基于非均匀热扩散的交互式图像分割算法

来源：计算机技术与发展杂志2021年第03期北京时间：

作者：孙凯月;刘向阳

摘要：交互式图像分割是图像分割中的重要分支,在现实生活和医学领域都有着广泛的应用。该文基于计算测地距离的热方法, 引入了热扩散系数,提出了一种基于非均匀热扩散的交互式图像分割算法。 该算法利用图像的颜色信息构造三角网格作为热扩散的媒介, 首先由热方程找到距离增加的方向,再利用泊松方程还原测地距离。 将前景中人工交互区域上的热流扩散速度增加,则前景不同部分之间的测地距离变小,消除了内部边界,通过设置外部边界分割限制条件,即可实现完整的前景分割。算法仅需求解两个稀疏线性方程组,鲁棒性强、精度高且更易于操作。 同时,拉普拉斯算子和梯度算子的预计算可以被多次重用,减少了内存占用和时间消耗。 大量交互式图像分割实验结果表明:该算法无需过多的用户交互信息,即可将现实图像中的复杂前景快速准确地分割出来。

关键词：交互式图像分割;测地距离;非均匀热扩散;热方法;三角网格