MATLAB实现的GVF Snake主动轮廓图像提取工具

资 源 简 介

本项目提供基于梯度矢量流(GVF) Snake模型的MATLAB实现，包含力场计算、轮廓初始化和迭代演化模块，适合图像处理初学者学习主动轮廓提取技术。支持可视化展示轮廓演化过程。

详 情 说 明

基于梯度矢量流(GVF) Snake模型的图像轮廓主动轮廓提取工具

项目介绍

本项目实现了一种基于梯度矢量流(GVF) Snake模型的主动轮廓提取算法，用于图像中目标轮廓的自动识别与精确提取。GVF Snake算法通过构建梯度扩散的矢量力场，有效扩大了轮廓捕获范围并改善了凹边界收敛能力。该项目特别适合图像处理初学者学习主动轮廓模型的基本原理与实现流程，提供了从力场计算到轮廓演化的完整可视化解决方案。

功能特性

• GVF力场计算：采用偏微分方程扩散梯度信息，生成大范围捕获的矢量力场
• 交互式轮廓初始化：支持鼠标交互绘制初始轮廓或预设坐标点输入
• 参数可调节演化：提供弹性系数、刚性系数、迭代次数、GVF平滑参数等关键参数调节
• 多维度结果输出：生成带轮廓叠加的结果图像、轮廓坐标数据、演化过程动画和能量收敛曲线
• 实时可视化：在迭代过程中实时显示轮廓演化状态和能量变化趋势

使用方法

1. 准备输入图像：将待处理的灰度图或JPG/PNG格式图像放置在指定目录
2. 设置初始轮廓：通过图形界面鼠标交互绘制初始轮廓曲线，或直接输入轮廓点坐标
3. 调整算法参数：根据图像特性调节弹性系数(控制轮廓拉伸)、刚性系数(控制轮廓弯曲)、GVF平滑参数(控制力场范围)等
4. 执行轮廓提取：运行程序开始迭代演化，观察轮廓逐步收敛到目标边界的过程
5. 分析输出结果：获取最终轮廓图像、坐标数据、演化动画和能量收敛曲线进行分析

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Image Processing Toolbox图像处理工具箱
• 至少4GB内存（处理高分辨率图像时建议8GB以上）

文件说明

主程序文件整合了梯度矢量力场计算、主动轮廓初始化设置、迭代演化过程控制以及多模态结果输出等核心功能模块。具体实现了图像数据读取与预处理、交互式轮廓定义界面、基于有限差分法的偏微分方程数值求解、能量最小化迭代优化算法，并同时生成轮廓提取结果、演化过程动画和能量收敛分析图表。