基于mrf和圖割的圖像分割和配準同步方法的研究

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1、？？困分類號論文編號－中ＴＰ３９１１００６０１６０３３６學(xué)科分類號５２０．６０４０密級？考）乂凈＼Ｓ＾＾７ＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ＼ｃｈＩｎ＞，／基于Ｍ民Ｆ和圖割的圖像分割和配準同步方法的研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＪｏｎｔＳｅｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄｉｇｉｓｔｒａｔｉｏｎｏｆＩｍａｅＢａｓｅｄｏｎＭＲＦ一Ｒ巧ｇａｎｄＧｒａｐｈＣｕｔ＾鐘〇ｉｍ＾３Ｓｉ■■．〇：龍±■ｆｃ迎■編抽計算機技術(shù)Ｍ

2、董麗娜細Ｊｉｇ溫顯斌教授徐海霞副教授天津理工大學(xué)研究生院二〇－六年Ｈ月巧別牲是巧本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工，作和取得的研究成果，餘了文中將別加ｔｕ標注和致謝之處外論文中不包含其它人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研兜成果，也不包含為獲得＾津理工大舉或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻巧己在論文中作了明疏的說明并表示了謝盧。學(xué)往冷丈作者簽《：襄簽季日期：興／若年３月女日學(xué)化冷丈狀托使巧援托書本學(xué)位論文作者完全了解

3、天津理工大爭有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)義津理工大學(xué)可レッ將學(xué)位論文的全部或部段分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手保巧、匯編，ｙＸ供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文的復(fù)本和電子文件。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）＼學(xué)位冷丈作老簽導(dǎo)師簽復(fù)簽而李巧期：２。知年Ｊ月Ｊｒ曰簽李ａ期：如／件３月曰分類號：TP391520.6040密級：天津理工大學(xué)研究生學(xué)位論文基于MRF和圖割的圖像分割和配準同步方法的研究（申請碩士學(xué)位）學(xué)科專業(yè)：計算機技術(shù)

4、研究方向：圖像處理作者姓名：董麗娜指導(dǎo)教師：溫顯斌教授徐海霞副教授2016年3月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’sDegreeResearchonJointSegmentationandRegistrationofImageBasedonMRFandGraphCutByLinaDongSupervisorProf.XianbinWenandHaixiaXuMarch2016摘要圖像分割與圖像配準是圖像處理及分析領(lǐng)域中的兩個關(guān)鍵問題及重要技術(shù)，因

5、此，研究出更準確有效的分割和配準技術(shù)成為國內(nèi)外學(xué)者們不斷追尋的目標，但很長的一段時間內(nèi)，分割和配準都是作為兩個獨立的問題來分別進行處理的，事實上，它們之間存在著相互依存、彼此互利的密切關(guān)系。于是，研究出一種耦合模型將圖像分割與配準整合在一起同步進行，利用兩者的相互促進得到更精準的分割和配準結(jié)果，已經(jīng)成為圖像領(lǐng)域中非常有價值意義的課題。圖割理論以其具有完備的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)及全局最優(yōu)性等優(yōu)點成為當前最盛行的圖像處理基礎(chǔ)理論之一，馬爾可夫隨機場（MarkovRandomField，MRF）是圖割理論在圖像工程應(yīng)用中的典型框架。本文基于圖

6、割理論，以MRF模型為基礎(chǔ)，構(gòu)造出一種融合分割和配準的耦合模型，并結(jié)合圖割優(yōu)化算法得到了圖像分割和配準的同步方法。為了進一步完善同步方法，彌補其在分割和配準同步過程中消耗過多時間的不足，文中又將提出的同步方法和圖像金字塔機制相結(jié)合，給出了分割和配準的多尺度同步方法。主要研究內(nèi)容如下：1.鑒于分割與圖像配準之間的相互依賴和制約，提出了一種基于MRF和圖割的圖像分割和配準同步方法。首先，利用MRF模型將圖像分割和圖像配準兩個問題耦合在一個統(tǒng)一框架中，把分割和配準問題轉(zhuǎn)化為標記問題，然后構(gòu)造出關(guān)于分割標記和配準標記的聯(lián)合能量函數(shù)，并利

7、用圖割技術(shù)優(yōu)化能量函數(shù)，最終實現(xiàn)分割和配準同步的目的。并利用實驗證實了該方法的有效性。2.以圖像的像素點作為圖的結(jié)點，因此圖像的分辨率決定著算法的計算復(fù)雜度，為了加快提出的同步算法的收斂速度，本文首先把原圖像多分辨率分解，然后采取由粗到細的優(yōu)化算法來優(yōu)化能量函數(shù)，不僅保證了分割和和配準的準確度，而且加快了算法運行的速度。關(guān)鍵詞：分割和配準同步圖割MRF模型多尺度優(yōu)化AbstractImagesegmentationandregistrationaretwoimportantproblemsandkeytechnologiesin

8、thefieldofimageprocessing.Therefore,itisbecomingtheconstantpursuitgoalofscholarsathomeandabroadtocomeupwithmoreaccurateandeffective