近邻自适应局部尺度的谱聚类算法

提出一种在LUV空间中基于多层次化结构Nystrm方法的自适应谱聚类算法。首先引入LUV色彩空间,避免了RGB色彩空间中色彩辨别阈对分割的影响,在纹理、边缘区域取得了更好的分割效果;其次将谱聚类算法中基于多层次化结构的方法和基于Nystrm采样的方法结合起来,有效减少了运算时间、解决了数据量较大时计算过程中内存溢出的问题;最后在K均值聚类中通过对特征间隙(eigengap)的分析,自适应地选择K值的大小,解决了自动确定聚类数目的问题。将提出的方法在LUV色彩空间中和RGB色彩空间中分别进行图像分割实验,结果表明在LUV色彩空间中取得效果更加理想。同时也将提出的算法与基于Nystrm方法的谱聚类算法(spectral clustering-Nystrm,SC-N)进行比较。实验结果表明,该算法在数据运算量、运行时间和分割结果上都优于SC-N方法。     

基于免疫谱聚类的图像分割

提出了一种基于免疫谱聚类的图像分割方法.利用谱聚类的维数缩减特性获得数据在映射空间的分布,在此基础上构造一种新的免疫克隆聚类,用于在映射空间中对样本进行聚类.该方法通过谱映射为后续的免疫克隆聚类提供低维而紧致的输入.而免疫克隆聚类算法具有快速收敛到全局最优并且对初始化不敏感的特性,从而可以获得良好的聚类结果.在将其用于图像分割时,采用了Nystr?m逼近策略来降低算法复杂度.合成纹理图像和SAR图像的分割结果验证了免疫谱聚类算法用于图像分割的有效性.     

一种基于LUV均匀颜色空间的彩色分割方法

本文提出一种通过转换颜色空间和颜色聚类的方法来实现对彩色图像的分割。由于RGB颜色空间是非均匀空间,算法首先把RGB颜色空间转换到LUV均匀颜色空间,然后对颜色进行相似合并,最终由几种颜色表示待分割的图像,从而实现对彩色图像的色彩分割。     

基于K均值聚类分割彩色图像算法的改进

基于人类视觉将图像分割成若干个有意义的区域是目标检测和模式识别的基础.应用K均值聚类算法对图像进行分析,分析了图像的空间、色彩以及纹理特征对聚类效果的影响,针对K均值算法的存在的过分割问题提出了一种修正方法,先基于空间、颜色和纹理特征分割图像,再基于色彩及纹理特征进行合并,解决了K均值聚类产生的过分割问题,并在区域合并时引入修正函数,抑制了图像中因场景明暗变化而产生的斑点.实验结果表明提出的聚类算法对图像分割效果有明显提高.     

改进的谱聚类算法在图像分割中的应用

为了消除传统的谱聚类图像分割算法存在的缺陷,提出一种改进的谱聚类图像分割算法.该算法提出余弦相似性加权矩阵,充分利用图像的纹理信息和空间临近信息构造相似性矩阵.在谱映射过程中,利用Nystr(o)m逼近策略估计相似性矩阵及其主特征向量.最后利用优化的K-means算法与优化的粒子群算法相结合的算法对得到的低维向量子空间进行聚类,避免直接采用K-means算法对初始值敏感,易陷入局部最优的缺点.实验证明该算法在运行时间和分割精度方面较传统谱聚类算法均有明显的提高.     

在线编码谱聚类及图像分割方法

目前,谱聚类已经成为图像分割领域的研究热点,但是,常见谱聚类算法具有0(n3)的复杂度,在图像分割的应用受到限制.基于在线的多尺度竞争学习,文中提出了一种基于在线编码的多尺度谱聚类算法,并应用于图像分割.首先,算法通过在线竞争学习算法构造m(m≤n)个原型来编码原始数据.然后,利用多尺度谱聚类对原型进行分组,标注样本并得到最终的聚类结果.算法的复杂度近似为O(mn十m2),因而,较好地提高了谱聚类在图像分割上的效率.在三组数据上开展了实验:在非凸数据集上的结果表明,文中算法具有良好的多尺度性质.在合成的高斯数据集上进行了效率对比分析,说明文中算法能有效压缩样本量,提高效率.在标准的图像上的分割效率优于通常的NJW谱聚类算法和在分割质量上优于k-means算法.和基于抽样的Nystr(o)m算法相比,具有一定优势.     

一种融合Canny和改进ISODATA的砾岩图像分割算法

针对基于边缘流和传统ISODATA（迭代自组织的数据分析算法）相融合的算法对砾岩图像进行分割时存在速度慢、分割不准确的问题,提出了一种融合Canny和改进ISODATA聚类相结合的砾岩图像分割算法。该算法将图像从RGB色彩空间转换到Lab色彩空间,利用Canny算子对砾岩图像的L分量进行边缘提取,得到过分割图像;运用改进的ISODATA聚类算法进行聚类,得到聚类图像,消除了Canny算子的过分割问题。在砾岩图像的分割应用中,该算法取得了较好的分割效果。     

融入局部几何特征的流形谱聚类图像分割

为了改善谱聚类图像分割的精准性和时效性,文中提出融入局部几何特征的流形谱聚类图像分割算法.首先,考虑图像数据的流形结构,在数据点的K近邻域内执行局部PCA,得到数据间本征维数的关系.然后,引入流形学习中的局部线性重构技术,通过混合线性分析器得到数据间局部切空间的相似性,结合二者构造含有局部几何特征的相似性矩阵.再利用Nystr m技术逼近待分割图像的特征向量,对构造的k个主特征向量执行谱聚类.最后,在Berkeley数据集上的对比实验验证文中算法的准确性和时效性优势.     

基于密度峰值优化的谱聚类算法

针对经典谱聚类算法无法自适应确定聚类数目、以及在处理大数据量的聚类问题时效率不高的问题,本文提出了一种基于密度峰值优化的谱聚类算法。该方法首先计算数据对象的局部密度,以及每个数据对象与较其他数据对象的最小距离,并依据一定的规则自适应产生初始聚类中心,确定聚类数目。其次,使用Nystr?m抽样来降低特征分解的计算复杂度以达到提高谱聚类算法的效率。实验结果表明,本文方法能够准确地得到聚类数目,并且有效提高聚类的准确率和效率。     

小麦冠层图像H分量的K均值聚类分割

大田环境下小麦冠层图像具有光照不均匀、背景复杂及阴影遮挡等特点,经典图像分割算法存在精度低、过分割等问题,提出一种基于HSI空间下H分量的K均值聚类算法。使用[R+G-B]归一化处理RGB空间下的彩色图像,以抑制其B分量;将归一化图像进行RGB到HSI的颜色空间转化;根据光照是否均匀,使用K均值聚类算法对彩色图像的H分量进行不同的聚类处理,经形态学开运算及去噪处理获得最终目标图像。实验表明,该方法对不同施氮量、不同光照、不同生长时期小麦冠层图像的分割效果较好,相对基于Lab空间的K-means聚类分割,该方法可一定程度避免过分割现象;相对基于H分量的Otsu算法,对光照不均匀图像分割更完整,对复杂背景图像分割更精确。     

基于自适应Nyström采样的大数据谱聚类算法

面对结构复杂的数据集,谱聚类是一种灵活而有效的聚类方法,它基于谱图理论,通过将数据点映射到一个由特征向量构成的低维空间,优化数据的结构,得到令人满意的聚类结果.但在谱聚类的过程中,特征分解的计算复杂度通常为O(n³),限制了谱聚类算法在大数据中的应用.Nyström扩展方法利用数据集中的部分抽样点,进行近似计算,逼近真实的特征空间,可以有效降低计算复杂度,为大数据谱聚类算法提供了新思路.抽样策略的选择对Nyström扩展技术至关重要,设计了一种自适应的Nyström采样方法,每个数据点的抽样概率都会在一次采样完成后及时更新,而且从理论上证明了抽样误差会随着采样次数的增加呈指数下降.基于自适应的Nyström采样方法,提出一种适用于大数据的谱聚类算法,并对该算法的可行性和有效性进行了实验验证.     

基于Nyström密度值逼近的减法聚类

针对大规模数据集减法聚类时间复杂度高的问题,提出一种基于Nyström密度值逼近的减法聚类方法。特别适用于大规模数据集的减法聚类问题,可极大程度降低减法聚类的时间复杂度。基于Nyström逼近理论,结合经典减法聚类样本密度值计算的特点,巧妙地将Nyström理论用于减法聚类未采样样本之间密度权值矩阵的逼近,从而实现了对所有样本的密度值逼近,最后沿用经典减法聚类修正样本密度值的方法,实现整个减法聚类过程。将本文算法在人工数据、标准彩色图像及UCI数据集上进行了实验,详细说明了本文算法利用少数采样样本逼近多数未采样样本密度权值、密度值以及进行减法聚类的详细过程,并给出了聚类准确率、耗时及算法性能加速比。实验结果表明,与经典的减法聚类相比,本文算法在不影响聚类结果的情况下,对于较大规模数据集,可显著降低减法聚类的时间复杂度,极大程度地提高减法聚类的实时性能。     

Spectral clustering with fuzzy similarity measure

Spectral clustering algorithms have been successfully used in the field of pattern recognition and computer vision. The widely used similarity measure for spectral clustering is Gaussian kernel function which measures the similarity between data points. However, it is difficult for spectral clustering to choose the suitable scaling parameter in Gaussian kernel similarity measure. In this paper, utilizing the prototypes and partition matrix obtained by fuzzy c-means clustering algorithm, we develop a fuzzy similarity measure for spectral clustering (FSSC). Furthermore, we introduce the K-nearest neighbor sparse strategy into FSSC and apply the sparse FSSC to texture image segmentation. In our experiments, we firstly perform some experiments on artificial data to verify the efficiency of the proposed fuzzy similarity measure. Then we analyze the parameters sensitivity of our method. Finally, we take self-tuning spectral clustering and Nyström methods for baseline comparisons, and apply these three methods to the synthetic texture and remote sensing image segmentation. The experimental results show that the proposed method is significantly effective and stable.     

基于颜色量化和密度峰聚类的彩色图像分割

彩色图像分割是簇绒地毯数字化制造的关键技术,图像的分割质量直接影响到后续的图像处理。为解决地毯的彩色图像分割问题,针对人眼在RGB颜色空间中感知不均匀的特性,提出了一种基于颜色量化和密度峰聚类的彩色图像分割算法。基于Lab颜色空间进行颜色量化,在HVC颜色空间中用NBS距离来衡量人眼对颜色差异的感知程度,采用改进的密度峰聚类算法自动确定聚类中心,从而分割地毯图案。实验结果表明,该算法能在不影响人眼感知的前提下得到颜色种类少且边缘清晰的地毯分割图像。     

分水岭分割的方向迭代后处理算法

为了提取彩色图像中线目标，该文提出了一种新的彩色图像分割算法，首先对图像进行分水岭分割得到初始过分割图像，并通过模糊聚类方法得到区域分类概率，然后根据图像的边缘信息和空间特性，得到区域的线方向邻接区域，最后通过迭代的方法，利用线方向邻接区域信息更新区域的分类概率。实验结果显示了很好的提取效果。     

基于鱼群算法优化normalized cut的彩色图像分割方法

为了克服传统的谱聚类算法求解normalized cut彩色图像分割时,分割效果差、算法复杂度高的缺点,提出了一种基于鱼群算法优化normalized cut的彩色图像分割方法.先对图像进行模糊C-均值聚类预处理,然后用鱼群优化算法替代谱聚类算法求解Ncut的最小值,最后通过最优个体鱼得到分割结果.实验表明,该方法耗时少,且分割效果好.     

基于谱聚类的聚类集成算法

谱聚类是近年来出现的一类性能优越的聚类算法,能对任意形状的数据进行聚类, 但算法对尺度参数比较敏感,利用聚类集成良好的鲁棒性和泛化能力,本文提出了基于谱聚类的聚类集成算法.该算法首先利用谱聚类算法的内在特性构造多样性的聚类成员; 然后,采用连接三元组算法计算相似度矩阵,扩充了数据点之间的相似性信息;最后,对相似度矩阵使用谱聚类算法得到最终的集成结果. 为了使算法能扩展到大规模应用,利用Nystrm采样算法只计算随机采样数据点之间以及随机采样数据点与剩余数据点之间的相似度矩阵,从而有效降低了算法的计算复杂度. 本文算法既利用了谱聚类算法的优越性能,同时又避免了精确选择尺度参数的问题.实验结果表明:较之其他常见的聚类集成算法,本文算法更优越、更有效,能较好地解决数据聚类、图像分割等问题.     

基于模糊C均值聚类的多分量彩色图像分割算法

以模糊C均值(FCM)聚类理论为基础,选用符合人眼视觉特性的HSI颜色空间,提出了一种新的多分量彩色图像分割算法。该算法首先结合数据分布特点确定出H分量与I分量的初始聚类中心;然后利用FCM聚类技术对H分量、I分量进行分类处理,以得到不同分量的像素点隶属度;最后,将所得到的不同分量像素点隶属度组织成2维特征,并以此进行模糊聚类图像分割。实验结果表明,该算法可有效提高图像分割效果,其分割结果优于传统FCM聚类图像分割方案。     

基于IC芯片的彩色图像分割方法研究与实现

以IC芯片彩色图像为研究对象,分析了迭代阈值法,松弛迭代算法,颜色空间聚类算法在此类图像分割中的不足,并改进迭代阈值法,对原始图像进行颜色空间转换,由RGB空间转化到CIE Lab空间;同时利用八叉树算法对图像进行8位量化,对得到的灰度图像进行迭代阈值分割得到最佳阈值,从而提出了专门针对彩色图像背景分割的彩色迭代阙值法.最后基于Visual Studio6.0平台实现上述4种方法,并通过对比实验证明本文所采用的方法的可行性和实用性.     

自适应模型和固定模型结合的肤色分割算法

由于受环境、光照、人种等因素影响,不同图像中的肤色分布并不一样。在复杂背景情况下,采用固定的阈值边界模型进行肤色分割将导致较大的漏检或误检。基于YCbCr颜色空间,在固定阈值边界模型分割的基础上,运用简化的期望最大化(EM)算法计算出针对特定图像的自适应肤色高斯模型;然后综合考虑固定阈值边界模型以及自适应肤色高斯模型在不同颜色区域上划分的准确性,给出最终的肤色分割结果。实验结果表明,该方法相比固定阈值边界模型的分割方法,能同时降低误检率和漏检率,从而提高肤色识别的准确率。