摘 要 對數(shù)字圖像的分析其中困難的一步是將感興趣的對象進(jìn)行分割。如果采用全自動的方法往往會失去它的真實(shí)性，需要人為的干預(yù)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(guān)鍵詞 圖像分割 交互性 計(jì)算

中圖分類號：TP911 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1介紹

分割是分析中的一個(gè)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(xiàn)實(shí)中的對象由數(shù)據(jù)陣列中的哪些部分組成。分割支持的任務(wù)比如有分割測量、可視化、登記、重建和基于內(nèi)容的搜索，這些內(nèi)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(gè)大的數(shù)據(jù)庫中搜索的效率就要比對其規(guī)劃與仿真更加重要。在所有的應(yīng)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(xiàn)實(shí)的。

要想得到一個(gè)結(jié)果，人為的干預(yù)需要有初始化的方法去檢查自動產(chǎn)生的結(jié)果的準(zhǔn)確性，甚至人為的得到正確的分割結(jié)果。在對結(jié)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(shù)量是合適的，是適合人為操作的。這種就像地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入等。在圖像分割的大量應(yīng)用中人機(jī)的相互作用就被大量的應(yīng)用。

相反，在大量的科學(xué)文獻(xiàn)中的分割方法都是強(qiáng)調(diào)的是計(jì)算部分，只是稍微的討論了相互作為的部分。這是因?yàn)樵摲椒ㄊ褂貌煌牟呗?，要結(jié)合操作人員的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識。交互式分割方法需要計(jì)算機(jī)與交互方之間對于圖像內(nèi)容是相同的理解。

在這篇文章中，將進(jìn)入圖像分割中的交互領(lǐng)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(jié)果產(chǎn)生的影響。我們的目標(biāo)是識別模式中的交互作用，以及開發(fā)和涉及用戶干預(yù)分割方法的評價(jià)設(shè)計(jì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2圖像分割中的相互作用

一個(gè)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(jì)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(jì)算部分就是給一些參數(shù)能夠產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)對象的劃分方案。參數(shù)的值可以從分割問題的先驗(yàn)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(shù)的值并不能用來直接查找對象劃分算法的類型。分割的結(jié)果受到基本算法的影響，因此計(jì)算部分是需要考慮的重點(diǎn)，我們把計(jì)算算法部分設(shè)想成一個(gè)或者多個(gè)黑匣子。

互動性是對用戶和計(jì)算之間的信息進(jìn)行調(diào)解的部分。具體而言，就是將計(jì)算部分生成的視覺反饋給用戶，用戶輸入的數(shù)據(jù)作為計(jì)算部分的參數(shù)。實(shí)際的計(jì)算機(jī)之間的通信，用戶通過輸入輸出設(shè)備的界面控制，根據(jù)屏幕上的視覺信息做出相應(yīng)的反應(yīng)，提供用于計(jì)算的反饋信息。

用戶界面層的研究目前已經(jīng)得到很好的應(yīng)用，顯然，用戶界面設(shè)計(jì)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(jié)果的影響。

為了更好的比較互動性能的現(xiàn)有的方法，我們分析該對話框的三個(gè)方面：

（1） 在分割過程中由用戶輸入的數(shù)據(jù)類型

（2） 如何解釋輸入數(shù)據(jù)反饋給計(jì)算部分

（3） 分割過程中用戶干預(yù)的目的

盡管這些內(nèi)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(shè)置參數(shù)值，直接輸入圖像上的網(wǎng)格圖案，從預(yù)定義的選項(xiàng)菜單中選擇。

4用戶輸入的計(jì)算結(jié)果

用戶提供的數(shù)據(jù)可以用來配置計(jì)算部分中直接或間接參數(shù)。如果是設(shè)置參數(shù)的情況，輸入的數(shù)據(jù)必須對計(jì)算部分產(chǎn)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(tǒng)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(yù)，交互性也變?yōu)橐粋€(gè)學(xué)習(xí)的過程。

5在分割過程中的用戶角色

作為一般規(guī)則，交互式分割方法的目標(biāo)是人與計(jì)算機(jī)相結(jié)合以獲得一個(gè)精確的劃分對象。用戶的作用是判斷計(jì)算部分得出的結(jié)果是正確的，實(shí)際上在許多方法中，用戶扮演多個(gè)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(jì)算部分有著很大的影響，用戶在這個(gè)過程中扮演的角色不同得到的結(jié)果也會不同。因此在以后的討論中可以根據(jù)用戶扮演不同的角色來得到計(jì)算結(jié)果的精度和可重復(fù)使用的性能。