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传统C-V 模型可以将待分割图像分割成目标和背景两区域，但无法实现对多目标图像的分割。多相C-V模型能够对多目标图像进行分割，但需要多次迭代，计算量较大。为了解决上述问题，本文提出一种基于图像层的双水平集分割算法，该算法通过引入背景填充技术来改变图像背景，从而形成新的图像层，双水平集不断地在新的图像层中进行分割，直到所有目标被分割。这样通过双水平集来就可以实现对多目标图像的分割。实验结果表明：本文算法能够实现多目标分割，且迭代次数较少，同时具有较强的抗干扰能力和较快的收敛速度。