。394 北京科技大学学报 2006年第4期 进一步取原图及s=L,s=0.5,s=01等情 况下平滑输出图的相同位置（如图中白线处）作切 面波形比较结果如图2所示，图中横坐标表示像 素位置，纵坐标表示该点像素灰度值.比较结果 显示，随着限制强度系数由大到小变化，滤波器对 图像的平滑作用越强，当取值较小时（如s= (a原图 b)滤波后图(s一0.1) 01),会出现阶梯现象.也可以看出，随着平滑作 用的加强图像的边缘非但没有被模糊反而得到 图1CPDE异质扩散滤波器滤波效果 了锐化，这正体现了异质扩散平滑优于线性平滑 Fig.I Smoothing result of the biased CNN-PDE an isotropic dif 之处.s取不同值时的网络稳定时间见表L,可见 fusion 稳定时间是与限制强度系数成反比. 1.0 0.5 0 50 607080 90 100 1.0 0.5 708090 100 0.5 60 7080 90 I00 40 5060 70 80 90 100 像素点位置 图2切面波形比较 Fig,2 Comparison of image profiles 表1分割效果比较 而是应用于原图像的梯度图.为便于细胞神经网 Table 1 Comparison of segmentation results 络实现应用sobl算子得到梯度图.细胞神经网 非线性平滑 未阙值平滑 阅值平滑后 限制强度 络实现x方向梯度图ux计算时的模板设置如下 时间 分割块数 分制块数 式 0.1 9.82r 210 39 1 0 03 8.23x 349 46 A=0B= 2 (10 05 6.13x 441 48 20=0 06 48r 476 50 08 3.21x 509 49 同理可得y方向梯度值计算获得图uey,梯度图 1.0 252x 541 44 ue可按下式得出： 注：t为CN一UM时间常数（例如ACE4K的时间常数t=L.2 ue(i,j)=(ue(i,j)uey(i,j))/2 (11) s 利用细胞神经网络的绝对值与加/减模板可以完 3 基于CNN一PDE偏差异质扩散平 成上述操作，模板具体设置不再给出. 3.2梯度图的阈值化处理 滑预处理的分水岭分割 引入限制强度系数的目的是为了方便细胞神 3.1梯度图获取 经网络硬件的实现.为了消除由其带来的噪声残 分水岭算法往往不是直接对原图像作变换 余，将s设为可调.然而强制项的存在总是会或图 1 CNN-PDE 异质扩散滤波器滤波效果 Fig.1 Smoothing result of the biased CNN-PDE anisotropic dif￾fusion 进一步取原图及 s =1, s =0.5, s =0.1 等情 况下平滑输出图的相同位置( 如图中白线处)作切 面波形比较, 结果如图 2 所示, 图中横坐标表示像 素位置, 纵坐标表示该点像素灰度值.比较结果 显示, 随着限制强度系数由大到小变化, 滤波器对 图像的平滑作用越强, 当取值较小时( 如 s = 0.1) , 会出现阶梯现象 .也可以看出, 随着平滑作 用的加强, 图像的边缘非但没有被模糊反而得到 了锐化, 这正体现了异质扩散平滑优于线性平滑 之处 .s 取不同值时的网络稳定时间见表 1, 可见 稳定时间是与限制强度系数成反比 . 图 2 切面波形比较 Fig.2 Comparison of image profiles 表 1 分割效果比较 Table 1 Comparison of segmentation results 限制强度 非线性平滑 时间 未阈值平滑 分割块数 阈值平滑后 分割块数 0.1 9.82τ 210 39 0.3 8.23τ 349 46 0.5 6.13τ 441 48 0.6 4.8τ 476 50 0.8 3.21τ 509 49 1.0 2.52τ 541 44 注:τ为CNN-UM 时间常数( 例如 AC E4K 的时间常数 τ=1.2 μs) . 3 基于 CNN-PDE 偏差异质扩散平 滑预处理的分水岭分割 3.1 梯度图获取 分水岭算法往往不是直接对原图像作变换, 而是应用于原图像的梯度图.为便于细胞神经网 络实现, 应用 sobel 算子得到梯度图 .细胞神经网 络实现 x 方向梯度图 uex计算时的模板设置如下 式: A =0, B = 1 0 -1 2 0 -2 1 0 -1 , zij =0 ( 10) 同理可得 y 方向梯度值计算获得图 uey , 梯度图 ue 可按下式得出 : ue ( i, j) =( uex ( i, j) + uey ( i, j) ) /2 ( 11) 利用细胞神经网络的绝对值与加/减模板可以完 成上述操作, 模板具体设置不再给出. 3.2 梯度图的阈值化处理 引入限制强度系数的目的是为了方便细胞神 经网络硬件的实现.为了消除由其带来的噪声残 余, 将 s 设为可调.然而强制项的存在总是会或 · 394 · 北 京 科 技 大 学 学 报 2006 年第 4 期