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应用于低对比度和分段平滑图像的分数阶图像分割模型。 (英语) Zbl 07784333号

摘要:本文提出了一种基于结构张量和分数阶正则化的两阶段图像分割模型。在第一阶段,我们使用分数阶正则化来近似Mumford-Shah(MS)模型的Hausdorff测度。证明了解的存在唯一性,并利用交替方向隐式(ADI)格式求解修正MS模型。在第二阶段,使用阈值来诱导目标的分割。通过几种先进方法的对比实验结果,证明了该模型的优越性能。

MSC公司:

94A08型 信息与通信理论中的图像处理(压缩、重建等)
68单位10 图像处理的计算方法
65千5 数值数学规划方法
65D18天 计算机图形、图像分析和计算几何的数值方面
6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
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参考文献:

[1] 谢伟。;刘博士。;Yang,M.,SegCloud:一种新的云图像分割模型,使用深度卷积神经网络进行地面全天视相机观测。大气。测量。技术,41953-1961(2020)
[2] Rushing,J.A。;Ranganath,H。;Hinke,T.H.,使用关联规则特征进行图像分割。IEEE传输。图像处理。,5, 558-567 (2002)
[3] 李,X。;Yu,L。;Chen,H.,用于半监督医学图像分割的变换一致性自组装模型。IEEE传输。神经网络。学习。系统。,2, 523-534 (2020)
[4] 埃博德,T。;Bertels,J。;Berman,M.,《医学图像分割优化:用骰子得分或雅卡指数评估时的理论和实践》。IEEE传输。医学影像学,113679-3690(2020)
[5] 霍勒克卡尔,H。;Sun,G。;Khan,F.S.,带图像级监控的对象计数和实例分割,12397-12405
[6] 焦,X。;陈,Y。;Dong,R.,一种结合图聚类和高级特征表示的无监督图像分割方法。神经计算,83-92(2020)
[7] 北巴德沙阿。;Chen,K。;Ali,H.,使用活动轮廓的基于变异系数的图像选择性分割模型。东亚J.应用。数学。,02, 150-169 (2012) ·Zbl 1284.68623号
[8] Bramble,J。;帕西亚克,J。;Vassilev,A.,鞍点问题的不精确Uzawa算法分析。SIAM J.数字。分析。,3, 1072-1092 (1997) ·Zbl 0873.65031号
[9] 卡塞勒斯,V。;Kimmel,R。;Sapiro,G.,测地活动轮廓。国际期刊计算。视觉。,61-79 (1997) ·Zbl 0894.68131号
[10] Cremers博士。;罗森,M。;Deriche,R.,《水平集分割的统计方法综述:整合颜色、纹理、运动和形状》。国际期刊计算。视觉。,195-215 (2007)
[11] 古普塔,D。;Anand,R.,一种基于边缘的超声医学图像混合分割方法。生物识别。信号处理。对照,116-126(2017)
[12] 陈,D。;斯宾塞,J。;Mirebeau,J.M.,用于活动轮廓和图像分割的广义非对称双正面模型。IEEE传输。图像处理。,5056-5071 (2021)
[13] 张杰。;Chen,K。;Gould,D.A.,通过活动曲面自动分割和提取单个对象的快速算法。国际期刊计算。数学。,6, 1251-1274 (2015) ·Zbl 1310.94020号
[14] 吴,C。;Tai,X.C.,ROF、矢量TV和高阶模型的增广拉格朗日方法、对偶方法和分裂Bregman迭代。SIAM J.成像科学。,3, 300-339 (2010) ·Zbl 1206.90245号
[15] 张,D。;泰,X。;Lui,L.M.,基于图像配准的保拓扑和保凸图像分割。申请。数学。型号。,218-239 (2021) ·兹比尔1481.68047
[16] 芒福德,D。;Shah,J.,分段光滑函数的最佳逼近和相关变分问题。Commun公司。纯应用程序。数学。,577-685 (1989) ·Zbl 0691.49036号
[17] Jauhiainen,J。;Seppänen,A。;Valkonen,T.,Mumford-Shah正则化在具有完整电极模型的电阻抗断层成像中的应用。反向概率。,6 (2022) ·Zbl 1489.35307号
[18] Klann,E。;Ramlau,R。;Ring,W.,SPECT/CT数据反演和分割的Mumford-Shah水平集方法。反向探测。成像,1137(2011)·Zbl 1213.94015号
[19] Ben-Ari,R。;Sochen,N.,使用Mumford-Shah正则化和遮挡处理进行立体匹配。IEEE传输。模式分析。机器。智力。,11, 2071-2084 (2010)
[20] Ambrosio,L。;Tortorelli,V.M.,椭圆泛函通过(t)-收敛对依赖于跳跃的泛函的逼近。Commun公司。纯应用程序。数学。,8, 999-1036 (1990) ·Zbl 0722.49020号
[21] Chan,T。;Vese,L.,无边缘的活动轮廓。IEEE传输。图像处理。,266-277 (2001) ·Zbl 1039.68779号
[22] 斯宾塞,J。;Chen,K.,用于图像分割的凸和选择性变分模型。Commun公司。数学。科学。,6, 1453-1472 (2015) ·Zbl 1327.62387号
[23] 张杰。;Chen,K。;Yu,B.,Chan-Vese变分图像分割模型的三维多重网格算法。国际期刊计算。数学。,2, 160-189 (2012) ·Zbl 1242.94006号
[24] Vese,L。;Chan,T.,使用Mumford和Shah模型进行图像分割的多阶段水平集框架。国际期刊计算。视觉。,271-293 (2002) ·兹比尔1012.68782
[25] 蔡,X。;陈,R。;Zeng,T.,一种使用Mumford-Shah模型凸变量和阈值的两阶段图像分割方法。SIAM J.成像科学。,1, 368-390 (2013) ·Zbl 1283.52011年
[26] 陈,R。;Yang,H。;Zeng,T.,一种针对带有泊松或乘性伽马噪声的模糊图像的两阶段图像分割方法。SIAM J.成像科学。,1, 98-127 (2014) ·Zbl 1297.65066号
[27] Yu,H。;Jiao,L。;Liu,F.,CRIM-FCHO:SAR图像的多特征集成两阶段分割。IEEE传输。地质科学。遥感,42400-2423(2015)
[28] 宋,J。;焦,W。;Lankowicz,K.,噪声低对比度图像的两阶段自适应阈值分割。经济。通知。(2022)
[29] 陈,X。;Zhou,W.,利用非光滑非凸极小化平滑非线性共轭梯度法进行图像恢复。SIAM J.成像科学。,4, 765-790 (2010) ·Zbl 1200.65031号
[30] Hintermüller,M。;Wu,T.,图像恢复中的非凸模型:分析和基于信任区域正则化的超线性收敛解算器。SIAM J.成像科学。,3, 1385-1415 (2013) ·Zbl 1281.65033号
[31] 姚,Q。;郭敬通(Kwok,J.T.)。;Zhong,W.,带非凸正则化的快速低阶矩阵学习,539-548
[32] Wu,T。;邵,J。;Gu,X.,基于非凸(l_2-l_p)近似和阈值的两阶段图像分割。申请。数学。计算。(2021)
[33] 彭,Z.F。;Zhang,H.L。;Luo,S.,基于自适应加权TVp正则化的图像去噪。信号处理。(2020)
[34] Wu,T。;顾,X。;Wang,Y.,基于自适应全变差的图像分割与半近端交替最小化。信号处理。(2021)
[35] Demengel,F。;Demengel,G.,椭圆偏微分方程理论的函数空间,219-224(2011),Springer
[36] 张杰。;Chen,K.,总分数阶变分模型的变分图像配准。J.计算。物理。,442-461 (2015) ·Zbl 1349.94050号
[37] 汉,H。;Wang,Z.,分数阶扩散张量图像配准模型的交替方向隐式格式。申请。数学。计算。,105-118 (2019) ·Zbl 1429.65184号
[38] 张杰。;Chen,K.,非均匀边界条件下图像恢复的总分数阶变分模型及其数值解。SIAM J.成像科学。,4, 2487-2518 (2015) ·Zbl 1327.62388号
[39] Han,H.,一种基于张量投票的分数阶图像去噪模型及其数值算法。申请。数字。数学。,133-144 (2019) ·Zbl 1477.94011号
[40] 杨,J。;郭,Z。;Zhang,D.,用于图像增强和分割的具有非线性时滞结构张量的各向异性扩散系统。计算。数学。申请。,29-44 (2022) ·Zbl 07469194号
[41] 埃斯特勒,V。;索托,S。;Bresson,X.,结构张量自适应正则化。IEEE传输。图像处理。,6, 1777-1790 (2015) ·Zbl 1408.94166号
[42] 李,D。;张,C。;Ran,M.,广义时间分数Burgers方程的线性有限差分格式。申请。数学。型号。,11-12, 6069-6081 (2016) ·Zbl 1465.65075号
[43] Zhang,Y。;Sun,Z.,二维分数次细分扩散方程紧ADI格式的误差分析。科学杂志。计算。,1, 104-128 (2014) ·Zbl 1304.65208号
[44] Wang,X.F。;黄,D。;Xu,H.,用于图像分割的有效局部Chan-Vese模型。模式识别。,3, 603-618 (2010) ·Zbl 1185.68817号
[45] Goldstein,T。;布列松,X。;Osher,S.,分裂Bregman方法的几何应用:分割和表面重建。科学杂志。计算。,272-293 (2010) ·Zbl 1203.65044号
[46] Wang,L。;李,C。;Sun,Q.S。;夏,D.S。;Kao,C.Y.,局部和全局强度拟合能量驱动的活动轮廓,应用于大脑MR图像分割。计算。医学成像图。,520-531 (2009)
[47] Pang,Z。;关,Z。;李毅。;Chen,K。;Ge,H.,基于混合偏置场校正的图像分割。申请。数学。计算。(2023) ·Zbl 07702346号
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