交互式圖像分割綜述

摘 要 對數字圖像的分析其中困難的一步是將感興趣的對象進行分割。如果采用全自動的方法往往會失去它的真實性，需要人為的干預才能得到理想的效果。目前，我們采用的圖像分割在很大程度上都是出于人為的早期評估。因此交互式圖像分割非常有意義，本文將介紹交互式圖像分割的過程。

關鍵詞 圖像分割 交互性 計算

中圖分類號：TP911 文獻標識碼：A

1介紹

分割是分析中的一個中間步驟，從背景圖片中分離出感興趣的對象。分割的最終目的是分析出現實中的對象由數據陣列中的哪些部分組成。分割支持的任務比如有分割測量、可視化、登記、重建和基于內容的搜索，這些內容都有它們特定的需求。比如，測量在精度要求方面比可視化就要高的多，在一個大的數據庫中搜索的效率就要比對其規劃與仿真更加重要。在所有的應用程序中，自動處理都是可取的，由于圖像采集的限制使得自動處理又是不現實的。

要想得到一個結果，人為的干預需要有初始化的方法去檢查自動產生的結果的準確性，甚至人為的得到正確的分割結果。在對結果有高需求的情況下通常采用的是交互的方法，這就要求圖像的數量是合適的，是適合人為操作的。這種就像地理信息系統的數據輸入等。在圖像分割的大量應用中人機的相互作用就被大量的應用。

相反，在大量的科學文獻中的分割方法都是強調的是計算部分，只是稍微的討論了相互作為的部分。這是因為該方法使用不同的策略，要結合操作人員的計算機專業知識。交互式分割方法需要計算機與交互方之間對于圖像內容是相同的理解。

在這篇文章中，將進入圖像分割中的交互領域。我們的目的是更好的理解交互式分割式方法的影響以及這些方法對分割結果產生的影響。我們的目標是識別模式中的交互作用，以及開發和涉及用戶干預分割方法的評價設計質量標準。

2圖像分割中的相互作用

一個普通的交互式分割方法示意圖如圖1所示，其中的主要部分是用戶，計算部分，互動性和用戶接口。

圖1 交互式分割方法的主要部分

計算部分就是給一些參數能夠產生一個或多個對象的劃分方案。參數的值可以從分割問題的先驗知識確定，也可以從用戶提供的信息，或者是綜合兩者的信息中確定。參數的值并不能用來直接查找對象劃分算法的類型。分割的結果受到基本算法的影響，因此計算部分是需要考慮的重點，我們把計算算法部分設想成一個或者多個黑匣子。

互動性是對用戶和計算之間的信息進行調解的部分。具體而言，就是將計算部分生成的視覺反饋給用戶，用戶輸入的數據作為計算部分的參數。實際的計算機之間的通信，用戶通過輸入輸出設備的界面控制，根據屏幕上的視覺信息做出相應的反應，提供用于計算的反饋信息。

用戶界面層的研究目前已經得到很好的應用，顯然，用戶界面設計的任何交互方法的成功是非常重要的，在這里探討的是用戶和分割方法之間的對話信息與控制以及它們對分割結果的影響。

為了更好的比較互動性能的現有的方法，我們分析該對話框的三個方面：

（1） 在分割過程中由用戶輸入的數據類型

（2） 如何解釋輸入數據反饋給計算部分

（3） 分割過程中用戶干預的目的

盡管這些內容并不詳盡，但是還是涵蓋了大范圍的交互式分割方法研究提供了幫助。

3交互輸入的類型

交互式分割過程中用戶的主要三種輸入方式為：設置參數值，直接輸入圖像上的網格圖案，從預定義的選項菜單中選擇。

4用戶輸入的計算結果

用戶提供的數據可以用來配置計算部分中直接或間接參數。如果是設置參數的情況，輸入的數據必須對計算部分產生直接的影響，通常都是低層次的互動，這種對用戶的要求就比較高，至少對操作系統的方法有些基本的了解。后兩種情況是高層次的互動，用戶基本很少干預，交互性也變為一個學習的過程。

5在分割過程中的用戶角色

作為一般規則，交互式分割方法的目標是人與計算機相結合以獲得一個精確的劃分對象。用戶的作用是判斷計算部分得出的結果是正確的，實際上在許多方法中，用戶扮演多個角色。

可以看出交互式的分割方法對用戶的要求更高，用戶對于計算部分有著很大的影響，用戶在這個過程中扮演的角色不同得到的結果也會不同。因此在以后的討論中可以根據用戶扮演不同的角色來得到計算結果的精度和可重復使用的性能。