[发明专利]基于格子波尔兹曼模型的图像分割方法

权利要求书

1.一种基于格子波尔兹曼模型的图像分割方法，其特征在于操作步骤如下：

输入初始图像                                                ，节点的值设为对应像素的灰度值；

使用二维格子波尔兹曼模型，设置格子波尔兹曼演化方程中各作用方向的初始平衡态函数；

确定格子波尔兹曼演化方程的迭代次数N；采用变分水平集方法，引入Heaviside函数，初始化距离函数作为初始曲线C；

计算Heavside函数，其中参数控制函数从0上升到1的快慢；

计算分割曲线内部和外部的平均灰度值c₁和c₂：

，

计算参数的导数，遍历图像计算格子波尔兹曼演化方程中的松弛因子；

设n为迭代次数，根据二维格子波尔兹曼模型更新平衡分布函数为；

计算二维格子波尔兹曼模型的迁移过程：；

计算二维格子波尔兹曼模型的作用过程：

       其中为常数；

更新粒子分布函数得到嵌入距离化函数,取其零水平集即为新的分割曲线；

判断是否达到迭代次数N，若达到N次时，则输出u零水平集结果即为分割轮廓；若没有达到N次，则转步骤（4），重复步骤（4）-（10），直到达到迭代N次数后输出处理后的零水平集结果，即为最后的分割结果。

2.根据权利要求1所述的基于格子波尔兹曼模型的图像分割方法，其特征在于：

上述步骤（2）中的二维格子波尔兹曼模型为D2Q5模型时，初始平衡态函数为：

。

3.根据权利要求1所述的基于格子波尔兹曼模型的图像分割方法，其特征在于：

上述步骤（2）中二维格子波尔兹曼模型为D2Q9模型时，初始平衡态函数为：

。

4.根据权利要求1所述的基于格子波尔兹曼模型的图像分割方法，其特征在于：

上述步骤（6）中的二维格子波尔兹曼模型为D2Q5模型时，相关的松弛因子为：

，

其中为曲线参数，决定演化曲线的光滑度。

5.根据权利要求1所述的基于格子波尔兹曼模型的图像分割方法，其特征在于：

上述步骤（6）中二维格子波尔兹曼模型为D2Q9模型时，相关的松弛因子为：

，

其中为曲线参数，决定演化曲线的光滑度。

6.根据权利要求1所述的基于格子波尔兹曼模型的图像分割方法，其特征在于：

上述步骤（9）中的二维格子波尔兹曼模型为D2Q5模型时，更新分布函数为：

，n=1,2…,N 。

7.根据权利要求1所述的基于格子波尔兹曼模型的图像分割方法，其特征在于：

上述步骤（9）中二维格子波尔兹曼模型为D2Q9模型时，更新分布函数为： 

，n=1,2…,N 。