以"交互式圖像分割算法的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)"為例,介紹了如何在傳統(tǒng)的圖像處理實(shí)驗(yàn)中引入新的內(nèi)容、開展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。利用Matlab的圖形用戶界面設(shè)計(jì),開發(fā)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng),該系統(tǒng)主要包括lazy Snapping、Grab Cut以及改進(jìn)的Grab Cut 3種圖像分割算法,不僅能夠加深學(xué)生對基于圖割的圖像分割的基本原理的理解,而且能夠讓學(xué)生更好地掌握交互式圖像分割的實(shí)現(xiàn)步驟以及各種算法的優(yōu)勢和局限性。該系統(tǒng)操作簡單方便,在實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用中取得了良好的效果。 

【文章來源】：實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2018,35(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖１實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主界面

全局最優(yōu)、算法效率高等優(yōu)良特性獲得了廣泛應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用ＭａｔｌａｂＧＵＩ來設(shè)計(jì)人機(jī)交互用戶界面，通過下拉選單和按鈕來調(diào)用函數(shù)實(shí)現(xiàn)各功能［７－９］。函數(shù)采用Ｍａｔｌａｂ與Ｃ＋＋混合編程。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主界面見圖１。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要包括了３種流行的交互式圖像分割算法［１０－１１］：ＬａｚｙＳｎａｐｐｉｎｇ、ＧｒａｂＣｕｔ以及改進(jìn)的ＧｒａｂＣｕｔ。通過點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕，可以進(jìn)入相應(yīng)算法的功能界面。圖１實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主界面圖２為基于ＬａｚｙＳｎａｐｐｉｎｇ［１０］算法的圖像分割實(shí)驗(yàn)界面。通過下拉選單打開一幅待分割的圖像，右邊顯示一系列功能按鈕，包括２種種子點(diǎn)選取方式：精細(xì)種子點(diǎn)選取和粗略種子區(qū)域選取。精細(xì)種子點(diǎn)選取是指逐點(diǎn)標(biāo)注，粗略種子點(diǎn)選取是指給定一個(gè)矩形區(qū)域左上角和右下角兩點(diǎn)的位置，則區(qū)域里面所有的像素點(diǎn)均標(biāo)記為種子點(diǎn)。每種方式下設(shè)５個(gè)功能按鈕：前景選取，背景選取，導(dǎo)入種子點(diǎn)，保存種子點(diǎn)，基于ＧｒａｐｈＣｕｔ的分割。用戶根據(jù)需要點(diǎn)擊按鈕實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。圖２基于ＬａｚｙＳｎａｐｐｉｎｇ算法的圖像分割實(shí)驗(yàn)界面圖２給出了精細(xì)種子點(diǎn)選取方式的示例，待分割圖像中紅色點(diǎn)表示前景標(biāo)記，藍(lán)色點(diǎn)表示背景標(biāo)記。標(biāo)記的種子點(diǎn)以及最后分割結(jié)果見圖３。粗略種子點(diǎn)選取及分割結(jié)果見圖４。其中保存種子點(diǎn)和導(dǎo)入種子點(diǎn)兩項(xiàng)功能的設(shè)計(jì)是為了比較在輸入相同種子點(diǎn)的條件下，不同算法的分割性能。圖３精細(xì)種子點(diǎn)方式下的分割圖４粗略種子點(diǎn)方式下的分割圖５為基于Ｇｒａ

鈕：前景選取，背景選取，導(dǎo)入種子點(diǎn)，保存種子點(diǎn)，基于ＧｒａｐｈＣｕｔ的分割。用戶根據(jù)需要點(diǎn)擊按鈕實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。圖２基于ＬａｚｙＳｎａｐｐｉｎｇ算法的圖像分割實(shí)驗(yàn)界面圖２給出了精細(xì)種子點(diǎn)選取方式的示例，待分割圖像中紅色點(diǎn)表示前景標(biāo)記，藍(lán)色點(diǎn)表示背景標(biāo)記。標(biāo)記的種子點(diǎn)以及最后分割結(jié)果見圖３。粗略種子點(diǎn)選取及分割結(jié)果見圖４。其中保存種子點(diǎn)和導(dǎo)入種子點(diǎn)兩項(xiàng)功能的設(shè)計(jì)是為了比較在輸入相同種子點(diǎn)的條件下，不同算法的分割性能。圖３精細(xì)種子點(diǎn)方式下的分割圖４粗略種子點(diǎn)方式下的分割圖５為基于ＧｒａｂＣｕｔ［１１］算法的圖像分割實(shí)驗(yàn)界面。選擇ＧｒａｂＣｕｔ交互式界面，系統(tǒng)自動(dòng)彈出輸入前景框，導(dǎo)入前景框、保存前景框以及ＧｒａｂＣｕｔ分割４個(gè)功能按鈕。按算法步驟執(zhí)行各項(xiàng)功能后，得到如圖６所示的結(jié)果。圖７為基于改進(jìn)的ＧｒａｂＣｕｔ算法的圖像分割實(shí)驗(yàn)界面。選擇改進(jìn)的ＧｒａｂＣｕｔ交互式界面，左列出現(xiàn)和ＧｒａｂＣｕｔ算法一樣的功能項(xiàng)，右邊新增了微調(diào)輸入前景種子點(diǎn)、微調(diào)輸入背景種子點(diǎn)、導(dǎo)入微調(diào)種子點(diǎn)、保存微調(diào)種子點(diǎn)以及改進(jìn)的ＧｒａｂＣｕｔ分割５個(gè)功能項(xiàng)。按照算法步驟執(zhí)行各項(xiàng)功能以后，得到如圖８所示的結(jié)果。７８鄭慶慶，等：交互式圖像分割實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3252003