变形曲线曲面主动轮廓模型方法PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1引言 1

1.2变形曲线曲面模型 2

1.2.1变形曲线曲面几何模型 3

1.2.2变形曲线曲面物理模型 5

1.3主动轮廓模型 7

1.3.1参数主动轮廓模型 9

1.3.2几何主动轮廓模型 12

1.4国内外研究现状评述 15

第2章 自适应梯度矢量流模型 18

2.1引言 18

2.2主动轮廓模型的数学表示 20

2.3主动轮廓能量最小化条件 22

2.4自适应梯度矢量流模型 27

2.4.1梯度矢量流特性分析 27

2.4.2自适应梯度矢量场 30

2.4.3自适应外部力 31

2.5模型的离散化及数字化求解 32

2.5.1模型的离散化 32

2.5.2算法实现步骤 38

2.6实验结果与分析 39

2.7本章小结 43

第3章 离散化能量优化模型 45

3.1引言 45

3.2动态规划主动轮廓模型 46

3.2.1模型的表示 46

3.2.2能量函数的离散化 47

3.3动态规划主动轮廓模型算法步骤和实现 50

3.4贪婪蛇算法主动轮廓模型 52

3.4.1贪婪蛇模型 52

3.4.2轮廓曲线曲率的计算 53

3.4.3图像能的正则化 56

3.5贪婪法主动轮廓模型算法步骤和实现 58

3.5.1算法步骤 58

3.5.2对比实验及分析 60

3.6本章小结 61

第4章 高效能量组合模型 63

4.1引言 63

4.2组合模型中的图像能 64

4.2.1基于边的图像能量计算 64

4.2.2基于区域的图像能量计算 68

4.2.3联合图像能量计算 69

4.3组合模型中的内部能量 71

4.4组合模型中的外部约束能量 75

4.5各能量项偏导数的计算 75

4.5.1梯度量值的图像能偏导 75

4.5.2联合图像能的偏导 76

4.5.3内部能的编导 77

4.5.4约束能的偏导 80

4.6本章小结 80

第5章 共轭梯度B-样条模型 83

5.1引言 83

5.2 B-样条曲线的数学表示 84

5.3结点控制的B-样条曲线 88

5.3.1 B-样条曲线的Z-变换 88

5.3.2三次B-样条系数的确定 92

5.4基于共轭梯度的外力场构造 93

5.5共轭梯度B-样条主动轮廓模型 96

5.5.1模型的构建 97

5.5.2算法实现步骤 101

5.5.3实验结果与分析 102

5.6主动轮廓的局部几何特性 104

5.6.1局部几何特性分析 104

5.6.2局部区域轮廓的形状控制 109

5.6.3实验结果与分析 110

5.7本章小结 112

第6章 拓扑结构自适应模型 114

6.1引言 114

6.2拓扑结构自适应模型 114

6.2.1 T-Snake模型的演化 115

6.2.2仿射单元分解 117

6.2.3单形单元近似 123

6.3拓扑结构自适应模型算法步骤和实现 127

6.3.1算法步骤 127

6.3.2实验结果与分析 128

6.4双T-Snake模型算法步骤和实现 129

6.4.1算法原理和步骤 129

6.4.2实验结果与分析 132

6.5本章小结 133

第7章 离散小波变形曲线曲面模型 135

7.1引言 135

7.2小波分析与小波变换 136

7.3基于离散小波的曲线分解与重构 139

7.3.1曲线分解与重构 140

7.3.2 Daubechies小波 143

7.3.3曲线拟合的误差控制 144

7.3.4可控误差的曲线拟合算法 145

7.3.5运行实例及分析 145

7.4基于离散小波的三维表面分解与重构 147

7.4.1三维表面的分层表示 147

7.4.2表面仿真的误差控制 149

7.4.3可控误差的三维表面仿真算法 150

7.4.4仿真结果性能分析 152

7.5离散小波主动轮廓模型 154

7.5.1轮廓边缘的多尺度表示 154

7.5.2基于离散小波场的轮廓演化 159

7.5.3算法步骤与实现 161

7.5.4实验结果与分析 162

7.6本章小结 164

第8章 多目标轮廓Mumford - Shah水平集模型 165

8.1引言 165

8.2水平集方法及几何主动轮廓模型 166

8.2.1水平集方法 166

8.2.2测地线几何主动轮廓模型 168

8.3 Mumford-Shah模型的多目标轮廓提取 171

8.3.1 Mumford-Shah模型 171

8.3.2梯度场的扩散及几何流的生成 173

8.3.3调节项的建立 174

8.4数值计算和实现 177

8.4.1模型的离散化 177

8.4.2算法实现步骤 180

8.4.3实验结果与分析 181

8.5分片光滑区域多目标轮廓提取 186

8.5.1分片光滑Mumford - Shah模型 186

8.5.2模型的离散化 188

8.5.3算法实现步骤 190

8.5.4实验结果与分析 191

8.6本章小结 193

第9章 快速水平集演化模型 195

9.1引言 195

9.2窄带水平集模型 196

9.2.1窄带区的构建 196

9.2.2窄带区内符号距离函数的计算 198

9.2.3接近度阈值的确定 199

9.2.4数据结构及存储 200

9.2.5特殊情况处理及扩展技术 201

9.3窄带水平集算法步骤和实现 205

9.4表面变形的窄带水平集方法 210

9.4.1边界表面的构造 211

9.4.2圆形边界表面的构造 216

9.5最小变形表面计算的算法步骤和实现 219

9.6快速行进法水平集模型 222

9.6.1快速行进法模型构建 222

9.6.2快速行进法求解 226

9.7快速行进水平集算法步骤和实现 228

9.8本章小结 231

第10章 先验形状水平集统计模型 232

10.1引言 232

10.2先验形状的水平集表示 234

10.2.1形状的水平集表示 234

10.2.2刚性物体的配准 235

10.2.3非刚性物体的配准 237

10.3基于统计的先验形状模型构建 240

10.3.1形状模型的构建 240

10.3.2模型的求解 242

10.4先验形状水平集统计模型 243

10.4.1简单的静态模型 244

10.4.2考虑统计信息的模型 247

10.5自约束测地活动区域模型 248

10.6先验知识对水平集演化的约束 251

10.6.1静态先验形状对演化的约束 251

10.6.2概率先验形状对演化的约束 253

10.6.3实验结果与分析 254

10.7本章小结 256

第11章 全局主动轮廓模型 258

11.1引言 258

11.2基于ROF的全局主动轮廓模型 259

11.2.1基本理论 259

11.2.2基于偏微分方程的标准全局主动轮廓模型 262

11.3基于双TV范数的快速全局主动轮廓模型 264

11.3.1模型的表示及分解 264

11.3.2能量方程的转化求解 265

11.3.3实验结果与分析 268

11.4基于Mumford-Shah的分段常数全局主动轮廓模型 270

11.4.1全局主动轮廓模型的表示 270

11.4.2快速全局主动轮廓模型 273

11.4.3实验结果与分析 275

11.5本章小结 277

第12章 主动轮廓模型在人眼疲劳检测中的应用 279

12.1引言 279

12.2人眼检测中的图像预处理 280

12.2.1滤波 280

12.2.2边缘检测 282

12.2.3二值化和灰度均衡 286

12.2.4数学形态 289

12.2.5几何特征 291

12.3气球力主动轮廓模型人眼睛检测 294

12.3.1气球力主动轮廓模型 294

12.3.2人眼检测处理过程 296

12.3.3实验结果与分析 299

12.4人眼疲劳状态的识别 302

12.4.1人眼图片倾斜旋转摆正预处理 302

12.4.2眼睛垂直积分投影 303

12.4.3波形特征参数计算及人眼疲劳识别 306

12.4.4实验结果与分析 307

12.5本章小结 310

附录 部分模型算法Matlab源程序代码 311

A1传统的主动轮廓模型 311

A2梯度适量流主动轮廓模型 312

A3气球力主动轮廓模型 326

A4贪婪法主动轮廓模型 327

A5水平集C-V模型 340

A6通用水平集模型 347

参考文献 373