自动阈值法在铁谱图像磨粒分割中的应用

铁谱图像处理、分析的目的就是要通过对图像中磨粒信息的研究来判断机械磨损形式及故障原因，而磨粒信息的获取依赖于铁谱图像磨粒的分割和磨粒特征的提取。本文将数学形态学中的自动阈值算法引入铁谱磨粒图像的分割中，利用MATLAB程序成功地完成了磨粒图像的分割，有助于实现铁谱磨粒的自动识别。     

气泡高干扰在线铁谱视频图像的磨粒快速分割算法研究

针对在线铁谱视频图像气泡高干扰所面临的磨粒分割困难问题,提出一种气泡高干扰在线铁谱视频图像的磨粒快速分割算法。首先运用运动检测的方法确定视频中气泡的位置,并用相邻帧相同位置的图像信息对气泡区域进行处理,再使用双边滤波对处理后的图像进行平滑去噪,实现气泡干扰的初步抑制;最后基于抑制气泡图像的灰度直方图,对每一帧图像选取其自适应的阈值,实现在线铁谱视频图像中磨粒的快速分割。该研究为在线铁谱的磨粒分割与后续对磨粒特征的智能提取和分析奠定了基础。     

图像可视在线铁谱传感器的图像数字化处理技术

为实现图像可视在线铁谱传感器的磨粒图像自动辨识,建立数字图像获取系统,探讨铁谱图像数字化处理方法。研究了铁谱图像的预处理方法,对比在RGB和YUV颜色空间对铁谱图像的灰度化处理效果,采用不同的微分模板对平滑后图像进行锐化处理;探讨减背景法和自动阈值法在铁谱图像磨粒分割中的应用效果;给出适用于在线铁谱图像的定量描述方法。研究表明,采用YUV颜色空间的明视度分量可以得到平滑的灰度图像,合理的模板选择可以使微分法在锐化磨粒边缘的同时保持整体图像的平滑;铁谱图像的磨粒分割结果表明,减背景法由于采用人工选取门限值而难以适用于在线铁谱图像的处理,而自动阈值法可以根据铁谱图像自动选取合适的阈值以达到良好的分割效果;采用磨粒百分覆盖面积作为定量指标可反应良好分割的铁谱图像中的磨粒统计质量分数。     

融合颜色与形状信息的铁谱磨粒链分割方法研究

为了对铁谱图像中的磨粒链进行有效分割,提高磨粒特征提取的精度,通过分析铁谱磨粒链图像不同区域的特点,提出一种融合铁谱图像颜色、形状特征信息的磨粒链分割方法。该方法首先基于形态学运算对磨粒链分割方法,对异常大磨粒进行提取并断开磨粒链黏连部分,然后利用标记分水岭与灰色聚类的方法对磨粒链进行分割,最后考虑到不同磨粒链颜色信息存在差异,结合自适应阈值法对灰色聚类进行改进,从而实现磨粒链的自适应分割。结果表明,相较于传统分割方法,提出的方法能有效避免过分割与欠分割,分割效果较好,适用性高,操作简单。     

一种彩色铁谱图像自动分割方法

铁谱图像有效分割是实现铁谱图像自动化分析的基础,但彩色磨粒图像背景颜色相对单一,磨粒区域同时包含亮区域和暗区域且与背景色差较大,且部分磨粒存在黏连的情况,因此铁谱图像的有效分割难以实现。根据彩色铁谱图像特点,提出基于两次K-means颜色聚类分离磨粒区域与背景区域后,再对磨粒区域采用改进的分水岭算法分割黏连磨粒的图像分割方法。该方法解决了铁谱图像中亮暗磨粒同时存在的情况下磨粒提取不完全的问题,并实现了黏连磨粒的分割。实验结果验证了该方法的有效性。     

基于图像特征的船用在线铁谱系统可测性评价方法

磨粒分析是船舶动力装备健康监测的重要手段之一,但船用润滑油因污染严重导致润滑油劣化,进而影响铁谱磨粒分析的有效性。为了验证在线铁谱在船舶发动机磨粒监测的有效边界条件,以长江航道局吸盘3号挖泥船3号机油底壳滑油为样本,通过分析润滑油的劣化程度定量确定了在线铁谱系统失效边界。采集不同污染程度的滑油油样,通过在线铁谱获取未沉积磨粒和沉积磨粒的两组图像。通过对磨粒图像的分析,研究磨粒浓度对磨粒图像分割精度的影响,获得磨粒浓度与铁谱磨粒图像有效性之间的关系,并构建亮度和平均梯度2种铁谱图片可测性评估方法。实验验证表明,2种方法均能有效分辨有效图片和无效图片,为铁谱图片的有效分析和铁谱实时在线分析奠定了可靠性基础。     

一种混合遗传算法在彩色图像分割中的应用

磨粒图像分割是磨粒识别的基础,其分割精度直接影响到磨粒自动识别的精度。在磨粒图像RGB彩色空间,选择其3个正交彩色特征,应用遗传算法和类间最大方差法对其分割,依据F isher判别函数选择其最佳特征与最佳阈值,实现了磨粒彩色图像的分割。大量磨粒图像分割实践证明,该分割方法具有分割精度较高、计算速度快、自适应性强等特点,是铁谱磨粒彩色图像自动分割较理想方法之一。     

基于不同自适应阈值法的铁谱图像分割效果比较

最大方差法、最大熵值法和最小误差法是3种常用的自适应阈值法,它们对铁谱图像的分割结果有着较大的差异。为了探究形成这种差异的原因和探讨阈值法对铁谱图像分割的适应性,分析这3种常用的自适应阈值法的基本原理,比较3种方法对30组铁谱图像的分割实验结果。得出如下结论:3种方法之所以会输出3种不同的分割阈值,是因为它们采用了不同目标函数;对于双峰分布的铁谱图像,3种方法有着相似的分割效果,最大方差法准确性略高;对于近似单峰分布的铁谱图像,最小误差法的分割结果最优,最大方差法则不能正确分割出磨粒。因此,在铁谱图像分析过程中,应该根据铁谱图像的灰度分布特点选择相应的阈值分割算法。     

航空发动机铁谱磨粒图像的处理研究

为了有效监控航空发动机磨损故障,经过大量的仿真研究,选择并确定了某航空发动机铁谱磨粒图像的滤波方法;对铁谱彩图的灰度化时的灰度算法进行了合理选择;对基于最大类间方差法Otsu的图像分割算法作了进一步改进,使铁谱磨粒图像中的磨粒与背景能有效分开,同时具有很强的抗干扰性.     

铁谱显微镜载物台自动行走装置的研制

铁谱分析技术中,人们借助铁谱显微镜观察磨粒的形态,分析磨粒的轮廓结构、表面纹理和颜色特征,获得被监测对象磨损程度、类型和零件的信息.这一过程对操作者的依赖程度很大,分析结果受到操作者的精神状态、知识结构和经验积累等因素的影响.随着计算机技术的发展,人们试图将计算机技术引人铁谱分析之中,通过开发相应的软件实现磨粒图像的分析与识别.在这一研究中,首先要解决的技术问题就是磨粒图像的采集.例如,用CCD摄像机直接采集铁谱磨粒图像,将图像的视频信号转化为数字信号,通过特征提取算法和设计分类器而达到磨粒识别的目的.为此,开发和研制铁谱显微镜载物台的自动行走装置,以便根据需要采集铁谱磨粒图像,是实现磨粒图像计算机识别的硬件基础之一.现结合笔者在这方面研究工作的尝试,介绍铁谱磨粒图像自动采集系统的总体构成和传动系统.     

基于图论的交互式图像分割算法研究

交互式图像分割方法的应用越来越广泛,本文提出了一种新的基于图割的交互式图像分割方法。该方法将像素的灰度信息和空间信息结合起来建立图模型,利用预流算法快速计算出该模型的最小割集,实现图像分割,有效地降低了运算的时间复杂度,提高了分割准确度。     

Tumor detection from enhanced magnetic resonance imaging using fuzzy curvelet

Effective medical image analysis is possible by the use of technique known as segmentation. Segmentation is a very challenging task because there is not any standard segmentation method is available for any medical application. In this article, we have proposed an automatic brain MR image segmentation method. Fast discrete curvelet transform and spatial fuzzy C-mean algorithm is used for noise removal and segmentation of brain MR image. Fuzzy entropy has been used for calculating adaptive and optimal threshold to separate out the image segments. Our proposed system is exclusively based on the information contained by the image itself. No extra information and no human intervention are required in our proposed system. We have tested our proposed system on different T1, T2 and PD brain MR images.     

基于Hough检测和C-V模型的航拍绝缘子 自动协同分割方法*

绝缘子分割是通过图像处理技术实现其运行状态自动检测及故障诊断的重要前提。针对航拍图像具有背景复杂、分辨率较低、数量多和伪目标多等特点,使用传统分割方法会产生大量的用户交互导致分割效果不佳。本文把协同分割引入到绝缘子航拍图像处理中,提出一种Hough检测修复结合自动初始化轮廓C-V模型的航拍绝缘子图像协同分割方法。本方法利用航拍绝缘子图像帧之间的关系作为先验信息以达到更高的分割精度。首先对航拍图像进行去除文本预处理;然后对预处理过的图像进行Hough检测修复以处理输电线与绝缘子粘连问题并用SLIC进行超像素分割;最后利用广义霍夫变换实现C-V模型初始轮廓的选取并进行基于图像间的C-V模型的绝缘子协同分割。实验结果表明,本文分割方法的准确率明显比其他算法高,能够有效地区分目标和背景并去除杆塔、输电线等伪目标,自动化性能良好,为无人机航拍绝缘子的状态检测及故障诊断奠定基础。     

一种改进的图像分割方法

分析了图像分割方法中Chan—Vese方法及其改进方法的不足,提出了一种图像分割的新方法。引入各向异性平滑项,并用差分法来求解水平集函数,因此在图像处理过程中既对噪声有较好的鲁棒性,又能更好地保持图像中较弱边缘的信息,提高图像分割的精度。实验证明,此方法比Chan—Vese方法及其改进方法有更好的分割效果。     

Algorithmic structural segmentation of defective particle systems: a lithium‐ion battery study

We describe a segmentation algorithm that is able to identify defects (cracks, holes and breakages) in particle systems. This information is used to segment image data into individual particles, where each particle and its defects are identified accordingly. We apply the method to particle systems that appear in Li‐ion battery electrodes. First, the algorithm is validated using simulated data from a stochastic 3D microstructure model, where we have full information about defects. This allows us to quantify the accuracy of the segmentation result. Then we show that the algorithm can successfully be applied to tomographic image data from real battery anodes and cathodes, which are composed of particle systems with very different morpohological properties. Finally, we show how the results of the segmentation algorithm can be used for structural analysis.     

基于彩色图像的运动目标分割方法

针对彩色图像Hue-saturation-intensity颜色模型各分量所携带的颜色信息不同的特点,结合区域分割算法在彩色图像中提取区域颜色特征,并将区域颜色特征作为局部阈值分割方法的阈值特征,提出一种基于图像区域颜色特征的运动目标分割方法。分割试验显示了该运动目标分割方法的有效性和可行性。提出融合梯度算子和子区合并技术进行区域分割的方法,子区合并技术能够在一定程度上防止两个独立的区域被错误的合并成一个区域, 这种区域分割方法和常用的Region growing算法的对比分割试验显示该方法对灰度变化不均匀的区域进行分割的效果优于Region growing算法。     

基于阈值分割和形态学相结合的金属废料 X 射线图像轮廓提取方法

针对金属废料 X 射线透射图像中废料之间距离较近时图像可能相互粘连,导致不能有效提取单个物料轮廓的问题,提出了一种基于阈值分割和形态学相结合的金属废料 X 射线图像轮廓提取方法。首先分析图像噪声信息分布,利用约束灰度值范围的 Otsu 阈值分割算法获得全局最优阈值对图像进行滤波;然后采用动态阈值分割方法得到二值化图像,在此基础上采取一种改进的形态学处理策略实现对各单物料区域的连通区标记;最后对各连通区进行轮廓提取以获得单个物料区域的轮廓。经实验表明,该方法有效地提高了在物料粘结情况下图像轮廓提取的准确率和成功率。     

基于复小波域树结构化MRF模型的声纳图像分割

声纳图像受成像环境影响对比度低,特性信息较弱,且图像分辨率不高,用传统的分割方法效果较差,为此,构建了双树复小波域树结构化的MRF模型(TS-MRF),提出了基于此模型的声纳图像分割算法。双树复小波变换(DT-CWT)具有近似平移不变性和良好的方向选择性,其多分辨率分析能有效地提取声纳图像的弱特征信息,以便TS-MRF中节点参数的描述能准确地反映树结构的分布规律和图像统计特性;复小波域6个方向高频子带相互独立,尺度间父子节点标号具有一阶Markov性;尺度内构建TS-MRF模型,且每一节点标号依赖于父节点,采用Potts模型对节点标号势函数建模,相同标号的观测特征用高斯模型建模;最后,用多分辨率递归和每一分辨率分类层次树从顶层向底层的尺度内递归算法来求解最大后验概率,实现分类层次树标号,完成声纳图像分割。实验结果从视觉效果和定量分析两方面验证表明,本文算法能有效地抑制噪声,较好地提取声纳图像的弱特征信息,具有较高的分割精度和鲁棒性。     

A particle segmentation method based on nucleation and growth of the background

A new algorithm for image segmentation is proposed, which is capable of extracting particles in the presence of noise and background fluctuations. It begins with the detection of small regions belonging to the background, called background nuclei, and then lets these nuclei grow to become the entire background. Edge information and region information of the image are used simultaneously.