基于邻域灰度差值的二维Otsu分割方法研究*

针对传统二维灰度直方图的阈值分割方法中区域划分像素易丢失、运算速度慢等不足,通过深入分析图像中邻域灰度偏离的情况,并充分考虑像素的空间灰度信息,提出一种利用像素邻域灰度差值的新方法构建二维直方图;基于二维类间方差法实现了图像二维Otsu分割方法,并给出了相应算法的实现步骤。以生物图像中的鱼体分割为实例对方法进行了实验验证,结果表明算法分割效果良好,运算速度提高较明显。     

一种改进的二维Otsu阈值分割算法

Otsu算法,也被称之为最大类间方差算法,是实现阈值分割的经典算法之一。二维Otsu算法是一维Otsu算法的推广,它充分考虑了图像的灰度信息和空间邻域信息,可以有效滤除噪声影响,但是同样存在着运算量大、时效性差的问题。对此提出了一种改进的二维Otsu快速阈值分割算法,先将二维Otsu算法分解为两个一维Otsu算法,并集成类间和类内方差信息构造了一种新的阈值判别函数,同时通过降维,进一步降低计算量。实验结果表明,该算法在时间效率与分割效果两方面明显优于传统的二维Otsu算法与快速二维Otsu算法。     

基于遗传算法的图像阈值选取

阈值分割是图像分割中的一种常用的方法,传统的OTSU阈值化方法对信噪比较低的图像分割效果不理想,而二维最大类间方差法充分利用像素与领域的空间相关信息,能够产生较为满意的分割结果,但运算量大大增加,文中采用遗传算法,通过编码、选择、交叉、变异等操作对二维最大类间方差法进行了优化,试验结果表明,遗传算法可以大大提高运算速度,对算法的优化效果十分明显。     

关于图像分割算法的优化仿真研究

Otsu图像分割法是常用的图像阈值分割方法,其最佳阈值选取直接影响到图像分割的质量.传统的最佳阈值的寻找采用穷尽式搜索方法,计算复杂度大,耗时较多,分割的精度低,易产生图像误分割.为了提高图像分割准确性,提出一种遗传算法与Otsu相结合的图像分割方法.新方法将图像分割问题看作为一个全局数值优化问题,将图像灰度信息转换成遗传算法的种群,每个个体代表一个可行的阈值向量,以灰度图像的灰度最大类间方差作为适应度值,通过选择、交叉和变异等遗传操作获得图像最佳分割阈值,以获得的最佳阈值对图像进行分割.用实例对新方法进行验证实验,结果表明,相对于传统Ostu图像分割算法,改进的Otsu分割方法提高了图像分割准确性,运算量减少,加快了分割速度,非常适应于图像实时处理.     

一种改进粒子群优化算法的Otsu图像阈值分割方法

阈值法分割图像时只利用图像的灰度信息,具有直观、实现简单的特点。针对传统的粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)分割图像易陷入局部最优的缺点,提出一种基于改进粒子群优化算法的Otsu图像阈值分割方法。以Otsu算法的类间方差作为适应度函数,在每次迭代中选取适应度较好的粒子同时加入新的粒子,以提高粒子多样性。实验表明,与Otsu算法和PSO算法相比,改进的粒子群优化算法不仅加快了收敛速度和运算速度,而且提高了图像分割的准确率。     

Otsu方法在多阈值图像分割中的应用

图像分割是数字图像处理中的一个重要问题.该方法改进了传统的最大类间方差法(Otsu法),使其可以应用于图像的多阈值分割.提出以双峰法引导来提高Otsu法多阈值分割图像的运算速度和稳定性.对样本图像的分割结果显示,此算法在分割速度和效果上都取得了较好的结果.     

基于改进最大类间方差法的手势分割方法研究

针对手势图像中由于噪声和成像干扰造成的手势模糊和边界不清晰的问题,提出了一种基于改进最大类间方差法的手势分割方法.首先建立手势图像的二维灰度直方图,在二维灰度直方图上确定噪声点位置,在原图的相应区域滤除噪声.然后重建二维灰度直方图将内点区的点集投影到45度线,得到投影灰度直方图.接下来在灰度投影直方图上采用全局Otsu确定局部Otsu的左边界,用高斯函数拟合得到局部Otsu右边界,最后采用局部Otsu分割手势.该方法可以有效地对手势图像进行精确分割,实验结果验证了本文算法的有效性.     

融合非局部空间灰度信息的三维Otsu法

为了提高最大类间方差阈值分割法(Otsu)对于图像噪声的鲁棒性,提出融合非局部空间灰度信息的三维Otsu法。该方法利用图像像素的灰度信息、邻域中值灰度信息和非局部空间灰度信息进行直方图统计,构建新颖的三维直方图,采用最大类间方差作为阈值选取准则。实验结果表明新方法对于噪声的鲁棒性要优于原始三维Otsu法,能够获得更加令人满意的分割结果。     

基于侧抑制网络的二维Otsu阈值分割算法

传统二维Otsu阈值分割算法未考虑人类视觉特性,分割结果不符合人眼视觉感受。为此,提出一种二维Otsu算法与侧抑制网络相结合的分割算法。该算法从基于人类视觉系统的侧抑制网络出发,利用侧抑制网络增强中心,抑制周围的特性,通过侧抑制网络处理原始图像,得到侧抑制图像,构建基于像素的灰度信息和侧抑制信息的二维直方图,并采用类间最大方差作为最佳阈值的选取准则。实验结果表明,与传统的Otsu算法和二维Otsu算法等相比,该算法具有较好的对比度、光照强度适应性和间断拟合能力,并能提高对图像噪声的鲁棒性,获得更理想的分割结果。     

基于三维阈值和PPPSO的图像分割方法

提出一种基于三维阈值和捕食-被捕食粒子群（PPPSO）的图像分割方法。该方法在保留传统二维最大类间方差（Otsu）分割算法优点的基础上,充分利用图像自身模糊信息-模糊中值,该特征维与像素灰度值、邻域均值组成一个三维矢量集;另外,通过采用捕食-被捕食的粒子群优化方法搜索最佳分割阈值,大大缩短了搜索时间,且能快速收敛到全局最优。实验结果表明,该方法具有较好的抗噪性和实时性。     

基于遗传算法的二维Otsu算法改进

为改善传统二维0tsu阈值分割算法处理图像时计算复杂度高、实时性差等缺点,将遗传算法应用到二维Otsu灰度图像阈值寻优中,并提出一种改进的自适应遗传算法。实验证明,新的算法对灰度图像有较好的分割效果,与传统算法相比,分割图像清晰,实时性也得到了明显的改进。     

A Fast 2-D Otsu lung tissue image segmentation algorithm based on improved PSO

In order to reduce the time of lung tissue image segmentation, we proposed a fast 2-D Otsu lung tissue image segmentation algorithm based on improved PSO. Firstly, in the 2-D Otsu algorithm, the search scope of 2-D gray threshold is limited in a long and narrow region, which is the neighbourhood of the diagonal from the third region to the first region of the 2-D gray histogram, and the search scope and the computation are reduced, operation speed is improved. Secondly, In the PSO algorithm, the position of the particles is adjusted during iterating based on the principle of symmetric disposition, so as to avoid PSO falling into local optimal solution and improves the accuracy of threshold searching. Finally, a lung CT image with 1280×960 resolutions is segmented by our algorithm and other traditional algorithms, and a comparison is given. The segmentation threshold of our method is 85, the difference is less than 5 comparing with that of other traditional algorithms, and it shows that our method has almost the same searching precision as the traditional algorithms. The time cost is only 162ms, which is far less than the traditional algorithms, and it shows that our method improve the segmentation speed. It can be concluded that our method can not only satisfy the requirement of segmentation precision, but also meet the requirement of operation speed.     

结合灰度均衡和改进遗传算法的图像阈值分割

图像分割是图像处理、模式识别、计算机视觉等领域的重要技术。为实现高质量的数字图像分割,提出了一种结合图像灰度均衡和改进遗传算法的数字图像阈值分割方法。创新点在于一方面采用结合了最大类间方差法的改进遗传算法,并对遗传算法性能加以改进;另一方面,对图像进行了灰度均衡的图像前处理,使得算法具有更广泛的适应性。实验显示,方法克服了常见的图像阈值分割方法在处理灰度图像时出现的图像细节难以保留的问题,能够稳定地获得图像的最优阈值,实现保留图像细节的分割效果。     

基于自定义灰度空间分布密度矩阵的Otsu改进算法

Otsu自适应阈值法作为图像阈值分割的经典算法,在图像处理与模式识别领域有着广泛应用.将图像中灰度级的空间分布特性应用到图像分割中,自定义适当的灰度空间分布密度矩阵结合先验知识,提出Otsu改进算法.实验证明在图像中目标与背景的灰度差异不是特别大的情况下,该算法的分割效果优于经典的Otsu算法以及其它分割算法.     

改进的2维Otsu法及混沌粒子群递推的阈值分割

鉴于现常用的灰度级-平均灰度级2维直方图区域划分将部分目标和背景点错分成边缘和噪声点这一不足,为此提出了一种基于灰度级-梯度2维直方图的Otsu阈值选取新方法,利用混沌粒子群优化算法来寻找分割阈值,并提出在迭代过程中,采用递推方法来大大减少适应度函数的重复计算。实验结果表明,与最近提出的基于灰度级-平均灰度级2维直方图Otsu法及粒子群的快速图像分割方法相比,该新方法由于尽可能地考虑了所有目标点和背景点,从而使分割后的图像区域内部均匀、边界形状准确、特征细节清晰,同时运行时间几乎不到现有算法的1/3,而且粒子群处理的收敛精度得到了进一步提高。     

改进的三维Otsu图像分割快速算法

针对三维Otsu图像分割算法运算量大和图像细节分割不够准确的问题,提出一种改进的三维Otsu图像分割算法。该算法基于灰度-邻域平均灰度-梯度的新的三维特征模型,构建三维直方图;将三维Otsu分解为三个一维Otsu;在同时考虑类间距离和类内距离的基础上,提出一种新的最大散度差准则。实验结果表明,该算法不仅可以取得较好的分割效果,而且计算量较小,比三维Otsu阈值分割递推算法快900倍左右。     

改进的快速Otsu自适应分割算法及其应用*

对Otsu算法因灰度直方图峰值不明显导致分割效果差提出了改进,根据分割目标背景信息的先验值对类内灰度值进行调整,通过迭代计算,使类间方差最大化,从而自动确定阈值,并应用于虹膜图像分割。实验结果表明,该算法对虹膜图像分割效果好,运算速度快,具有一定的鲁棒性和自适应性,可用于虹膜图像的实时分割。     

An image segmentation method using automatic threshold based on improved genetic selecting algorithm

In this paper, an image segmentation method using automatic threshold based on improved genetic selecting algorithm is presented. Optimal threshold for image segmentation is converted into an optimization problem in this new method. In order to achieve good effects for image segmentation, the optimal threshold is solved by using optimizing efficiency of improved genetic selecting algorithm that can achieve a global optimum. The genetic selecting algorithm is optimized by using simulated annealing temperature parameters to achieve appropriate selective pressures. Encoding, crossover, mutation operator and other parameters of genetic selecting algorithm are improved moderately in this method. It can overcome the shortcomings of the existing image segmentation methods, which only consider pixel gray value without considering spatial features and large computational complexity of these algorithms. Experiment results show that the new algorithm greatly reduces the optimization time, enhances the anti-noise performance of image segmentation, and improves the efficiency of image segmentation. Experimental results also show that the new algorithm can get better segmentation effect than that of Otsu’s method when the gray-level distribution of the background follows normal distribution approximately, and the target region is less than the background region. Therefore, the new method can facilitate subsequent processing for computer vision, and can be applied to realtime image segmentation.     

改进的红外图像2维Otsu分割算法

针对红外图像有别于一般灰度图像的特点,常用的灰度级平均灰度级2维直方图区域划分在红外图像分割中效果不佳,为此提出一种改进的灰度级梯度2维Otsu阈值选取方法,选取合适的梯度算子,利用改进的粒子群优化算法寻找分割阈值,在算法中加入有效判断早熟停滞的方法,一旦检索到早熟迹象,便随机改变最优解的任意1维分量值,使其跳出局部最大,实现全局寻优过程的快速收敛。仿真实验结果表明,该算法由于使用新的2维直方图,分割后的红外图像边界形状准确,特征细节清晰,运算速度也得到了有效提高。