[发明专利]实现三维图像多相分割计算机装置及三维分割方法、设备

说明书

本发明实施例公开了一种实现三维图像多相分割的计算机装置及三维分割方法、设备、计算机可读存储介质。其中，装置包括用于为待分割的各区域设置基于Heaviside函数的特征函数以确定各区域边界，以确保各像素点自动落入唯一相应区域的区域划分模块、用于利用三维图像多相分割模型将待处理三维图像分割为多个不相交区域的图像分割模块。图像分割模块包括模型预构建子模块和参数计算子模块；模型预构建子模块基于1个连续水平集函数的多层水平集将三维图像分割为多个互不重叠且各自独立的区域构建三维图像多相分割模型；参数计算子模块利用能量最小化方法经过多次迭代计算三维图像多相分割模型的各项参数值。本申请高效、准确地实现了对三维图像的多相分割。

技术领域

本发明实施例涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种实现三维图像多相分割的计算机装置及三维分割方法、设备、计算机可读存储介质。

背景技术

多相图像分割广泛应用于图像处理、图像分析、计算机视觉等领域，尤其是三维图像的多相分割，其在模式识别、医学诊断、地球物理勘探、三维图像重建等方面具有重要的研究价值。

多相图像分割为将图像按照一定的区域划分方案分割成多个相的过程，一个有效的多相图像分割模型需要解决的问题包括能量泛函的表达、多相区域的划分策略以及演化方程的数值计算。其中，区域划分方案的选择和区域特征函数的设计为图像多相分割的核心，为防止区域之间的重叠和漏分，多相图像分割必须解决好区域之间的竞争策略。目前的多相图像分割方法，对于二维图像的多相分割具有好的效果，而由于二维图像和三维图像的不同，适用于二维图像的多相分割方法并无法直接适用于三维图像的多相分割。

鉴于此，如何实现高效、准确地对三维图像进行多相分割是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本公开实施例提供了一种实现三维图像多相分割的计算机装置及三维分割方法、设备、计算机可读存储介质，高效、准确地实现了对三维图像的多相分割。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例一方面提供了一种实现三维图像多相分割装置，包括：

区域划分模块，用于为待处理三维图像待分割的各区域设置基于Heaviside函数的特征函数以确定各区域边界，以确保所述待处理三维图像的每个像素点自动落入唯一的一个区域内；

图像分割模块，用于利用预先构建的三维图像多相分割模型将所述待处理三维图像分割为多个不相交的区域；

其中，所述图像分割模块包括模型预构建子模块和参数计算子模块；所述模型预构建子模块用于基于1个连续水平集函数的多层水平集将三维图像分割为多个互不重叠且各自独立的区域构建所述三维图像多相分割模型；所述参数计算子模块用于利用能量最小化方法经过多次迭代计算所述三维图像多相分割模型的各项参数值。

可选的，所述区域划分模块为利用规整化Heaviside函数关系计算式为第n个区域Ω_n设置特征函数χ_n(φ)，所述规整化Heaviside函数关系计算式为：

χ_n(φ)＝H(φ-l_n-1)(1-H(φ-l_n)),l_n-1＜φ(x)≤l_n，n＝1，2，3……；

式中，φ(x)∈[l₀,l_n],(0＝l₀＜l₁＜…＜l_n)，且n为分割得到的区域个数，H()为Heaviside函数，l_n为多层水平集函数第n个水平集。

可选的，所述模型预构建子模块为基于多相图像分割变分水平集关系计算式构建所述三维图像多相分割模型，所述多相图像分割变分水平集关系计算式为：