一种山区图像边缘信息的分水岭变换提取方法

为了能够抑制引起过分割的根本原因-噪声和细密纹理,提出了一种改进的提取山区图的山脊线、山谷线的边缘信息的分水岭算法,该算法着重于解决传统分水岭的过分割问题;该算法首先对梯度图进行一种改进的多尺度梯度算子处理,以减小图像噪声对分水岭的过度分割的影响;然后利用基于标记符控制的最小强制技术去除由噪声和不必要的图像细节形成的谷底,使修正后的梯度图像只对应包含区域极大值的标记图像,改进后的方法能准确地提取出所需要的关键边缘信息.     

结合进化规划的图像分水岭分割技术

为了解决分水岭算法的过分割问题,提出用一种结合进化规划的控制标记符提取技术对图像进行预处理的分水岭图像分割方法。该方法基于进化规划的生灭过程,对传统分水岭分割中的图像目标区域进行重新标记,根据新标记的区域特点,重新设置图像目标区域的控制标记符。然后通过分水岭变换,实现图像的区域分割。实验结果表明,该方法既能有效解决分水岭算法的过分割问题,又保留了各种重要的目标区域,可以得到较满意的图像分割结果。     

基于改进分水岭算法的图像分割技术

针对交通中的车辆图像提出了一种基于标记提取的改进分水岭算法.首先应用形态学的开闭运算重建滤波,然后对修改了标记符的梯度图像进行分水岭分割,最后将目标区域提取出来并进行合并.实验结果表明,这种方法可以达到较好的分割效果.     

基于运动信息与多尺度分水岭的视频目标分割

从视频序列中提取视频目标是基于内容编码中的一项关键技术。提出了将高阶统计运动检测和多尺度分水岭相结合的视频目标分割算法。该算法首先利用高阶统计运动检测算法检测出运动区域,通过后处理得到运动目标的初始模板。然后,用小波变换对视频图像进行多分辨率分解。在最低分辨率上应用分水岭算法分割得到具有精确边缘的分割区域,通过将区域融合后的区域逐步投影到高分辨率图像上并结合高分辨率图像上的分水岭算法逐步提取出具有精确边缘的区域。最后,将运动目标的初始模板和多尺度分水岭分割得到的区域结合起来提取出具有精确边缘的视频对象。实验结果表明该算法能有效地分割和提取出视频序列中的视频对象。     

基于自适应标记提取和能量方程的分水岭算法

针对传统分水岭算法的过分割问题,提出一种基于自适应标记提取和能量方程的改进算法。根据图像中的边缘信息和图论方法,得到最短边缘路径,从而自适应地提取出区域标记,进行分水岭变换,用提出的能量方程实现区域合并。利用医学细菌图像对提出的算法进行验证,实验结果表明该算法能有效解决分水岭算法的过分割问题,得到很好的分割效果。     

一种改进的桥梁图像分水岭分割算法

针对传统分水岭分割方法存在的过分割问题,提出了一种改进的桥梁图像分水岭分割算法。该算法首先对桥梁裂缝图像进行高低帽形态学滤波,并运用多尺度梯度算子提取梯度图像,在分水岭变换之前使用自适应的标记提取方法对区域极小值进行标定,然后对初步分水岭分割的过分割区域使用改进fisher距离的区域合并算法进行合并,取散度作为停止度量。实验表明,该算法减少了分水岭算法的过分割现象,提高了桥梁图像分割的精确性,具有很好的鲁棒性和适应性。     

改进梯度和自适应标记提取的分水岭新算法

为了克服分水岭算法的过分割问题,提出了一种基于改进形态学梯度和自适应标记提取的分水岭新方法。用两组结构元素进行梯度计算;对重构后的梯度图像用Otsu算法提取标记;用h-minima变换修改标记图像,将各尺度下标记点的并集作为最终的标记图像;对修改的梯度图像进行分水岭变换。实验结果表明：与传统分水岭算法相比,该算法对于改善过分割现象有明显的效果,能够获得具有实际意义且更合理的分割区域。     

一种改进的医学图像分水岭分割算法

为了提高医学图像分割的准确性, 针对分水岭分割算法中的过分割问题, 提出了一种改进的医学图像分水岭分割算法。该算法首先在分水岭变换前进行预处理初步分割, 主要包括多尺度形态学滤波、多尺度梯度算子计算、自适应标记提取以及分水岭变换; 然后在初步分割变换后, 通过基于邻接图的区域灰度相似性与边界相似性相结合的合并准则, 对分割后的区域进一步合并。实验结果表明, 新算法有效地解决了分水岭算法的过分割问题, 具有较强的抗噪性能和边缘定位能力, 能够满足医学图像的分割要求。     

基于CT心脏图像的腔体区域分割新算法

在心脏图像处理中,为解决心脏四腔过分割问题,使用基于直方图的多阈值分割和标记分水岭分割相结合的新方法.由于CT心脏腔体区域灰度十分相似,组织相互连通,采取单一阈值分割无法得到目标区域,新算法使用多阈值分割,根据图像对应的直方图选择合适的阈值,并将分割结果作为基于标记的分水岭分割算法的输入图像,最终获得心脏的腔体区域,最后,通过重建得到左心房心室的三维结构图.而与其他分水岭改进方法相比,该算法以基于直方图的多阈值分割为前提,标记提取更为准确,目标组织边界清晰,能够获得更加理想的分割结果,有效降低了仅使用分水岭算法存在的过分割现象.     

活立木图像分割算法研究

为了更好地避免图像过分割的缺陷,提高机器识别的准确度,提出一种基于分水岭算法的活立木图像分割算法。通过分析分水岭算法在实际分割中存在缺陷的原因,使用前处理与后处理相结合的方法克服过分割的缺陷。使用形态学重建技术进行图像前处理;使用分水岭算法对图像进行分割,并且利用标记对象法对图像进行标记;利用目标对象的色彩信息进行区域合并以及去除多余水坝,最终得到分割图像。针对10幅活立木图像,通过与人工分割的方法进行比较,所提出的基于分水岭算法的活立木图像分割算法能够有效地提取活立木的目标区域,分割的正确率达到88.42%。     

一种基于小波和分水岭算法的图像分割方法

用分水岭方法进行图像分割时,容易造成图像的过度分割。为了克服这种缺点,提出了一种基于小波变换和分水岭算法的图像分割方法,该方法首先利用小波变换产生多分辨率图像,然后对最低分辨率图像进行应用标记的分水岭分割,得到初始的分割区域,最后利用区域标记和小波反变换,得到高分辨率图像的分水岭分割结果,从而较好地解决了分水岭变换方法中的过度分割问题。     

基于形态学多尺度修正的脑肿瘤分割

针对脑部核磁共振成像(MRI)图像中因噪声、肿瘤内部灰度不均匀、模糊及边界不连续等造成肿瘤难以准确分割的问题,提出了一种基于形态学多尺度修正的控制标记符分水岭分割方法。该方法在形态学梯度图像基础上,根据不同像素点所在特定邻域内的梯度值自适应确定结构元素的大小;然后,对图像进行形态学多尺度修正,保证修正过程中目标轮廓不发生较大偏移;最后,采用控制标记符的分水岭变换对图像进行分割。实验结果表明,该方法可对脑肿瘤进行较精确的分割。     

Four-Color Theorem and Level Set Methods for Watershed Segmentation

A marker-controlled and regularized watershed segmentation is proposed for cell segmentation. Only a few previous studies address the task of regularizing the obtained watershed lines from the traditional marker-controlled watershed segmentation. In the present formulation, the topographical distance function is applied in a level set formulation to perform the segmentation, and the regularization is easily accomplished by regularizing the level set functions. Based on the well-known Four-Color theorem, a mathematical model is developed for the proposed ideas. With this model, it is possible to segment any 2D image with arbitrary number of phases with as few as one or two level set functions. The algorithm has been tested on real 2D fluorescence microscopy images displaying rat cancer cells, and the algorithm has also been compared to a standard watershed segmentation as it is implemented in MATLAB. For a fixed set of markers and a set of challenging images, the comparison of these two methods shows that the present level set formulation performs better than a standard watershed segmentation. The authors wish to thank Steffen Gurke and Nickolay Bukhoresthliev for providing the majority of pictures in this work. Erlend Hodneland was supported by the Norwegian Cancer Society, project number A05103/004.     

基于分水岭算法的作物病害叶片图像分割方法

为了提高作物病害叶片图像分割的准确性,采用了一种改进的基于标记的分水岭图像分割算法。首先,通过对二值图像进行距离变换和分水岭分割来获取背景标记,并通过提取数学形态学重建后的梯度图像中的区域极小值得到初步的前景标记,接着对前景标记进行进一步过滤,消除部分伪前景标记;然后,通过强制极小值方法将背景标记和前景标记叠加在梯度图像上;最后,对修改后的梯度图像进行分水岭变换。采用该方法对多幅黄瓜病害叶片进行图像分割,实验结果表明:该方法能够较好地将病斑部分分割出来,分割结果不受叶片纹理的干扰,平均分割正确率能够达到90%以上,具有一定的有效性和实用价值。     

基于top-hat变换与形状特征的蛋白点检测

针对凝胶图像中蛋白质点检测存在弱蛋白质点漏检和重叠蛋白质点难分离的问题,提出了一种基于top-hat变换与形状特征的弱重叠蛋白质点检测算法。采用top-hat变换算法增强弱蛋白质点区域;采用标记控制分水岭法进行粗检测,提取蛋白质点的初始轮廓;根据蛋白质形状特征,自适应设定阈值提取蛋白质点形状标记,并利用提取的标记计算形状距离图;采用基于形状距离的分水岭方法,分离重叠蛋白质点。通过不同类型真实凝胶图像的蛋白质点检测实验,结果表明,该算法具有较高的检测精度和重叠蛋白质点分离率,而且对质量不好的凝胶图像也有较好的检测效果。     

基于改进分水岭的棉花图像分割方法

针对棉花图像中存在阳光直射和阴影遮挡等因素而导致图像分割精度低、效果差的问题,提出一种改进分水岭的图像分割算法。该方法对原始图像进行各向异性扩散去噪预处理;利用鲁棒中值估计对形态学多尺度梯度图像进行硬阈值法梯度修正;对修正后的图像采用分水岭算法进行分割,对过分割的区域采用基于L*a*b*彩色空间的颜色相似度方案进行区域合并,从而将棉花提取出来。实验结果表明,提出的算法对阳光直射及阴影遮挡等干扰条件下的棉花图像分割能取得较好的效果。     

改进分水岭医学图像分割方法的研究

针对分水岭分割算法极易出现过分割现象这一弊端,对传统分水岭算法进行了改进,提出了一种新的基于阈值标记法的分水岭医学图像分割方法。其中采用最大熵阈值法来提取图像内部标记,对内部标记进行分水岭变换得外部标记。用内、外标记修正原始梯度图并作分水岭变换,所得的图为最终的分割图。实验发现,该方法对于抑制过分割是有效的。     

Object density-based image segmentation and its applications in biomedical image analysis

In many applications of medical image analysis, the density of an object is the most important feature for isolating an area of interest (image segmentation). In this research, an object density-based image segmentation methodology is developed, which incorporates intensity-based, edge-based and texture-based segmentation techniques. The proposed method consists of three main stages: preprocessing, object segmentation and final segmentation. Image enhancement, noise reduction and layer-of-interest extraction are several subtasks of preprocessing. Object segmentation utilizes a marker-controlled watershed technique to identify each object of interest (OI) from the background. A marker estimation method is proposed to minimize over-segmentation resulting from the watershed algorithm. Object segmentation provides an accurate density estimation of OI which is used to guide the subsequent segmentation steps. The final stage converts the distribution of OI into textural energy by using fractal dimension analysis. An energy-driven active contour procedure is designed to delineate the area with desired object density. Experimental results show that the proposed method is 98% accurate in segmenting synthetic images. Segmentation of microscopic images and ultrasound images shows the potential utility of the proposed method in different applications of medical image processing.     

面向RGBD图像的标记分水岭分割

目的 针对分水岭分割算法中存在的过分割现象及现有基于RGB图像分割方法的局限,提出了一种基于RGB图像和深度图像(RGBD)的标记分水岭分割算法。方法 本文使用物体表面几何信息来辅助进行图像分割,定义了一种深度梯度算子和一种法向量梯度算子来衡量物体表面几何信息的变化。通过生成深度梯度图像和法向量梯度图像,与彩色梯度图像进行融合,实现标记图像的提取。在此基础上,使用极小值标定技术对彩色梯度图像进行修正,然后使用分水岭算法进行图像分割。结果 在纽约大学提供的NYU2数据集上进行实验,本文算法有效抑制了过分割现象,将分割区域从上千个降至数十个,且获得了与人工标定的分割结果更接近的分割效果,分割的准确率也比只使用彩色图像进行分割提高了10%以上。结论 本文算法普遍适用于RGBD图像的分割问题,该算法加入了物体表面几何信息的使用,提高了分割的准确率,且对颜色纹理相似的区域获得了较好的分割结果。     

分水岭优化的Snake模型肝脏图像分割

Snake算法是主动轮廓模型的经典算法,是近年来图像分割和视频领域研究的热点。针对Snake模型中存在的初始轮廓敏感和能量函数中曲率约束不足等问题,提出将分水岭变换和主动轮廓模型相结合的主动轮廓分割算法。首先通过引入标记函数和强制最小值技术解决传统分水岭变换可能导致的过分割问题,然后利用改进的强制标记分水岭算法优化Snake模型的初始轮廓曲线,最后通过在Snake模型中增加一项与曲线形状相关的外部力弥补能量约束函数中曲率约束的不足,从而实现更精确的图像分割。改进后的Snake模型应用于腹部MR图像中,对肝脏图像的识别和分割取得了良好效果。