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【圖割】最大流/最小割演算法詳解(Yuri Boykov and Vladimir Kolmogorov,2004 )

最大流/最小割(Max-Flow/Min-Cut)在解決計算機視覺中的能量方程最小化問題的強大,最早發現是Greig於1989年發表的文章:Exact Maximum A Posteriori Estimation for Binary Images。

最大流最小割演算法求解的能量方程,通常是基於圖結構得到的能量求解方法,這類能量方程可以普遍表示為:


其中L是影象P的一個標籤結果。設P為3*3的影象,P = [ 3, 8, 9; 4, 9, 8; 2, 9, 7 ],現在要將P的畫素分為兩類,標籤值為1或2,L是P的所有可能性中的一種可以是L = [ 1, 2, 2; 1, 2, 2; 1, 2, 2 ] 或 L = [ 1, 1, 2; 1, 2, 2; 2, 2, 2 ](還有很多就不枚舉了),L的所有可能性即為2^9,而能量方程 E(L) 就是計算在當前標籤結果下的能量值,通常我們將能量方程最小化,從而求出可以使得總體能量最小的標籤值情況L,利用最終的畫素分類結果得到影象分割等結果。如下圖所示,(a)為影象P的畫素灰度值示意圖,顏色越深則灰度值越小;(b)為該影象的一種分類結果L,當然還存在著若干種分類結果L,我們要做的就是設計一個相較周全的能量方程,然後通過最大流/最小割方法進行最小化求解。