退火EM算法在非监督图像分割中的应用

图像分割是数字图像处理的一项重要内容.本文将基于高斯混合模型的退火EM算法应用于非监督图像分割.由于退火EM算法具有自动探测数据中类别数的功能,通过使用退火EM算法则能够在图像中自动确定其对象的个数,并得到较好的分割结果.实验表明,应用退火EM算法进行图像分割是可行、有效的.     

融合改进FT显著性与Grabcut的图像目标分割算法

针对目前复杂度较大的图像中目标分割速度较慢、显著性边界分割不明确等问题,提出了一种融合改进的FT（Frequency-tuned）显著性检测与Grabcut的图像分割算法。该算法首先通过改进基于频率调谐的FT显著性检测方法得到图像中显著性较高的区域,并利用SLIC（Simple Linear Iterative Clustering）算法对显著图进行预处理得到超像素图,能够有效改善边界的分割效果,然后通过以图论GraphCut算法为基础改进的Grabcut算法建立高斯混合模型。为了提高算法效率,通过聚类以超像素代替原像素,并反复迭代高斯混合模型（Gaussian Mixed Model,GMM）参数,最后利用最大流最小割算法得到最优目标分割结果。实验结果表明所提算法能够更准确更高效率地分割图像中的显著性目标,对高分辨率图像也有很好的适用效果,相比于其他算法在分割精度上提高10%左右,并具有较高的分割效率。     

改进U-Net网络的接地网图像超像素分割北大核心CSCD

研究基于改进U-Net网络的接地网图像超像素分割方法,提升红外图像超像素分割效果。通过主成分分析法降维处理接地网腐蚀红外图像;利用Turbopixel超像素分割法分割降维后的红外图像,获取数个超像素区域;在全卷积U-Net网络内添加可变形卷积与重构上采样卷积,并利用反向传播算法,优化网络参数,建立改进的全卷积U-Net网络结构;在改进的全卷积U-Net网络内分割获取的数个超像素区域,输出红外图像超像素自动分割结果。实验证明:该方法可有效降维处理接地网腐蚀红外图像,实现红外图像超像素分割,分割后的红外图像边界清晰;在不同分辨率时,该方法的Dice相似性系数较高、Hausdorff距离较低,具备较高的红外图像超像素分割精度。     

基于高斯混合模型的纹理图像的分割

文章提出了使用高斯混合模型对纹理图像分割的方法。该模型考虑到图像纹理的特点，使用二状态的高斯混合分布来对图像各纹理类像素的分布进行拟和。首先对待分割的各类像素寻找与之匹配的最佳模型参数，然后再进行分割。最后，对分割结果进行多尺度综合，得到了各尺度的分割结果。实验表明该算法不仅能够较精确地定位各纹理区域，而且还有运算速度快的优点。     

结合Voronoi划分HMRF模型的模糊ISODATA图像分割

为了解决传统模糊聚类图像分割方法对噪声敏感及无法自动准确确定聚类数的问题,提出结合Voronoi划分HMRF模型的模糊ISODATA图像分割方法。利用Voronoi划分将图像域划分为若干子区域,以划分子区域为基本单元定义基于隐马尔科夫随机场(HMRF)模型的模糊聚类目标函数,以解决噪声敏感问题;通过迭代自组织数据分析技术算法(ISODATA)中聚类分裂、合并技术改变聚类数,以实现聚类数的自动确定。对模拟、合成图像和真实图像分割结果的定性和定量分析表明:提出算法不仅可以有效克服噪声和像素异常值对分割结果的影响,而且还能自动准确确定聚类数,实现高精度的自动变类图像分割。      

基于自适应区域限制FCM的图像分割方法

提出一种基于自适应区域限制FCM（Fuzzy C-Means）的彩色图像分割方法,结合隐马尔科夫模型,把超像素具有区域一致性作为先验知识自适应融入到聚类过程中,以提升聚类性能.算法首先生成图像的超像素,计算像素对该超像素的贡献度,以此计算该超像素的区域隶属度函数;然后根据像素所属超像素是否具有主标签,选择像素级隶属度函数或区域级隶属度函数计算该像素的点对先验概率,以加强分割结果的区域一致性;其中,使用区域隶属度函数将引导聚类优化的方向,因此在迭代过程中去除未被使用的标签;最后迭代终止获得图像的分割结果.实验结果表明,相对于比较算法,本文算法的分割性能有显著提升.     

基于超像素多特征融合的快速图像分割算法

为了提高高分辨率图像分割效率,解决复杂图案中待分割目标边缘附近前景与背景区分度小而造成的分割目标不完整问题,本文通过引入超像素HOG特征,提出了一种基于超像素多特征融合（superpixel multi-feature fusion,SMFF）的快速图像分割算法.首先采用目前最有效的超像素算法对待分割图像进行超像素预分割,然后提取基于超像素的HOG特征、Lab颜色特征和空间位置特征,设计基于超像素的多特征度量算法,最终采用图割理论实现了基于超像素多特征融合的快速图像分割.实验结果验证了本文算法的有效性,其算法性能接近于目前最经典图像分割算法,且本文算法的时间性能要明显优于其它对比算法.     

基于FGM-MRF模型的图像分割

利用Ward聚类将图像进行初始分割,其结果作为基于空间邻域信息马尔可夫随机场(MRF)模型对图像再次分割的初值,图像分割的先验概率采用Ising模型,通过有限高斯混合模型(FGM)描述图像像素灰度的条件概率分布,利用期望-最大(EM)算法估计条件概率分布模型参数,用迭代条件模式(ICM)局部优化方法,获得最大后验概率(MAP)准则下的图像分割结果.通过与其他相关算法分割结果相比较,这种算法能够明显改善分割效果.     

超像素优化Snake模型的乳腺X线图像胸肌分割

提出基于超像素优化Snake模型的乳腺X线图 像胸肌 分割方法。首先采用融合灰度和纹理特征的超像素分割算法将图像分割为多个具有准确边界 、同质的 超像素区域;再根据胸肌的解剖学特征和灰度特征将超像素分类,识别胸肌区域,完成胸肌 的粗分割; 最后使用超像素分类结果优化Snake模型初始轮廓,通过Snake模型演化实现胸肌的细分割 。实验结果表明,本文方法对不同大小、形状和亮 度的胸肌 能够准确地逼近到目标边界,并具有较强的抗噪性和鲁棒性;与其他胸肌分割算法相比,本 文算法准确性较高,稳定性较好。     

自适应类别的层次高斯混合模型遥感影像分割

为了实现自动确定类别数的高精度遥感影像分割,提出一种自适应类别的层次高斯混合模型（Hierarchical Gaussian Mixture Model,HGMM）遥感影像分割算法.提出算法采用多个高斯混合模型加权和定义HGMM,用于建模具有非对称,重尾和多峰等复杂特性的影像统计模型.采用期望最大化算法（Expectation Maximization,EM）求解模型参数.为了实现自动确定类别数,采用贝叶斯信息准则（Bayesian Information Criterion,BIC）求解最优类别数,其中惩罚项采用加权像素数定义.为了验证提出算法可行性和有效性,对模拟和全色遥感影像进行分割实验,并对分割结果进行定性和定量分析.结果表明HGMM具有准确建模复杂统计分布的能力,提出算法具有高精度和高效率,同时可自动确定最优类别数.     

High-dimensional features of adaptive superpixels for visually degraded images

This study presents a novel and highly efficient superpixel algorithm, namely, depth-fused adaptive superpixel (DFASP), which can generate accurate superpixels in a degraded image. In many applications, particularly in actual scenes, vision degradation, such as motion blur, overexposure, and underexposure, often occurs. Well-known color-based superpixel algorithms are incapable of producing accurate superpixels in degraded images because of the ambiguity of color information caused by vision degradation. To eliminate this ambiguity, we use depth and color information to generate superpixels. We map the depth and color information to a high-dimensional feature space. Then, we develop a fast multilevel clustering algorithm to produce superpixels. Furthermore, we design an adaptive mechanism to adjust the color and depth information automatically during pixel clustering. Experimental results demonstrate that regardless of boundary recall, under segmentation error, run time, or achievable segmentation accuracy, DFASP is better than state-of-the-art superpixel methods.     

一种新的图像超像素分割方法

针对现有超像素分割方法无法自动确定合适的超像素数目,以及难以有效贴合图像目标边界等问题,该文提出一种新的利用局部信息进行多层级简单线性迭代聚类的图像超像素分割方法。首先,运用基于局部信息的简单线性迭代聚类(LI-SLIC)对原始图像进行超像素初分割,然后,根据超像素的色彩标准差对其进行自适应多层级迭代分割,直至每个超像素块的色彩标准差小于预设阈值,最后,利用相邻超像素间的色彩差异对过分割的超像素进行合并。为验证方法的有效性,该文采用Berkeley, Pascal VOC和3Dircadb公共数据库作为实验数据集,并与其他多种超像素分割方法进行了比较。实验结果表明,该文提出的超像素分割方法能更精确贴合图像目标边界,有效抑制图像过分割和欠分割。     

融合层次聚类的高分辨率遥感影像超像素分割方法

为解决遥感影像分割尺度自动选取难的问题,提出了融合层次聚类的高分辨率遥感影像超像素分割方法。首先采用自适应形态重建的分水岭分割算法将影像分割成多个超像素;然后提取各超像素的灰度特征向量;最后利用层次聚类方法进行超像素合并,实现高分辨率遥感影像的精确分割。实验选用4组景遥感影像;采用定性和定量相结合的方法评价实验结果。实验结果表明,该方法有效提高了遥感影像分割精度,并取得了较好的分割视觉效果。     

融合颜色特征和对比度特征的图像显著性检测

图像显著性检测能够获取一幅图像的视觉显著性区域,是计算机视觉的研究热点之一。提出一种结合颜色特征和对比度特征的图像显著性检测方法。首先构造图像在HSV空间的颜色函数以获取图像颜色特征;然后使用SLIC超像素分割算法对图像进行预处理,基于超像素块的对比度特征计算图像显著性;最后将融合颜色特征和对比度特征的显著图经过导向滤波优化形成最终的显著图。使用本文算法在公开数据集MSRA-1000上进行图像显著性检测,并与其他6种算法进行比较。实验结果表明本文算法结合了图像像素点和像素块的信息,检测的图像显著性区域轮廓更加完整,优于其他方法。     

SCTMS: Superpixel based color topographic map segmentation method

Different from natural image, topographic map is a complex manually generated image which has amount of interlaced lines and area features. Because of the frequent intersection and the overlap between geographic elements, the misalignment in scanner and other disturbances like inappropriate preserving, false color, mixed color and color aliasing problems occur in the raster color maps. These problems could cause serious challenges in segmentation process. In this work, we present a color topographic map segmentation method based on superpixel to overcome these problems. Firstly, the finest partition is obtained based on double color-opponent boundary detection method and watershed approach. Then, a strict region merging method is introduced to prevent mis-merging while superpixels generated. This merging method could make the superpixel partition accurately adherent the boundary between different geographic elements. Finally, luminosity, color and texture information are combinative applied to classify the superpixel into different layers based on support vector machine. The experimental results show that the proposed method outperforms other state-of-art topographic map segmentation approaches.     

基于深度特征提取和图神经网络匹配的图像复制粘贴篡改检测

针对图像中特征提取不均匀、单尺度超像素划分对伪造定位结果影响较大的问题,提出一种基于深度特征提取和图神经网络(graph neural network,GNN) 匹配的图像复制粘贴篡改检测(cope-move forgery detection,CMFD) 算法。首先将图像进行多尺度超像素分割并提取深度特征,为保证特征点数目充足,以超像素为单位计算特征点分布的均匀度,自适应降低特征提取阈值;随后引入新的基于注意力机制的GNN特征匹配器,进行超像素间的迭代匹配,且用随机采样一致性(random sample consensus,RANSAC) 算法消除误匹配;最后将多尺度匹配结果进行融合,精确定位篡改区域。实验表明,所提算法具有良好的性能,也证明了GNN在图像篡改检测领域的可用性。     

基于红外CCD的掺钆液体闪烁体液位测量方法

图像分割在医学超声图像的定量、定性分析中均扮演着十分重要的作用, 并直接影响到后续的分析、处理工作。针对医学超声图像对比度低和噪声强的特点, 提出了一种将超像素和模糊聚类技术相结合的图像分割方法。该方法利用简单线性迭代聚类算法产生多个超像素子区域, 通过比较各个子区域间特征向量的相似性, 利用模糊C均值(FCM)聚类技术对这些过分割区域进行合并, 实现超声图像目标区域的有效分割。和传统的基于单像素的FCM聚类算法相比, 该方法具有较强的鲁棒性, 有效提高了目标区域的分割精度和分割效率, 取得了较好的分割效果。