【醫學圖像分割】 基於matlab GVF算法醫學圖像分割【含Matlab源碼 1213期】

1、GVF Snake算法簡介

分割的過程當中, 圖像的輪廓曲線要儘量變得光滑。然而, Snake模型使輪廓線更加平滑的同時不能凹陷, 對初始位置的選取較爲敏感, 極大的增長了模型的不肯定性 。GVF Snake模型, 將梯度力擴展至整個圖像中, 一方面加大了輪廓曲線的動態捕捉能力, 另外一方面克服了Snake模型中輪廓線不能凹陷的缺陷 。GVF Snake模型其外力做用範圍較大,具備雙向驅動輪廓運動的特色。對於一幅圖像,首先使用邊界檢測算子獲取該幅圖像I(x,y)的邊界f(x,y),w(x,y) =[u(x, y) , v(x, y) ] 爲該模型的外力, 則GVF Snake模型的能量泛函可表示爲
在這裏插入圖片描述
梯度矢量流中梯度力場u、v函數關於時間t的偏微分方程可表示爲
在這裏插入圖片描述
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在這裏插入圖片描述算法

2、部分源代碼

clc; clear all; close all;
rand('state', 0);
warning off all;
path([pwd '\\toolbox'], path);
filename = 'chest'; % 待處理圖像名稱
% 載入圖像
[I, map] = rawread(sprintf('images\\%s.pgm', filename));
% 計算邊緣圖像
f = 1 - I/255;
% GVF處理
[u,v] = GVF(f, 0.1, 80);
% 正規化處理
mag = sqrt(u.*u+v.*v);
px = u./(mag+1e-10); py = v./(mag+1e-10);
% 顯示結果
figure(1);
subplot(1, 2, 1); imdisp(I); title('原圖像', 'FontWeight', 'Bold');
subplot(1, 2, 2); imdisp(f); title('邊緣圖像', 'FontWeight', 'Bold');
% 初始邊緣曲線
load(sprintf('.\\images\\%s.mat', filename));
[x,y] = snakeinterp(XSnake,YSnake,2,0.5);
subplot(1, 2, 1); hold on;
h = plot(x, y, 'r-');
% GVF迭代
load(sprintf('.\\images\\test_%s.mat', filename));
for i=1:25,
    [x,y] = snakedeform(x,y,alpha,beta,gamma,kappa,fx,fy,5);
    [x,y] = snakeinterp(x,y,dmax,dmin);
    set(h, 'XData', x, 'YData', y);
    title(['迭代過程,迭代次數爲 = ' num2str(i*5)], 'FontWeight', 'Bold')
    pause(0.2);
end
title('GVF Snake邊緣提取標記', 'FontWeight', 'Bold')
mag = sqrt(u.*u+v.*v);
px = u./(mag+1e-10); py = v./(mag+1e-10);
% 顯示結果
figure(1);
subplot(1, 2, 1); imdisp(I); title('原圖像', 'FontWeight', 'Bold');
subplot(1, 2, 2); imdisp(f); title('邊緣圖像', 'FontWeight', 'Bold');
% 初始邊緣曲線
load(sprintf('.\\images\\%s.mat', filename));
[x,y] = snakeinterp(XSnake,YSnake,2,0.5);
% XSnake
% YSnake
% GVF snake (active contour) toolbox
% Version 1.0 17-June-1997
% Copyright (c) 1996-1997 by Chenyang Xu and Jerry L. Prince 
%
%  Image input/output
%    rawread       - Read a Portable Bitmap file, or a raw file
%    rawwrite      - Write a Portable Bitmap file, or a raw file
% 
%  Image Display
%    imdisp        - Display an image
% 
%  Active Contour
%    snakeinit     - Initialize the snake manually
%    snakedeform   - Deform snake in the given external force field
%    snakedeform2  - Deform snake in the given external force field with
%                    pressure force
%    snakedisp     - Display a snake
%    snakeinterp   - Interpolate the snake adaptively
%    snakeinterp1  - Interpolate the snake at a fixed resolution
%                    (better implemented than snakeinterp)
% 
%  Gradient Vector Flow
%    GVF           - Compute the gradient vector flow field
% 
%  Other
%    dt            - Simple distance transform
%    gaussianBlur  - Blurring an image using gaussian kernel   
%    gaussianMask  - Generate a discrete gaussian mask

3、運行結果

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4、matlab版本及參考文獻

1 matlab版本
2014amarkdown

2 參考文獻
[1] 蔡利梅.MATLAB圖像處理——理論、算法與實例分析[M].清華大學出版社,2020.
[2]楊丹,趙海濱,龍哲.MATLAB圖像處理實例詳解[M].清華大學出版社,2013.
[3]周品.MATLAB圖像處理與圖形用戶界面設計[M].清華大學出版社,2013.
[4]劉成龍.精通MATLAB圖像處理[M].清華大學出版社,2015.app

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