MATLAB实现的主动轮廓模型图像分割系统

资 源 简 介

本项目提供基于主动轮廓模型的完整MATLAB图像分割解决方案，支持Snakes模型和水平集方法，通过能量最小化驱动轮廓演化，精准定位目标边界，适用于医学影像与计算机视觉任务。

详 情 说 明

基于主动轮廓模型的图像分割MATLAB实现系统

项目介绍

本项目实现了一个完整的主动轮廓（Active Contour）算法框架，专门用于图像分割任务。系统基于能量最小化原理，通过数值计算方法驱动初始轮廓曲线在图像梯度场中演化，最终收敛至目标物体的精确边界。该系统整合了Snakes模型和水平集（Level Set）两种主流方法，并引入梯度向量流场（GVF）优化技术以提升对凹边界的分割能力。

功能特性

• 双模型支持：提供经典Snakes模型（显式参数曲线）和水平集方法（隐式曲面演化）
• 交互式参数调整：可通过图形界面实时调整弹性系数、刚性系数、时间步长等关键参数
• 多种初始化方式：支持手动绘制、自动生成（圆形/矩形）或文件导入初始轮廓
• 实时演化可视化：在迭代过程中动态显示轮廓演化轨迹和能量变化曲线
• 智能收敛控制：支持基于阈值判断和最大迭代次数的双重复合收敛条件
• 多格式输出：生成分割结果图像、轮廓坐标数据、演化过程动画和量化分析报告

使用方法

1. 启动系统：在MATLAB环境中运行主程序文件启动图形用户界面
2. 加载图像：通过文件菜单导入待分割的灰度/彩色图像（支持.jpg/.png/.bmp格式）
3. 设置初始轮廓：使用绘图工具手动勾勒或选择自动生成初始轮廓曲线
4. 配置参数：根据图像特性调整算法参数，可选择标准Snakes或水平集方法
5. 执行分割：启动演化过程，实时观察轮廓变形和能量收敛情况
6. 导出结果：保存分割图像、轮廓数据、演化动画及分析报告

系统要求

• 操作环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 必需工具箱：Image Processing Toolbox，Optimization Toolbox
• 硬件建议：4GB以上内存，支持OpenGL的图形显卡
• 磁盘空间：至少500MB可用空间用于临时文件存储

文件说明

主程序文件承担系统核心控制功能，主要包括图形用户界面的构建与事件响应、图像与轮廓数据的加载与管理、算法参数的配置与验证、主动轮廓演化过程的执行与控制，以及分割结果的生成与输出。该文件通过整合各功能模块实现完整的图像分割工作流，并提供实时可视化的交互体验。