一种新的高光谱遥感图像超像素分割方法

为了解决简单线性迭代聚类算法在高光谱遥感图像超像素分割任务中分割精度较低的问题,提出一种基于多级线性迭代聚类结合改进标签传播算法(LPA)的新的无监督高光谱遥感图像超像素分割方法。首先,扩充简单线性迭代聚类(SLIC)的适用范围至多通道对高光谱图像进行超像素初分割;然后,对色彩标准差较大的超像素进行多级迭代细致分割,引入基于局部二进制模式的高光谱遥感图像纹理特征提取方法计算高光谱图像纹理特征并融合多段光谱特征计算超像素间相似度以构建带权图网络;最后,改进LPA社区发现方法进行超像素合并,将改进的标签传播算法运用于超像素合并可以得到更加稳定准确的超像素合并效果,提高超像素分割精度。将该方法与多种方法进行比较,结果表明,该方法对高光谱遥感图像的超像素分割结果更准确,超像素边缘更贴合真实地物边界,能有效改善高光谱遥感图像超像素分割中精度较低的问题。     

基于皮尔森相关系数的自适应SLIC超像素分割算法

针对简单线性迭代聚类(Simple Linear Iterative Clustering, SLIC)算法对不同图像自适应性差的问题,提出了一种基于皮尔森相关系数的自适应SLIC超像素图像分割算法。首先,通过量化非间隔进行图像预处理,并计算颜色熵作为图像复杂度,从而确定所需分割的超像素个数。其次,利用皮尔森相关系数作为相似性度量函数。最后,通过纹理特征对类内异常点进行滤除,确保种子点更新的准确性。实验结果表明,在超像素个数相同的情况下,基于皮尔森相关系数的自适应SLIC超像素图像分割算法相比主流超像素分割算法,可以获得更高的边缘命中率以及更低的欠分割率,性能优于LSC(Linear Spectral Clustering)、SLIC和SLIC0(Simple Linear Iterative Clustering Zero)算法。     

结合SLIC和模糊聚类的遥感图像分割方法

超像素分割是目前用于遥感影像分割的研究热点,但它易产生过度分割的问题。为解决过度分割问题,提出一种简单线性迭代聚类(SLIC)结合快速FCM聚类算法(Fast fuzzy C-means,FFCM)的遥感图像分割方法。该方法首先用SLIC算法对初始影像进行预分割;然后使用FFCM对获取的超像素进行合并。本文将分形网络演化方法(FNEA)作为对比实验方法。实验结果表明,本文提出方法的分割结果与实际地物的相似度更高,抗噪性更好。提出分割方法的精度较FNEA算法相比均有所提高。研究成果可为遥感影像分割提供有效借鉴。     

基于快速SLIC的图像超像素算法

针对SLIC(Simple Linear Iterative Clustering)算法在超像素聚类过程中耗时较长的缺陷,提出一种基于快速SLIC的图像超像素算法。该算法首先剔除在颜色空间上与聚类中心相似度较低的像素,从而仅用部分近邻像素更新聚类中心,以确保聚类中心快速达到稳定并阻止误差传播,提高边缘命中率;其次,在初始化网格后,将每个超像素的边缘像素视为不稳定像素,将超像素的非边缘像素视为稳定像素并保持稳定像素的类别不变;最后,通过对不稳定像素进行迭代标记来实现快速超像素图像分割。在MATLAB环境下分别对所提算法与6种对比算法进行测试,在超像素个数相同的情况下,所提算法在BSD500数据集上与经典的SLIC算法相比分割误差率降低5%,分割精度提高0.5%,运行时间减少0.18 s。实验结果表明,与主流的超像素算法相比,所提算法在提升超像素分割质量的同时能够有效降低算法的计算复杂度。     

优化加权核K-means聚类初始中心点的SLIC算法

超像素是近年来快速发展的一种图像预处理技术,被广泛应用于计算机视觉领域。简单线性迭代聚类(simple linear iterative clustering,SLIC)算法是其中的一种图像预处理技术框架,该算法根据像素的颜色和距离特征进行聚类来实现良好的分割结果。然而,SLIC算法尚存在一些问题。基于优化加权核K-means聚类初始中心点,提出一种新的SLIC算法(WKK-SLIC算法)。算法基于图像像素之间的颜色相似性和空间相似性度量,采用超像素分割的归一化割公式,使用核函数来近似相似性度量。算法将像素值和坐标映射到高维特征空间中,通过对该特征空间中的每个点赋予适当的权重,使加权K均值和归一化割的目标函数的优化在数学上等价。从而通过在所提出的特征空间中迭代地应用简单的K-means聚类来优化归一化割的目标函数。在WKK-SLIC算法中,采用密度敏感的相似性度量计算空间像素点的密度,启发式地生成K-means聚类的初始中心以达到稳定的聚类结果。实验结果表明,WKK-SLIC算法在评估超像素分割的几个标准上优于SLIC算法。     

基于超像素分割和多方法融合的SAR图像变化检测方法

针对基于像素的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像变化检测会造成虚警较高、结果破碎的问题,提出一种基于超像素分割和多方法融合的SAR图像变化检测方法。首先引入基于简单线性迭代聚类(Simple Linear Iterative Clustering,SLIC)的超像素分割方法,通过对主辅图像进行联合分割,得到符合实际地物边界的超像素分割结果;同时,利用3种基于像素的变化检测方法获取初始变化检测结果;接着,利用超像素分割结果和初始变化检测结果进行两个层次的众数投票,去除检测结果中由于噪声引起的虚警和连通域中的孔洞。选取两个时相的苏州Radarsat-2单极化SAR图像开展变化检测实验,实验结果表明该算法在保持较高检测率和有效边界的基础上,能够显著降低虚警。     

简单线性迭代聚类的高分辨率遥感影像分割

影像分割是面向对象影像分析的基础和关键。针对传统影像分割方法地物边界依附性差、易受影像噪声影响等问题,提出一种简单线性迭代聚类(Simple Linear Iterative Clustering,SLIC)的高分辨率遥感影像分割方法。该方法首先用SLIC算法对影像过分割生成SLIC超像素,之后根据相似性规则对SLIC超像素进行合并实现影像分割;然后通过构造Lab颜色空间下的五维特征参数度量影像像素的局部特征差异,并通过SLIC算法把具有相似性特征的像素聚类生成超像素,克服影像噪声对分割结果的影响;最后根据相似性合并规则以超像素为基本单元进行区域合并,从而达到分割目的。实验结果表明,所提出方法具有良好的高分辨率遥感影像分割结果。     

基于改进SLIC方法的彩色图像分割

针对简单线性迭代聚类( SLIC)方法边界分割不精确的问题,提出一种改进的SLIC方法。为降低纹理、噪声等信息对图像边界定位的影响,利用非线性扩散滤波器对图像进行滤波处理,在保持边缘信息的同时滤除噪声、平滑图像,并在第一次迭代后运用Sigma滤波器的特性增加聚类的限定条件,从而改进SLIC超像素聚类效果,提高迭代过程中聚类中心的准确度,减少误分割的现象,并使用像素的亮度距离合并孤立点。仿真结果表明,该方法在分割图像细节方面表现较好,与传统SLIC算法相比,在未增加时间复杂度的同时,能提高边界命中率。     

基于改进的相似度度量的谱聚类图像分割方法

针对传统谱聚类图像分割方法存在分割准确度不够高的缺点,提出一种基于改进的相似度度量的谱聚类图像分割方法。该方法首先使用超像素分割算法将图像预分割为一定数目的超像素集合,并构建以超像素为节点的图;然后融合超像素的协方差描述子、颜色信息、纹理信息、梯度信息以及边缘信息作为超像素的特征来度量超像素间的相似性,进而得到超像素的相似度矩阵;最后使用NJW算法对超像素图进行分割。大量的实验结果验证表明,改进的分割方法在分割精度上优于目前存在的无监督分割方法,并且在交互式分割的模式下,该方法可以准确分割出用户指定的目标。     

融合边界信息和颜色特征的显著性区域检测

传统的显著性检测方法多利用图像的颜色特征并进行超像素分割作为预处理来进行检测,对于涂抹效应不足、误检测等问题一直没能有效解决。针对涂抹效应不足提出了一种结合图像边界信息及颜色特征的显著性区域检测方法。首先,为了更好地取得图像边缘信息并去除噪声,用多次WMF（加权中值滤波）和简单线性迭代聚类（SLIC）处理源图像,再通过颜色、亮度等信息找出滤波后图像中的自然边界。将得到的边界信息和通过SLIC分割得到的超像素的颜色特征进行融合作为先验概率,以SLIC分割得到超像素位于Graph-based分割得到初步显著图中的概率为条件概率,利用贝叶斯法则得到最终的显著图。在公开数据集MSRA-1000上对算法进行验证,结果表明该算法与7种主流算法相比有更好的查全率和查准率,最高查准率达到98.03%。     

基于自适应SLIC的人体标准姿势图像分割

为了提高在复杂背景下人体图像分割的精度,提出了一种新的人体图像分割算法.该算法针对简单线性迭代算法（SLIC）在进行超像素块分割时需指定像素块个数的问题,借鉴CV能量模型,通过将图片极小化为多个区域进行水平集迭代分割,从而构造出自适应的超像素块,使得分割后的每个超像素块更贴合图像中的单个色块.然后结合人体平均模板,在图片上标记出感兴趣的人体标准姿势区域,提高了算法对复杂背景的抗干扰能力.最后利用k-means聚类算法将每个超像素块作为节点进行聚类,实现标准人体图像分割.在不同环境下采集多组图片进行实验,结果表明：该算法在保证了图像分割效率的情况下,提高了人体标准姿势的分割精度,对色度丰富的复杂背景抗干扰能力强.     

基于SLIC的自适应多主体图像分割算法

为了解决多主体图像分割的交互分割问题,提出了一种基于SLIC超像素的自适应图像分割算法。首先利用SLIC对图像进行超像素分割处理,把原图像分割为大小相似、形状规则的超像素,以超像素中心点的五维特征值作为原始数据点通过自适应参数的DBSCAN算法聚类,确定多主体数目和分割边界。算法不需要用户交互,自适应确定分割数目。为了验证算法的有效性,在伯克利大学标准数据集BSDS500上与人工标注的分割图像进行比较, 前期的超像素处理使算法在时间上有很好的提升,对于一幅481×321像素的图像,只需要1.5 s就可以获得结果。实验结果表明,该方法可以有效解决多主体图像分割中的人工交互问题,同时在PRI和VOI的指数对比上也优于传统算法,本文算法可以在保证分割效果的基础上自适应确定分割数目,提高分割效率。     

基于边缘信息的RGB-D图像超像素分割算法

针对简单线性聚类算法（SLIC）中需要初始预设超像素个数和大量重复聚类计算的问题，提出一种基于边缘信息的RGB-D图像超像素分割算法。利用各向异性高斯核提取彩色图像中边缘强度信息，在此之上，自适应地提取图像的初始聚类中心。仅对位于图像边缘附近的像素点进行重新聚类标记计算，这种策略在保证聚类准确的同时，大大降低了重新聚类计算的复杂度。同时，本文提出一种基于边缘信息的距离度量准则来度量两个像素点之间的空间距离。在公开的图像数据集上的实验结果表明，相比其他几种算法，本文算法的分割结果更能反应出场景中物体的轮廓信息，而且算法效率更高。     

融合超像素与Wasserstein距离的遥感影像分割方法北大核心CSCD

图像分割技术是图像处理和计算机视觉领域中的关键技术之一。随着近年来遥感成像技术的迅猛发展,传统基于像素的影像处理方法不再适用于高分辨率遥感影像。针对传统图像分割方法在分割准确性以及分割效率等问题上存在的不足,提出了一种融合超像素与Wasserstein距离的遥感影像分割方法。首先,对遥感影像进行SLIC(simple linear iterative clustering)算法预分割,生成超像素;然后,将超像素作为K-means算法的聚类中心,利用Wasserstein距离替代传统欧氏距离计算超像素之间的距离,完成聚类。理论和实验结果表明,新方法具有收敛性,在一定程度上提高了超像素预分割后的完整性,并且Wasserstein距离能够准确计算分布之间的差异性,在超像素距离计算上表现突出。     

基于模糊连接度的近邻传播聚类图像分割方法

针对现有近邻传播聚类图像分割方法分割精度低的问题,提出一种基于模糊连接度的邻近传播聚类(FCAP)图像分割算法。针对传统模糊连接度算法不能得出任意点对间模糊连接度的不足,结合最大生成树提出了全模糊连接度算法。FCAP算法先使用Normalized Cut超像素技术进行超像素分割,这些超像素可以看作数据点以及它们之间的模糊连接度;然后使用所提出的全模糊连接度算法计算超像素间的模糊连接度,根据模糊连接度和空间信息计算超像素的相似度;最后使用近邻传播(AP)聚类算法完成分割。实验结果表明,FCAP算法明显优于超像素处理后直接使用AP聚类算法进行分割的方法,并且优于无监督图像分割方法。     

基于SLIC分层分割的无人机图像极小目标检测方法

针对无人机可见光图像目标小、对比度弱的问题,本文提出一种基于简单线性迭代聚类（Simple linear iterative clustering,SLIC）分层分割的极小目标检测方法。首先使用预处理方法提高原始图像的对比度,并利用Top hat融合方法进行初始分割以确定目标区域,其次利用SLIC方法完成目标精细分割,并采用改进的具有噪声的基于密度的聚类方法(Density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)对SLIC分割结果进行超像素聚类,最后提取目标的邻域熵等多种底层特征,使用特征匹配方式检测目标,获取最终检测结果。本文提出了一种全局检测和局部检测相结合的检测策略,极大提高了检测速度。仿真结果表明,本文方法可以有效提高无人机小目标的检测性能,加速检测速度。     

基于边缘敏感的SLIC和二次密度聚类的GGO分割

针对磨玻璃肺结节(Ground Glass Opacity,GGO)边界对比度低、大小各异和灰度不均匀等造成分割准确率低的问题,提出一种基于边缘敏感的SLIC和二次密度聚类相结合的分割算法。将图像边缘检测结果与SLIC超像素算法相结合,并将其中含有边缘的超像素块用区域质心代替其原始聚类中心,改善SLIC边界黏连性较差的问题;针对密度聚类不能完整分割GGO的问题,提出二次密度聚类的方法,对密度聚类定位到的簇及其邻域簇进行二次密度聚类。实验结果表明,该算法分割GGO的平均准确率达90.17%,灵敏度达84%。     

超像素SIFT特征航拍地图拼接研究

为解决航拍地图拼接计算量大、内容复杂多变的问题,提出使用超像素尺度不变特征变换(SIFT)特征进行地图拼接.首先利用近邻传播(AP)算法改进简单线性迭代聚类(SLIC)算法实现超像素自适应分割.然后在引导信息下对少数超像素提取SIFT特征,进行SIFT特征匹配.最后在线生成监督机制,在随机抽样一致性(RANSAC)算法配合下,得到少而精的匹配点,计算变换矩阵融合图像,实现图像拼接.实验结果显示:对于较高分辨率的图像,该算法与单纯SIFT拼接算法相比,在计算时间和拼接质量上都显示出较大的优势.     

改进的简单非迭代聚类的遥感影像分割研究

简单线性迭代聚类（Simple Linear Iterative Clustering,SLIC）超像素算法依赖超像素设置数目的大小,容易产生欠分割或者过分割的现象,且运行速度不高。提出一种改进的简单非迭代聚类（Simple Non-Iterative Clustering,SNIC）超像素算法对遥感影像进行分割。采用SNIC超像素获取初始分割结果;利用动态阈值对原始影像进行分割;对影像进行两次作差,从而对SNIC分割结果进行修正;选取满足一定条件的分割线即为最终的分割结果。实验结果表明,该算法在分割精度、召回率和运行时间上都获得了令人满意的结果。     

基于测地线的超像素谱聚类彩色图像分割

在图像分割中谱聚类算法得到了广泛的应用,但传统谱聚类算法易受到彩色图像大小和相似性测度的影响,导致计算量大和分割精度低的问题。为了解决这两个问题,提出一种新的基于超像素集测地线特征的谱聚类分割算法。该方法通过对彩色图像进行预分割得到超像素集,并以超像素集为基础构造加权图,利用测地线距离特征和颜色特征构造权值矩阵,最后应用NJW（Ng-Jordan-Weiss）算法得到最终的分割结果。对比实验结果表明该算法在分割精度和计算复杂度上都有较大改善。