Active Contour Models综述:医学图像形状描述方法

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本文档是一篇关于"Active Contour Models (ACMs)"的综述文章,主要关注于图像分割中的轮廓描述方法,特别是针对医学图像的形状描述。标题"Active_Contour_Models(review)"明确了文章的核心内容,即对主动轮廓模型的理论背景、应用及其在医疗图像分析中的重要性进行深入探讨。 首先,文章介绍了几个关键概念。"Scale Space"是处理图像尺度变化的一种工具,它有助于在不同尺度下提取物体边缘和特征,为ACMs提供了一个基础框架。ACMs本身则是动态模型,通过能量函数驱动,能够自动追踪图像中的对象轮廓,如蛇算法(snakes)就是一种广泛应用的ACM实例。 接着,文章详细回顾了不同的形状描述方法。这些方法包括: 1. **链码**(ChainCodes):用于编码二维空间中的线性路径,便于存储和比较形状的拓扑结构。 2. **签名**(Signatures):通过组合局部特征来形成整体形状的标识符,可以抵抗噪声影响。 3. **弦**(Chords):描述轮廓曲线上的点对之间的关系,可用于简单形状描述。 4. **多边形逼近和凸包**:将复杂形状近似为简单几何形状,方便分析。 5. **样条曲线**(Splines),包括B-Splines和Overhauser Splines,它们提供了光滑的形状表示,适用于描绘连续的轮廓。 6. **Medial Shape Representation**:基于图像内部结构来描述形状,强调中心区域的特性。 形状的量化描述部分涵盖了面积、紧凑度、曲率、弯曲能量等基本特征,这些都是评估轮廓稳定性和匹配度的重要参数。此外,文章还讨论了**分形描述符**,如分形维数估计和分形签名,这些能捕捉形状的复杂性和自相似性。 全球形状描述则涉及**傅立叶描述符**和**矩**,前者利用频率域特性来分析形状的周期性和细节,后者通过计算图像矩阵的统计属性来刻画形状。**Hough变换**作为一种全局搜索方法,也被用来检测和定位特定形状,尤其是在轮廓检测中很常见。 这篇综述文档不仅概述了ACMs的基本原理和应用,还深入剖析了医学图像分析中常见的形状描述方法,为理解和设计更有效的轮廓分割算法提供了丰富的参考资源。