是一种基于相似性的图像分割方法。
它从种子点开始，不断生长并将与种子点相似的像素合并为同一区域。
该方法通常需要人工提供种子点，并根据图像特点调整生长准则。
区域生长方法适用于具有明显边界的图像，但对于灰度均匀且模糊边界的图像分割效果较差。
3. 边缘检测边缘检测是一种通过检测图像中的强度变化来实现分割的方法。
它通过计算图像中像素灰度值的一阶或二阶导数来检测边缘。
常用的边缘检测算法有Sobel、Canny和Laplacian等。
该方法对于具有明显边界的图像分割效果较好，但在存在噪声或纹理较强的图像中容易产生误检。
4. 基于机器学习的方法基于机器学习的方法在医疗影像分割中越来越受到关注。
这些方法利用训练数据来构建分类器或分割模型，以实现自动分割。
常用的机器学习算法包括支持向量机（SVM）、随机森林和卷积神经网络（CNN）等。
这些算法通过学习大量的标注数据，可在医疗影像分割任务中取得较高的准确性和泛化能力。
除了以上常见的图像分割方法外，还有一些其他的算法，如基于水平集的方法、活动轮廓模型等。
基于GMM与活动轮廓模型的图像协同分割蒋旻;周龙;王松;雷泽;李劲松【摘要】提出一种基于GMM和轮廓模型的图像协同分割方法.通过检测待分割图像的显著性水平去除待分割图像集中的干扰图像,将剩下的图像组合成图像对进行协同分割.采用混合高斯模型建立图像区域相似性的度量,通过水平集控制分割轮廓的演化,得到所有图像中的目标区域.实验结果表明,该算法可以去除干扰图像,在处理有较大光照差异的图像时,能够保持较好的图像分割鲁棒性.【期刊名称】《计算机工程与设计》【年(卷),期】2016(037)009【总页数】5页(P2480-2484)【关键词】活动轮廓模型;混合高斯模型;图像协同分割;图像处理;多媒体技术【作者】蒋旻;周龙;王松;雷泽;李劲松【作者单位】武汉科技大学计算机科学与技术学院,湖北武汉430065;智能信息处理与实时工业系统湖北省重点实验室,湖北武汉430065;武汉科技大学计算机科学与技术学院,湖北武汉430065;智能信息处理与实时工业系统湖北省重点实验室,湖北武汉430065;武汉科技大学计算机科学与技术学院,湖北武汉430065;智能信息处理与实时工业系统湖北省重点实验室,湖北武汉430065;武汉科技大学信息科学与技术学院,湖北武汉430081;武汉科技大学信息科学与技术学院,湖北武汉430081【正文语种】中文【中图分类】TP391近年来，由于图像规模的大幅增长，图像分割技术逐渐从单幅图像分割技术发展到多幅图像的协同分割技术。
具有代表性的图像协同分割方法有：基于马尔科夫(MRF)随机场的协同分割方法，基于判别聚类的协同分割方法，分布式协同分割方法，基于轮廓模型的协同分割方法等等。
Rother等提出的基于MRF的协同分割方法[1]，采用l1范数来衡量图像前景的相似度，并采用TRGC算法优化协同分割模型。
其中存在的明显问题是：由于图像前景的差异只由l1范数来表示，对含有干扰的图像进行分割效果就不会太好。
基于改进边缘活动轮廓模型的超声图像分割倪晓航;肖明波【摘要】To overcome the problem that the traditional edge-stop functions (ESFs) fail to stop the poor boundary contours,a framework was proposed,which constructed an active contour model of a group edge function to realize the segmentation of fuzzy boundary.The framework included a set of standard classifiers with gray information as well as probability scores.ESFs could be constructed using any classification algorithms and applied to any edge-based model.Experiments on ultrasonic image were carried out using distance regularization level set for edge-based active contour models as well as k-nearest neighbor algorithm (k-NN) or support vector machine (SVM).Experimental results show that the proposed method can effectively segment the ultrasound image,which is superior to other segmentation methods.%为克服传统边缘函数(edge-stop functions,ESFs)不能停止模糊边界问题,提出一种方法构建一组边缘停止函数的活动轮廓模型实现模糊边界的分割.该方法包括一组带有灰度信息和概率评分的标准分类器,ESF可以由任意分类算法构造,将其应用到基于边缘的水平集分割方法中.采用距离正则化水平集演化方法结合k-近邻算法(k-nearest neighbor,k-NN)或支持向量机(support vector machine,SVM)对超声图像进行分割,实验结果表明,该方法能够有效分割超声图像,明显优于其它分割方法.【期刊名称】《计算机工程与设计》【年(卷),期】2018(039)006【总页数】5页(P1675-1678,1749)【关键词】基于边缘的活动轮廓;边缘停止函数;梯度信息;超声图像分割;概率得分【作者】倪晓航;肖明波【作者单位】杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018;杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TP3120 引言由于超声图像固有的复杂性，医学超声图像分割十分困难[1]。
一种基于高斯模型的运动目标检测算法
孙南;罗以宁;柳伟
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2009(025)031
【摘要】针对传统分割算法易受噪声影响、分割完整性较差等缺陷,本文提出了一种基于高斯模型的运动目标检测算法.该算法在背景差分法的基础上,采用统计推断的方法获取分割阈值,检测运动目标,其中通过在估计的未变化背景区域中提取子块的方法实现阈值优化,增强了目标检测的鲁棒性.实验结果表明,该算法能够提高运动目标检测的准确性,具有较好的稳定性和实时性.
【总页数】3页(P186-188)
【作者】孙南;罗以宁;柳伟
【作者单位】610064,成都,四川大学计算机学院;610064,成都,四川大学计算机学院;610064,成都,四川大学计算机学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41
【相关文献】
1.一种自适应的基于混合高斯模型的运动目标检测算法 [J], 杨欣;刘加;费树岷;周大可
2.一种基于混合高斯模型的运动目标检测新算法 [J], 茅正冲;王丹;徐昊
3.一种基于改进混合高斯模型的运动目标检测算法 [J], 朱善良;王浩宇;高鑫;赵玉;谢秋玲;周伟峰;杨树国
4.一种基于改进的混合高斯模型的运动目标检测算法 [J], 李旭健;张丛静
5.一种改进的基于混合高斯模型的运动目标检测算法 [J], 王思思;任世卿
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一种多模型协同的目标提取方法冀续烨;陈明;冯国富;赵海乐【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2015(000)005【摘要】固定摄像机目标提取多以高斯混合模型为背景模型，在检测运动缓慢、间歇停滞的目标时会出现前景目标空洞的问题。
为此，提出一种能够适应目标间歇停滞的多模型协同目标提取方法。
采用高斯混合模型进行背景学习，通过光线检测模型和场景状态检测模型协同控制背景适时更新，利用阴影检测模型剔除阴影。
实验结果表明，与KaewTraKulPong P方法相比，该方法能较完整地提取到目标轮廓，且单帧处理时间较少。
%Gaussian Mixture Model( GMM) is adopted to solve foreground detection problems. However,GMM can not detect objects in which do not move in the scene. This paper proposes the multi-model cooperative method to detect foreground objects in complex scene. Under the assumption that the camera is fixed,it first uses the adaptive GMM to build a background which is updated by the light detection model and the scene detection model. A shadow detection model is also used in this paper at last. It mades a comparison with two algorithms. Experimental results show that this method can completely extract the object contour,and single frame processing time is less.【总页数】6页(P254-258,263)【作者】冀续烨;陈明;冯国富;赵海乐【作者单位】上海海洋大学信息学院，上海201306;上海海洋大学信息学院，上海201306;上海海洋大学信息学院，上海201306;上海海洋大学信息学院，上海201306【正文语种】中文【中图分类】TP391.41【相关文献】1.一种基于模型的舰船目标特征提取方法 [J], 陈志刚;李陆冀2.一种基于改进单高斯模型的运动目标提取方法 [J], 喻旭勇;王直杰3.一种基于GTD模型的目标散射中心提取方法 [J], 王菁;周建江4.一种基于空谱协同的高光谱端元提取方法研究 [J], 郭诗韵5.协同过滤推荐中一种改进的信息核提取方法 [J], 张文静; 李锦屏; 杨军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于高斯混合模型的视频运动对象自动分割算法
李新仕;王天江;刘芳
【期刊名称】《计算机科学》
【年(卷),期】2009(36)1
【摘要】提出的算法首先采用高斯混合模型依据空间属性对当前帧进行聚类分割,可以克服一般聚类算法对数据集中的噪声无法建模以及聚类数目难以确定的问题.然后依据时序属性,分割出当前帧的运动对象的初步轮廓区域.最后将初步轮廓区域和聚类分割的区域进行匹配,提取出视频运动对象.通过实验验证,算法具有较好的准确性和抗干扰性,在运动微小的情况下也能取得比较好的效果.
【总页数】3页(P205-207)
【作者】李新仕;王天江;刘芳
【作者单位】华中科技大学计算机科学与技术学院智能与分布计算实验室,武汉,430074;华中科技大学计算机科学与技术学院智能与分布计算实验室,武
汉,430074;华中科技大学计算机科学与技术学院智能与分布计算实验室,武
汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于运动背景的自适应视频对象分割算法 [J], 王小平
2.基于高斯混合模型的视频对象分割算法 [J], 李小和;张太镒;周亚同;沈晓东
3.一种视频序列中的运动对象自动分割算法 [J], 张晓燕;赵荣椿
4.基于高斯混合模型和帧间梯度信息的运动目标视频分割算法 [J], 李磊
5.视频运动对象自动分割算法 [J], 魏冬梅;张之超;李海腾
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一种视频运动目标精确分割新算法
江涛;吕家恪
【期刊名称】《计算机测量与控制》
【年(卷),期】2014(22)12
【摘要】针对视频图像中单个运动目标的分割问题,提出了一种基于Kirsch边缘算子的视频运动目标分割算法,该算法将Kirsch算子检测到的边缘作为主分割信息,运动矢量场作为次要分割信息;首先利用双重尺度的运动矢量场进行累加和滤波处理来获得辅助分割信息;然后将Kirsch算子的模板分解为差值模板和公共模板以提高边缘的抗噪性;最后用自适应状态标记的方法将边缘信息和运动矢量信息相融合来准确地分割运动目标;实验结果表明该方法分割比较精确.
【总页数】3页(P4025-4027)
【作者】江涛;吕家恪
【作者单位】重庆工商职业学院,重庆 400052;西南大学计算机与信息科学学院,重庆 400715
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.一种新的运动目标自适应图像分割算法 [J], 李恩科;刘上乾;麻彦轩;殷世民
2.一种基于运动边缘检测的视频对象分割新算法 [J], 贾振堂;李生平;贺贵明;田惠
3.一种视频序列图像中运动目标的分割算法 [J], 王成儒;刘豫
4.一种新的基于吉布斯随机场的视频运动对象分割算法 [J], 刘龙;韩崇昭;刘丁;梁盈富
5.一种新型自适应嵌入式流形去噪视频运动目标分割算法 [J], 杨帆;张子文;徐侃因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于改进活动轮廓模型的图像分割江晓亮;李柏林;刘甲甲;王强【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】In order to overcome the problem of weak boundary and intensity inhomogeneity, a region-based active contour model for image segmentation is proposed in this paper. Using the global and local image information as the energy term driving evolution of active contour to the objective boundaries can effectively segment images with intensity inhomogeneity. In order to segment the image fast and accurately,the length term and penalty are incorporated into the energy equation. By adopting gradient descent method, the minimization of the energy equation can be given. Segmentation tests demonstrate that the proposed method can segment images with intensity inhomogeneity, needs less iteration and few iteration times,and is less sensitive to the location and size of the initial contour when is compared with the Local BinaryFitting( LBF) model and the Local Image Fitting( LIF) model.%针对图像分割中的灰度不均匀和轮廓初始化问题，提出一种基于区域的活动轮廓模型。
