基于Hadoop的超像素分割算法

针对高分辨率图像像素分割时间复杂度高的问题,提出了超像素分割算法。采用超像素代替原始的像素作为分割的处理基元,将Hadoop分布式的特点与超像素的分块相结合。在分片过程中提出了基于多任务的静态与动态结合的适应性算法,使得Hadoop分布式文件系统（HDFS）的分块与任务分发的基元解耦;在每一个Map节点任务中,基于超像素分块的边界性对超像素的形成在距离和梯度上进行约束,提出了基于分水岭的并行化分割算法。在Shuffle过程的超像素块间合并中提出了两种合并策略,并进行了比较。在Reduce节点任务中优化了超像素块内合并,完成最终的分割。实验结果表明.所提算法在边缘查全率（BR）和欠分割错误率（UR）等分割质量指标上优于简单线性迭代聚类（SLIC）算法和标准分割（Ncut）算法,在高分辨率图像的分割时间上有显著降低。     

基于超像素和随机游走的交互式分割算法

交互式图像分割通过先验信息指导获取图像中人们感兴趣的部分,但是现有算法无法在效率和精度上实现平衡,为了解决此问题,提出了一种基于超像素和随机游走的快速交互式分割算法（random walk on superpixel,SPRW）。首先,将图像预分割为具有局部相似性的超像素区域,使用像素颜色均值对超像素区域表示;其次,根据人工标记的先验信息建立F-B图结构,扩展随机游走的范围,并使用随机游走的方法求解,获得硬分割结果;最后,针对分割结果的边界不光滑问题,提出改进的抠图算法（fast robust matting,FRB）进行二次处理,得到软分割结果。在BSD500和MSRC数据集上的实验证实,所提出的硬分割方法与其他算法在时间和平均交并比等指标上有较大优势;在Alpha Matting数据集上的实验充分证实所提出的软算法在提高效率的同时精度也有一定的提升;此外,在生活照更换背景的实验上展现了该算法的应用价值。     

基于高斯超像素的快速Graph Cuts图像分割方法

提出了一种交互式的快速图像分割方法.该方法通过使用高斯超像素来构建Graph cuts模型以实现加速.首先,利用融合了边缘置信度的快速均值漂移算法,将原始图像高效地预分割为多个具有准确边界的同质区域,并将这些区域描述为超像素,用于构建精简的加权图.然后,使用区域的彩色高斯统计对超像素进行特征描述,并在信息论空间中对高斯...     

基于SLIC和区域生长的目标分割算法

传统区域生长算法的分割结果依赖于种子点的选取,且图像自身的噪声以及灰度值不均匀等问题易在分割目标过程中形成分割空洞,针对以上问题提出了基于超像素的改进区域生长算法。采用拉普拉斯锐化,增强待分割目标边界,之后根据像素灰度相似的特征采用SLIC（简单线性迭代聚类算法）超像素分割将原始图像分割成若干不规则区域,建立不规则区域间的无向加权图,选取种子区域,根据无向加权图以分割好的不规则区域为单位进行区域生长,最后在分割目标边缘处以像素为单位做区域生长,细化边界。对比于传统区域生长算法,改进后的算法在分割结果上受种子点选取影响较小,且能有效地解决分割空洞等问题。对比于聚类分割,Otsu（最大类间方差）阈值分割法等典型算法,该算法在分割精度上具有明显优势。     

样本驱动的半自动图像集前背景分割

图像集的前背景分割是近年来图像处理与图形学领域的一项热点研究工作.针对图像集中的图像逐个进行交互分割会涉及大量的用户操作,导致效率低下,而联合分割方法通常局限于处理具有相似前景的图像集,且因需求解大规模的优化问题较为耗时的问题,提出一种样本驱动的半自动图像集分割方法.首先选取若干图像作为样本进行手动交互分割,训练基于样本图像超像素特征描述的支持向量机分类器;对于其余待分割图像,根据其超像素特征描述到支持向量机分隔超平面的距离计算基于双弯曲Sigmoid函数映射的前景置信度,再采用图切割的算法实现目标图像的快速自动分割.对于包含错误分割的个别图像,进一步提出一种交互式局部修正方法修复错误分割区域,并获得最终的精确分割结果.在2个标准数据集上进行算法有效性验证和对比实验的结果表明,与联合分割算法相比,文中方法能更好、更快地实现在线分割;与逐个交互分割算法相比,文中方法能以相对较小的交互量实现对目标图像集的精确分割.     

边界显著性与模式挖掘

针对目标在图像边界上带来的检测误差,提出了边界显著性算法。首先在多尺度下对图像进行超像素分割,计算边界差异,估计其边界显著性。而后对所有超像素进行模式挖掘,得到显著性种子,并与边界显著性相结合。最后通过显著性传播得到最终显著图。在三个公开的测试数据集上将本文提出算法与其他18种主流的现有算法进行对比。大量实验结果表明,所提出的算法在不同数据集上都优于目前主流算法。     

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。     

基于超像素的点互信息边界检测算法

点互信息（PMI）边界检测算法能准确检测图像中的边界,但算法效率受制于采样点的提取。针对采样过程中存在随机性和信息冗余的问题,提出一种利用超像素分割提供的中层结构信息来指导点对选取的方法。首先使用超像素算法对图像进行初始分割,将图像划分成大小形状近似的像素块;然后选取落在相邻超像素中的像素点对,从而使样本点的选取更有目的性,在采样点数目较少时,保证样本点仍能有效完整地获取图像信息。实验通过与原始的PMI边界检测算法在伯克利分割数据库（BSDS）上进行比对验证得出,基于超像素的PMI边界检测算法在采样点对为3500时,平均精准度（AP）达到0.7917,而原始算法则需要6000个同样环境下的采样点对。基于超像素的PMI边界检测算法在保证了检测精度的同时减少了所需的采样点数目,从而能有效提高算法的实时性。     

融合超像素和CNN的CT图像分割方法

提出了一种融合超像素和CNN的CT图像器官主动轮廓分割方法。用超像素SLIC方法将CT图像网格化并分配标签;将网格化后图像作为数据集训练CNN网络分割出器官（如肝脏、肺部等）边界超像素,并将这些超像素的种子点连接成为粗分割边界;将粗分割边界作为初始轮廓,进行模糊主动轮廓分割得到CT图像中器官的边界。经过实验对比,该方法对肺部CT图像的分割平均DC系数达到97%、平均ASD系数达到1.23 mm。在肝脏CT图像方面与参考算法进行相比,在保证分割精度的前提下,VOE系数平均减少1%,切片图像的分割时间平均提高10 s。     

基于联合约束策略和稀疏表示的图像分割

基于像素级的交互式图像分割算法对初始种子位置和噪声敏感,同时仅基于超像素的分割方法无法保留图像细节经常导致分割结果出现欠分割问题。针对上述问题,提出超像素/像素约束和稀疏表示的图像分割模型。该方法利用高斯函数分别对像素和超像素构造了相互约束的代价函数,引入了稀疏分解对模型进行优化以提升模型对图像噪声的鲁棒性,最后利用联合优化策略对代价函数求解估计出目标和背景标记实现目标提取。实验结果表明,与现有的分割方法相比,提出的方法能获得较好的分割效果,对高斯噪声和椒盐噪声具有较强的鲁棒性。     

自适应多维特征减少的模糊C-均值遥感图像分割算法

针对传统分割算法难以对遥感图像进行有效分割的问题,提出了一种自适应特征减少的图像分割算法。首先对源图像进行超像素分割,将获得的超像素作为算法的基本操作对象。其次,提取图像的颜色、纹理、边缘以及空间等多维特征,并使用加权像素值来表示超像素的特征。再者,将模糊分离度量加入到FRFCM(feature-reduction fuzzy C-means)模型中,构造特征减少分割算法。该算法可以自动选择有用特征。最后对分割算法进行优化,获取最终分割结果。通过遥感图像分割实验表明,提出算法能有效分割遥感图像,在分割准确度、运行时间、消除噪声影响等性能方面优于其他同类算法。     

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%。     

An Improved Method for Edge Detection and Image Segmentation Using Fuzzy Cellular Automata

Image segmentation is one of the most important and challenging problems in image processing. The main purpose of image segmentation is to partition an image into a set of disjoint regions with uniform attributes. In this study, we propose an improved method for edge detection and image segmentation using fuzzy cellular automata. In the first stage, we introduce a new edge detection method based on fuzzy cellular automata, called the texture histogram, and empirically demonstrate the efficiency of the proposed method and its robustness in denoising images. In the second stage, we propose an edge detection algorithm by considering the mean values of the edges matrix. In this algorithm, we use four fuzzy rules instead of 32 fuzzy rules reported earlier in the literature. In the third and final stage, we use the local edge in the edge detection stage to more accurately accomplish image segmentation. We demonstrate that the proposed method produces better output images in comparison with the separate segmentation and edge detection methods studied in the literature. In addition, we show that the method proposed in this study is more flexible and efficient when noise is added to an image.     

基于脉冲耦合神经网络的图像分割

针对传统脉冲耦合神经网络(PCNN)模型在图像分割时需要设置较多参数和不能准确分割低对比度图像的问题,提出一种简化的PCNN模型和改进算法。在简化模型中减少了在传统PCNN模型中需要设置的参数的数量;在改进算法中根据图像像素空间和灰度特征自适应设置模型参数,并根据图像灰度直方图求出灰度期望均值作为图像分割阈值,因此该算法无需选择 循环迭代次数,只需一次点火过程就能实现图像的有效分割。实验结果表明,该方法能准确分割图像,纹理细节清晰,分割结果优于人工调整参数的PCNN方法和Otsu方法。     

基于自适应超像素分割的点刻式DPM区域定位算法研究

为解决点刻式直接零件标志(Direct part mark, DPM)码基本单元分割困难、区域定位欠精确等问题, 提出使用超像素分割和谱聚类相结合的算法,对含有DPM区域的图像进行初步分割和精确定位. 首先为提高超像素分割的准确、快速和完整性,本文利用近邻传播聚类思想实现自动聚类得到超像素区域, 并引入边缘置信度调整超像素边缘,形成自适应边缘简单线性迭代聚类 (Adaptive edge simple linear iterative clustering, AE-SLIC)算法. 该算法改进了简单线性迭代聚类(Simple linear iterative clustering, SLIC)超像素分割算法存在的未明确界定超像素区域边缘信息和分割数目无法自适应确定等问题; 其次,将超像素作为谱聚类中图的顶点进行二次聚类, DPM区域内超像素因相似度高而被聚集为一类, 从而完成点刻式DPM区域的精确定位.经实验测试和分析,本文算法得到的超像素分割结果在完整性、 运算复杂度等方面优于常见的超像素分割算法.与基于像素点运算的传统定位算法相比, 本文算法具有良好的实时性、定位准确率和鲁棒性.     

改进的FKCN与局部信息相结合的图像分割

FKCN在分割图像时存在速度慢,对噪声比较敏感等问题。对FKCN进行改进,提出了快速的FKCN与图像局部信息相结合的遥感图像分割算法,将图像的空间信息和像素信息引入到改进的FKCN图像分割算法中,从而提高了FKCN的分割速度而且还增强了抗噪性能。实验结果表明,该算法显示了很好的分割效果和较强的抗噪性能。     

基于超像素的印刷品色差在线检测方法

针对彩色印刷行业中,印刷品色差在线检测准确率低、速度慢的问题,提出一种新的检测方法.基于超像素的思想,采用简单线性迭代聚类(SLIC,simple linear iterative clustering)算法,对具有相似特征的相邻像素进行聚类,形成结构紧凑、近似均匀的像素块,每个像素块即为一个超像素.用超像素代替像素块内多个相似像素,分别提取标准图像和待检测图像的颜色特征.再用CIEDE2000色差公式进行色差计算.实验结果表明,该方法在保证检测结果准确率的基础上,能够有效地减少数据计算量,提高检测效率.