基于边缘流的多尺度水平集砾岩图像分割

针对边缘流方法检测图像边界得到的边界不连续问题,提出了把边缘流作为水平集方程中的一个变量,并将多尺度思想引入该方程.该方法首先在大尺度图像下得到相应尺度的边缘流矢量,将其代入水平集方程,通过求解水平集方程,找出图像目标边界的大致轮廓,然后利用大尺度所得到的大致轮廓作为高一级尺度的水平集方程的初始轮廓,计算相应的边缘流矢量,代入水平集方程求解,逐步进行轮廓优化,最终实现图像分割.采用该方法提取图像目标边界,不仅解决了边缘流方法中边界不连续的问题,也使水平集方法中曲线演化速度太慢的问题得到大大的改善.该方法用于砾岩图像分割,取得了较好的效果.     

一种基于显著性活动轮廓模型的图像分割方法

为了有效地提取图像中物体的轮廓,结合视觉注意机制,提出一种改进的距离正则化水平集活动轮廓模型的分析方法。首先提取图像的初级特征,构成图像显著图;然后采用最大类间方差法获得显著区域的初始轮廓,以此作为活动轮廓模型中曲线演化的初始位置;最后利用距离正则化水平集演化,获得目标物体的边界,完成图像分割。这种结合视觉注意机制与改进的距离正则化水平集演化方法能够显著降低水平函数演化次数,提高图像分割效率。仿真结果表明,它能有效检测单个及多目标物体的边界,且定位准确。     

基于水平集改进的水下目标轮廓提取方法

为以更快的计算速度提取到更加精确的轮廓,提出一种基于水平集改进的水下目标轮廓提取方法.即利用水下目标检测结果确定目标演化子区域,缩小目标区域范围,同时在目标检测结果中,根据目标高亮区和阴影区的位置,确定各个目标演化子区域初始闭合曲线的中心坐标,通过Vese-Chan分段常量四相水平集方法的演化函数进行目标高亮区和阴影区的轮廓提取.对不同原始声纳图像的实验比较分析表明,提出的水下目标轮廓提取方法具有较高的适应性和较快的计算速度,能精确地提取到目标高亮区和阴影区的轮廓.     

一种快速红外人体轮廓跟踪算法

为实现红外图像序列中人体轮廓的精确跟踪,提出了一种基于快速水平集的新算法.首先,在目标区域及其邻近背景区域带上,而不是在整个图像平面上,采用模式分类中的最近邻决策思想来构建快速水平集算法的速度函数;然后,采用基于动态邻近区域的快速水平集来演化目标边界曲线以实现目标的轮廓跟踪.实验结果表明,该算法能适应目标尺度的变化、目标的分裂或合并,并获得人体的精确轮廓.     

用于图像分割的边界保持局部拟合模型

针对局部二值拟合变分水平集模型(LBF模型)的分割质量很大程度上取决于核带宽的选取,容易造成冗余轮廓、边界模糊等问题,提出一种基于边界保持局部拟合的变分水平集模型.该模型引入图像相依的测地时间定义核函数,结合空间距离和图像梯度,自适应地选取邻域采样点;同时,采用基于多波段的图像梯度,并相应地调整图像点的相异性测度,将模型的应用范围扩展至彩色及多光谱图像.实验结果表明：该模型能选取较大核带宽并有效保留潜在的边界信息,从而避免了核带宽的选取问题,较好地应用于灰度异质图像的精确分割;而且,该模型对彩色及多光谱图像的分割也同样有效.     

基于Bregman散度和RSF模型的水平集图像分割方法

在自然图像中经常会出现亮度不均匀的现象,虽然基于局部信息的水平集方法在不均匀图像的分割方面取得了较好的效果,但是该类方法在主动轮廓的能量上存在局部最小值和计算复杂度高等问题.针对这些问题,本文提出了基于Bregman散度分布和区域可伸缩拟合能量模型(Region-Scalable Fitting,RSF)相结合的水平集图像分割方法.本方法利用包含特征点信息(Bregman散度)的全局信息项加快远离目标边界曲线的演化速度,提高算法对初始位置的鲁棒性;利用RSF模型的局部信息项提高对亮度不均匀图像的分割能力,吸引轮廓曲线向物体边界收敛,并停止在目标对象的边界处.通过对合成图像、医学图像和其它真实图像的对比实验,可以看出本文模型与现有模型(LCV、RSF和LGIF)相比,对亮度不均匀图像具有更强的处理能力和更高的处理效率,且对噪声具有更强的鲁棒性.     

改进的距离正则化水平集演化方法

为了有效地对数字图像中的目标物体进行分割,提出了一种结合人类视觉注意机制的距离正则化水平集演化的图像分割方法,首先,利用数据融合获得视觉注意机制的显著图,进而获得曲线演化的初始轮廓,解决了演化曲线对初始位置敏感及不能自适应地决定向内还是向外运动的问题;然后,利用自定义的图像边缘指示函数,通过优化函数的演化速度参数及噪声敏感度控制参数,加快了曲线演化速度;最后,利用距离正则化水平集演化至目标物体的边界,完成图像分割,仿真结果表明:该方法能够有效地检测单个及多个目标物体的边界,提高了边界定位精度,抗噪能力较强.     

融合区域和边界信息的水平集SAR图像分割方法

提出了一种基于区域和边界信息的水平集SAR图像分割方法。该方法根据SAR图像的区域统计特征和边界梯度信息,建立SAR图像分割能量泛函模型;通过最小化能量泛函得到曲线演化偏微分方程;采用水平集方法求解演化方程,实现了SAR图像的分割。分别采用模拟和真实SAR图像对该方法进行了仿真。实验结果表明,该方法能充分利用SAR图像特征,不需要去除相干斑噪声的预处理过程,实现了对图像中目标与背景的正确分割。     

多水平集和差分相乘的运动目标轮廓模型的研究

针对现有目标轮廓提取方法存在收敛速度慢、效率较低以及对初始位置和噪声都很敏感等问题,提出了一种差分相乘与参数多水平集主成分Chan-Vese模型相结合的新模型.该方法首先利用4帧相邻图像进行差分相乘,抑制绝大部分的背景边缘,再进行滤波预处理,最后通过多水平集与Chan-Vese模型结合的改进模型提取运动目标轮廓.对大量视频图像进行实验分析后的结果表明,在具有多个目标的视频图像下,该方法能更加快速准确地提取出每个完整的运动目标轮廓,较好地解决了现有方法在多个运动目标轮廓提取以及轮廓凹陷上的缺陷.     

基于子波域自适应融合HMTseg算法的遥感图像分割

提出了一种具有自适应融合机制的HMTseg算法,用于遥感图像的分割.该算法充分利用图像子波系数尺度间的统计相关性,通过赋予各个尺度不同的背景权值,兼顾了粗尺度分割的区域一致性和细尺度分割的边界定位准确性,保持了图像各个同质区域的主体轮廓,增强了辨别图像小目标的性能.航拍图像和合成孔径雷达图像的分割结果表明,该算法可以在分割的区域一致性和边界准确性之间做到较好的折中,提高遥感图像分割的性能.     

基于先验形状信息和水平集方法的车辆检测

针对交通视频检测应用,提出一种基于先验形状信息和主动轮廓模型的运动车辆检测方法.算法首先利用颜色信息和边缘信息检测并去除车辆阴影,提取车辆的初始轮廓;为了改善车辆轮廓的提取精度,在进一步的车辆分割中引入车辆形状的先验知识,用水平集符号距离图像的隐含表示建立车辆的先验形状模型,并以先验的车辆形状模型作为约束构造出主动轮廓能量函数;将第一步获得的车辆轮廓作为车辆分割演化曲线的初始轮廓,采用变分法求解能量函数的极小值,利用形状配准和水平集方法演化车辆的分割曲线,得到准确的运动车辆轮廓.将该方法应用于实际采集的交通视频,获得了很好的测试结果.     

Contour tracking using weighted structure tensor based variational level set

A novel contour tracking method using weighted structure tensor based variational level set is proposed in this paper.The image is first converted to weighted structure tensor field by extracting apositive definite symmetric covariance matrix for each pixel.Then,a level set method is employed to represent object contour implicitly which separates the image domain into two areas each modeled by tensor field based Gaussian mixture model separately.By solving agradient flow equation of energy functional with respect to the level set,the object contour will converge to its real profile in the newly arrived frame.Experimental results on several video sequences demonstrate the better performance of our method than the other two contour tracking algorithms.     

自适应分割弱边缘的活动轮廓模型

改进LI的保持距离水平集方法,提出自适应分割弱边缘的活动轮廓模型,并证明自适应力的双向性。模型中自适应力的系数加入图像的灰度均值,根据演化曲线的位置自适应的收缩或扩张。结果表明,该方法克服了原LI模型初始轮廓必须完全包围或含在目标物体内的问题,可以任意设置初始轮廓大小及位置,能够分割多目标图像,具有较强的抗噪性。     

Newton chaos iteration method and its application to mechanism kinematics synthesis

A great deal of questions in natural science andengineering can be transformed into solution questionsof non-linear equations.How to find all solutions ofnon-linear equations fleetly and effectively is the ques-tion mathematics workers and project experts…     

基于梯度的波纹图像质量评价

基于图像盲迭代复原,提出基于梯度的波纹评价方式、边缘轮廓变化评价波纹、平均边缘宽度评价波纹3种评价波纹的方法,得到一种新的基于梯度的波纹评价方式.此方法通过一个中心对称高斯加权窗在图像上逐点计算以该点为中心的邻域图像块的梯度相关信息;计算得到各点对应图像块的梯度信息并映射得到一幅图像来描述降质图像的降质信息,采用这幅降质信息图像的平均值作为整体图像质量的评价测度.对这3种图像质量评价方式进行实验发现,基于梯度评价方法可以很好地确定盲迭代的次数,从而得到相对质量较高的复原图像.     

基于水平集和凹点区域检测的粘连细胞分割方法

为解决具有灰度不均匀、低对比度以及边缘模糊等缺陷的粘连细胞分割问题,提出结合水平集方法的轮廓提取和凹点区域检测的细胞分割方法.利用水平集方法可很好地解决曲线演化过程中的拓扑变化问题,结合细胞图像的区域信息和边缘信息,能有效提取细胞的边缘轮廓.该方法可最大限度地保留细胞边缘轮廓的几何特征.根据多边形的凹凸性,循环迭代检测粘连细胞轮廓上的凹点区域,确定细胞的粘连位置,最后确定粘连位置的分割连接线.对几十幅不同粘连细胞图像的分割实验结果表明,该方法易于实现,鲁棒性强,效果明显,细胞分割的平均准确率达到83.01%,优于分水岭及聚类分割方法.     

一种基于阈值初始化的变分水平集牙菌斑图像分割方法

将变分水平集和图像阀值化两种图像分割方法相结合,在分析灰度图像直方图分布的基础上提出利用图像阈值设定C-V模型的初始化轮廓的新方法,改变了原有C-V模型的初始轮廓线设置中存在的不足.新方法应用于牙菌斑图像分割中能够较好的识别牙齿图像边缘信息,为下一步对牙菌斑进行量化分析提供了良好的数据基础.