基于圖割算法改進(jìn)的圖像分割方法研究

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1、學(xué)校代碼０４密級：公開：１００、交遂乂肇ＢＥＩＪＩＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ碩±學(xué)位論文Ｊｎ基于圖割算法改進(jìn)的圖像分割方法研究作者姓名王夢嬌學(xué)科專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)指導(dǎo)教師于雙元副教授－１培養(yǎng)曉系計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院Ｉ賴－睦帶二零一年；月ＩＭ碩±學(xué)位論文基于圖割算法改進(jìn)的圖像分割方法研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＩｍａｅＳｅｍｅｎｔａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＩｍｐｒｏｖｅｄＧｒａｐｈＣｕｔｓｇｇ作者：王夢嬌導(dǎo)師：于雙元北京交通大學(xué)２０１６年３月學(xué)位論文版權(quán)使用

2、授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解北京交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特レ授權(quán)北京交通大學(xué)可ッ將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，、、匯編Ｗ供査閱和借閱。提供閱覽服務(wù)，并采用影印縮印或掃描等復(fù)制手段保存同意學(xué)校向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。學(xué)?？桑诪榇嬖陴^際合作關(guān)系的兄弟高校用戶提供文獻(xiàn)傳遞服務(wù)和交換服務(wù)。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）：學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期；年３月之日簽字日期年３月：日７Ｊ／，：１級學(xué)校代碼：０００４密公開北京交通大學(xué)碩擊學(xué)位論文基于圖割算法改進(jìn)的圖

3、像分割方法研究民ｅ化ａｒｃｈ０打ＩｍａｅＳｅｍｅｎｔａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＩｍｐｒｏｖｅｄＧｒａｐｈＣｕｔｓｇｇ１３１２０４３１作者姓名：王夢嬌學(xué)號；導(dǎo)師姓名：于雙元職稱：副教授學(xué)位類別：工學(xué)學(xué)位級別：碩±：學(xué)科專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)研究方向分布式計(jì)算北京交通大學(xué)２０１６年３月ｉ致謝、指導(dǎo)和各位同學(xué)的無私幫助下本論文的研究工作是在于雙元老師的精也，得、。屯。順利完成的借此機(jī)會，我向他們表示衷的感謝首先，，我要感謝我的導(dǎo)師于雙元老師。在王年的科研生活中于雙元老師為我指點(diǎn)迷境，出謀劃策。她深厚的

4、學(xué)術(shù)知識和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度給我?guī)順O大的影。響和幫助，令我終身受益不僅如此，于雙元老師在日常生活中也給予了我無微。。不至的關(guān)懷，讓我倍感親切感謝老師對我無私的關(guān)懷和幫助同時(shí)。，他們在我，我要感謝曾經(jīng)幫助過我的其他老師和同學(xué)作為良師益友遇到困難時(shí)為我出謀劃策，陪我共同成長。從他們身上我學(xué)到很多科研知識Ｗ及。做人的道理，這讓我受益匪巧借此機(jī)會，也對本論文中參考文獻(xiàn)的所有者表示最真孽的感謝。此外，還要感謝北京交通大學(xué)為我提供的平臺和機(jī)會，讓我能在這美麗的校。這些年里，我不僅在專業(yè)知識園里，度過四年的本科時(shí)光和Ｈ年的研巧生時(shí)光、。方面學(xué)有所成

5、，學(xué)，更領(lǐng)悟了知行的校訓(xùn)會了踏踏實(shí)實(shí)做人勤勤懇懇做事一。最后，如既往的支持是我最強(qiáng)大的后盾，感謝我的父親和母親他們對我一直來對我的指引和教導(dǎo)感謝他們對我的無私奉獻(xiàn)、陪伴和理解，感謝他們。北京交通大學(xué)碩±學(xué)位論文摘要摘要一基于圖論的圖像分割方法，，由于能夠兼顧圖像的局部特征和全局特征直一受到學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注。圖割（ＧｒａｐｈＣｕｔｓ）作為種典型的基于圖論的圖像分割，是計(jì)算機(jī)圖形領(lǐng)域的重要技術(shù)手段，隨方法，具有圖論理論支撐。然而著圖像，技術(shù)的發(fā)展和圖像分辨率的提升，圖割算法中圖的復(fù)雜度越來越大導(dǎo)致了圖的一存儲空間大。、構(gòu)圖計(jì)算里大、計(jì)算速

6、度慢等系列問題為了解決圖割算法處理高分辨率圖像時(shí)的效率問題一，種可行的方法是通過減少圖中節(jié)點(diǎn)和邊的數(shù)目來降低圖的復(fù)雜度，從而減少圖像映射到圖的時(shí)間Ｗ及。，最大流計(jì)算的時(shí)間，最終提髙圖割算法效率本文Ｗ最大流最小割定理為基礎(chǔ)研巧并設(shè)計(jì)了基于能量函數(shù)和基于流量檢測的圖割改進(jìn)算法。－首先，本文對ＢｏｙｋｏｖＪｏｌｌｙ能量函數(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，并基于改進(jìn)的能量函數(shù)實(shí)現(xiàn)了圖割算法改進(jìn)。標(biāo)準(zhǔn)圖割算法中，每個(gè)像素節(jié)點(diǎn)都需要同時(shí)和兩個(gè)終端節(jié)點(diǎn)相連。而改進(jìn)的圖割算法中，由于修改后的能量函數(shù)區(qū)域項(xiàng)可Ｗ同時(shí)考慮節(jié)點(diǎn)與每個(gè)節(jié)點(diǎn)只需要和一個(gè)終端節(jié)點(diǎn)相連，從而減少了前景和背景

7、的相似程度，所Ｗ節(jié)點(diǎn)與終端之間的邊的數(shù)目、降低了圖的復(fù)雜度。實(shí)驗(yàn)表明，在保證圖像分割效，。果的前提下，改進(jìn)算法的運(yùn)行速度更快提高了圖割算法效率一其次一，本文設(shè)計(jì)了種圖的流量檢測方法來判斷個(gè)節(jié)點(diǎn)是否對最大流計(jì)算有用，并基于流量檢測方法實(shí)現(xiàn)了圖割算法改進(jìn)。根據(jù)流守恒條件，滿足流量檢測公式的節(jié)點(diǎn)在尋找最大流的過程中不會被任何流經(jīng)過，因?yàn)槠淞髁靠桑子赏鈧?cè)的環(huán)形區(qū)域來提供或吸收。從圖中刪除這些無用節(jié)點(diǎn)和無用邊，就可Ｗ有效減少圖中節(jié)點(diǎn)和邊的數(shù)目。實(shí)驗(yàn)表明，改進(jìn)后的圖割算法不需要借助任何低級別的分割工具就可降低圖