MATLAB实现的Level Set图像分割算法与可视化分析工具

资 源 简 介

本项目基于几何主动轮廓模型（Level Set方法），通过偏微分方程动态演化轮廓曲线实现精准图像分割。支持灰度/彩色图像处理，提供交互式轮廓初始化、参数调整及实时演化可视化功能，适用于医学影像与计算机视觉领域。

详 情 说 明

基于Level Set模型的图像分割算法实现与可视化分析

项目介绍

本项目实现了一套基于几何主动轮廓模型（Level Set方法）的图像分割系统。该系统通过求解偏微分方程驱动初始轮廓曲线向目标边界演化，能够精准分割灰度或彩色图像中的目标对象。系统提供交互式参数调整与轮廓初始化功能，并具备分割过程可视化与量化评估能力，为图像分割算法的研究与教学提供实用工具。

功能特性

• 多格式图像支持：支持JPG、PNG、BMP格式的灰度图与RGB彩色图像处理
• 交互式轮廓初始化：支持鼠标绘制或预设几何形状（矩形/圆形）定义初始轮廓
• 参数灵活可调：提供迭代次数、时间步长、平滑系数、边缘权重等关键参数调节接口
• 实时演化可视化：动态显示轮廓曲线演化过程，直观展示分割收敛情况
• 精准分割评估：集成Dice系数、Hausdorff距离等量化指标评估分割精度
• 参数优化建议：基于收敛速度与分割精度分析，提供参数调优方案

使用方法

1. 加载图像：选择待分割的图像文件（JPG/PNG/BMP格式）
2. 初始化轮廓：通过鼠标交互绘制或选择预设形状定义初始轮廓曲线
3. 设置参数：根据图像特性调整演化参数（迭代次数、时间步长等）
4. 执行分割：启动Level Set演化过程，实时观察轮廓曲线动态变化
5. 查看结果：获取分割掩膜图像、演化过程动画及量化评估报告
6. 优化分析：根据评估结果调整参数，优化分割性能

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 软件环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 内存需求：不小于4GB RAM（推荐8GB以上处理大尺寸图像）
• 存储空间：不小于500MB可用空间

文件说明

该主程序文件整合了图像分割系统的完整功能流程，包括图像数据读取与预处理、用户交互式轮廓初始化界面、Level Set演化算法核心计算模块、分割过程动态可视化显示、结果掩膜生成与叠加输出，以及分割精度的量化评估分析。此外，还负责整体图形用户界面的构建与各功能模块之间的协调控制。