结合位图切割和区域合并的彩色图像分割

就经典分水岭图像分割算法中存在的过分割问题，提出一种结合位图切割和区域合并的彩色图像分割算法。对原始彩色图像通过空域梯度算子求其梯度图像，并利用位图切割重建梯度图像；对新梯度图像进行分水岭预分割；对预分割图像基于异质性最小原则进行区域合并，并获得最终分割结果。相比于现有的同类方法，该算法引入位图切割，抑制噪声对分割结果的影响，在边缘模糊处分割准确，得到符合人类视觉的较小分割区域数目，同时在运行效率上提高。     

基于K均值聚类与区域合并的彩色图像分割算法

提出一种基于K均值聚类与区域合并的彩色图像分割算法。首先,对图像运用mean shift算法进行滤波,在对图像进行平滑的同时保持图像的边缘;然后,运用K均值算法对图像在颜色空间进行聚类,得到初始分割的结果;最后,给出了一种区域合并策略,对初始分割获得的区域进行合并,得到最终的分割结果。仿真结果表明,算法的分割结果和人的主观视觉感知具有良好的一致性。     

基于纹理约束和参数化运动模型的光流估计

提出了一种基于局部小平面运动的光流估计新方法。目的是获得精确致密的光流估计结果。与以往采用亮度一致性区域作为假设平面的算法不同，本算法利用序列图像的纹理信息，在纹理分割区域的基础上，进行运动估计。该算法首先通过微分法计算粗光流，可以得到参数化光流模型的初始估计，然后通过区域迭代算法，调整初始估计，从而得到精细的平面分割及其对应的参数化光流模型。基于纹理信息的部分拟合算法被用于算法的每一步当中，保证了纹理边缘位置的光流估计值的准确性。实验采用了标准图像序列，结果表明，可以得到更为精细的光流估计结果，特别是对于那些有着丰富纹理信息的室外环境的图像序列，而且在运动边界处的结果改善尤为明显。     

融合聚类和分级区域合并的彩色图像分割方法

提出了一种融合聚类的分级区域合并彩色图像分割方法。为平滑图像且保持良好边缘,首先用均值偏移算法进行滤波,在此基础上运用改进的k均值聚类方法在颜色空间对图像进行聚类,形成图像的初始分割区域。融合颜色、空间和邻域信息度量区域的距离,对初始分割区域进行分级合并,直至满足停止区域合并的准则。利用形态学腐蚀与膨胀算法对区域边缘进行平滑。仿真结果表明,算法的分割结果符合人类主观视觉感知,具有良好的一致性。     

基于上下文分析的无监督分层迭代算法用于SAR图像分割

基于聚类的分割算法能够有效地分析目标特征在特征域的分布结构,进而准确判断目标的所属类别,但难以利用图像的空间和边缘信息,而基于区域增长的分割算法能够在空间域利用多种图像信息计算目标之间的相似性,但缺乏对特征结构本身的深层挖掘,容易出现欠分割或过分割的结果. 本文结合这两种算法各自的优势,针对合成孔径雷达（Synthetic aperture radar,SAR）图像的特点,提出了一种基于上下文分析的无监督分层迭代算法. 该算法使用过分割区域作为操作单元,以提高分割速度,降低SAR图像相干斑噪声的影响. 在合并过分割区域时,该算法采用了分层迭代的策略:首先,设计了一种改进的模糊C均值聚类算法,对过分割区域的外观特征进行聚类分析,获得其类别标记,该类别标记包含了特征的分布结构信息. 然后,利用多种SAR图像特征对同类区域的空域上下文进行分析,使用区域迭代增长算法对全局范围内的相似区域进行合并,直到不存在满足合并条件的过分割区域对为止,再重新执行聚类算法. 这两种子算法分层交替迭代,扬长避短,实现了一种有效的方法来组织和利用多种信息对SAR图像进行分割. 对模拟和真实SAR图像的实验表明,本文提出的算法能够在区域一致性和细节保留之间做到很好的平衡,准确地分割出各类目标区域,对相干斑噪声具有很强的鲁棒性.     

基于熵率超像素和区域合并的岩屑颗粒图像分割

针对岩屑颗粒密集和颗粒表面纹理复杂的特点,提出一种基于熵率超像素分割和区域合并的分割方法。熵率超像素分割将图像分为一系列紧凑的、具有区域一致性的区域,不仅边缘定位准确且降低图像计算的复杂度;针对存在的过分割情况,提出一种结合颜色直方图和形状信息的合并准则,进行基于RAG结构的快速区域合并,得到最后分割结果。实验结果表明,将该方法用于岩屑颗粒图像分割,能够取得较好的实验效果。     

融合mean shift和区域显著性的彩色图像分割算法

提出了一种无监督的提取图像中显著区域的彩色图像分割算法。首先,运用mean shift算法对图像进行分割,得到初始的分割结果;然后,根据给出的区域显著性的定义和区域合并策略,对初始分割结果进行合并,得到最终的分割结果。仿真结果表明,对于大多数测试图像,该算法都能获得很好的分割结果,并且具有较高的运行效率。     

基于光流场与水平集的运动目标检测

利用光流场信息及运动内极限约束确定运动目标区域的初始分割,提取光流大小与光流方向两个特征构成特征向量,使用K-means聚类算法获得运动目标区域,利用水平集方法对初始运动区域进行进一步分割,通过最小化定义的能量函数驱动代表运动目标的闭合曲线进行演化,曲线演化将在空间梯度较大的位置停止,从而得到运动目标的封闭边缘曲线。实验表明,该方法可有效地从图像序列中检测出完整的运动目标。     

基于改进分水岭及区域合并的图像分割方法

改进了基于地形学距离的分水岭算法,提出了一种结合了图像灰度、边缘信息与信息熵的图像分割方法。首先利用改进的分水岭算法将图像分成多个小区域,根据各个区域之间的临接关系,建立RAG;其次,利用提出的区域相似度合并区域;最后根据最大熵准则停止合并过程,获取最终的分割结果。实验结果表明,与改进前的分水岭算法相比,该方法边缘定位更加准确。与k-mean和基于边缘的分割方法相比,能够较好地分割出图像的细节,同时分割结果也更加符合人的视觉特性。     

结合分水岭与自动种子区域生长的彩色图像分割算法

为了对彩色图像进行有效分割,提出了一种将分水岭算法与自动种子区域生长相结合的分割算法。该算法首先利用基于边缘信赖度的各向异性扩散方程对图像进行平滑预处理,以便在去除图像噪声的同时,保持图像的边缘信息,从而有效解决了分水岭算法的过分割现象;然后在此基础上,设计了一种基于色调均值差的自动种子区域选取算法,即根据色调均值和饱和度均值的相似性来对分水岭算法分割形成的区域进行种子区域生长,并利用小图像区域消解算法对区域生长所遗留的小区域进行消解,减少了图像中小区域的数目,从而实现了对彩色图像的有效分割。实验结果表明,该算法简单、快速,且能得到较其他算法更好的分割效果。     

融合深度和颜色信息的图像物体分割算法

讨论立体图对的图像分割问题,提出一种基于深度和颜色信息的图像物体分割算法。该算法首先利用基于聚类的Mean-shift分割算法对目标图像进行适度的过分割,同时借助双目立体视觉算法获取立体图对的稠密深度图,并依据深度不连续性从过分割结果中选取用于继续进行“精致”分割的种子点集,接着对未分配种子标签的区域用图割算法分配标签,并对彼此之间没有深度不连续边界但具有不同标签的相邻区域进行融合。相比于传统图像分割算法,该算法可有效克服过分割和欠分割问题,获取具有一定语义的图像分割结果。相关的对比实验结果验证了该算法的有效性。     

基于区域统计特征的PolSAR影像分割

本文提出一种利用区域统计特征的PolSAR影像分割方法,以解决目前研究中在降低斑点噪声和提高分割效率方面的不足。首先利用基于梯度分割影像的分水岭算法进行SAR影像初分割,针对差值梯度非恒虚警率(CFAR),可能给出虚假边缘从而导致分割错误的问题,引入恒虚警率的均值比率梯度（ROA,Ratio of Average）;同时,考虑到梯度影像中存在大量局部极小值,直接用分水岭处理得到初分割结果,存在过度过分割,给出了一种利用形态学方法进行梯度重构以消除局部极小值、抑制过分割的方法。然后,基于初分割得到区域,计算区域相干矩阵的最大似然估计,结合假设检验和相干矩阵的Wishart分布,给出一种有效描述区域相似度的目标函数,通过建立区域邻接关系图(RAG,Region Adjacent Graph),执行等级区域合并得到最终分割结果。利用模拟数据,德国奥伯法芬霍芬L波段实测数据和中国海南陵水黎族自治县X波段的高分辨率数据,验证文中方法,初分割结果证实梯度重构处理不会破坏原有梯度结构,并能有效抑制过分割;最终分割结果定性定量对比分析表明,文中给出的目标函数,在分割效率、信息保持和分割精度上都有较好表现。上述结果证实了文中方法能有效降低斑点噪声,提高分割效率,从而提供更加准确的分割结果。     

基于小波变换和ICA的运动目标分割

提出一种时空融合的运动目标分割方法.在时域方面,采用时间轴一维小波变换提取运动对象,然后用独立成分分析法提取独立的运动对象,并基于灰度直方图进一步提取视频对象;在空域方面,提出对轮廓提取后的图像进行分水岭变换的改进方法.与COST211 AM算法比较表明,文中方法能更完整、准确地提取出运动对象.     

基于形态学梯度的分水岭彩色图像分割

图像分割是从图像处理到图像分析的关键步骤之一。在改进了基于地形学距离的分水岭算法的基础上,提出了一种结合图像信息熵、形态学梯度与区域合并的图像分割方法。该算法首先利用信息熵在RGB颜色空间中对彩色图像求其形态学梯度,然后对彩色梯度图进行分水岭分割,最后对分水岭产生的过分割现象进行区域合并。通过Matlab对图像进行实验,结果证明该算法不仅能够减少分水岭算法的过分割现象,而且还提高了图像分割的精确性,同时在图像分割时具有很好的鲁棒性和适应性。     

Joint segmentation of collectively moving objects using a bag-of-words model and level set evolution

In scenes with collectively moving objects, to disregard the individual objects and take the entire group into consideration for motion characterization is a promising approach with wide application prospects. In contrast to studies on the segmentation of independently moving objects, our purpose is to construct a segmentation of these objects to characterize their motions at a macroscopic level. In general, the collectively moving objects in a group have very similar motion behavior with their neighbors and appear as a kind of global collective motion. This paper presents a joint segmentation approach for these collectively moving objects. In our model, we extract these macroscopic movement patterns based on optical flow field sequences. Specifically, a group of collectively moving objects correspond to a region where the optical flow field has high magnitude and high local direction coherence. As a result, our problem can be addressed by identifying these coherent optical flow field regions. The segmentation is performed through the minimization of a variational energy functional derived from the Bayes classification rule. Specifically, we use a bag-of-words model to generate a codebook as a collection of prototypical optical flow patterns, and the class-conditional probability density functions for different regions are determined based on these patterns. Finally, the minimization of our proposed energy functional results in the gradient descent evolution of segmentation boundaries which are implicitly represented through level sets. The application of our proposed approach is to segment and track multiple groups of collectively moving objects in a large variety of real-world scenes.     

基于假设检验和区域合并的视频对象分割

提出了基于假设检验和区域合并的视频对象分割算法。初始分割采用分水岭算法，接着根据颜色相似性进行区域合并，然后利用光流场估计和全局运动估计获得全局运动的残余误差，最后以各个区域的残余误差数据进行假设检验和小区域验证来确定运动区域，通过组合所有的运动区域即可分割出具有准确边缘的完整视频对象。对MPEG-4测试序列的实验结果表明了本算法具有良好的分割性能。     

结合粗糙集与分层思想的彩色图像分割算法

针对彩色图像分割算法中小目标区域容易错分割以及计算复杂度高的问题,提出一种基于HSI空间的结合粗糙集理论与分层思想的彩色图像分割方法。首先,由于彩色图像HSI空间的奇异点对应于RGB空间的灰色像素点,为了消除奇异点,在RGB空间寻找"灰色区域"进行分割与标记;然后,将图像转换到HSI颜色空间,在强度I分量上,考虑到空间邻域信息以及区域分布差异,设计了变阈值渐变性同质函数对原始直方图进行加权,将加权直方图和原始直方图分别作为粗糙集的上、下近似集,构造了新的粗糙度函数进行分割;其次,针对初分割得到的每个区域,在色调H分量上采用直方图阈值化完成细分割;最后,为了避免过分割,在RGB空间上进行区域合并。相比Mushrif等提出的粗糙集分割算法(MUSHRIF M M, RAY A K. Color image segmentation: rough-set theoretic approach. Pattern Recognition Letters, 2008, 29(4): 483-493),该算法更容易分割出图像中的小目标区域,避免了因RGB三个分量的相关性造成的错误分割,算法运行速度提高了5~8倍。实验结果表明:该算法分割效果较好,具有一定的抗噪性与鲁棒性。     

应用区域统计特征的PolSAR影像分割

目的 提出一种利用区域统计特征的PolSAR影像分割方法,以解决目前研究中在降低斑点噪声和提高分割效率方面的不足。方法 首先利用基于梯度分割影像的分水岭算法进行SAR影像初分割,针对差值梯度非恒虚警率（CFAR）,可能给出虚假边缘从而导致分割错误的问题,引入恒虚警率的均值比率梯度（ROA）;同时,考虑到梯度影像中存在大量局部极小值,直接用分水岭处理得到初分割结果,存在过度过分割,给出了一种利用形态学方法进行梯度重构以消除局部极小值、抑制过分割的方法。然后,基于初分割得到区域,计算区域相干矩阵的最大似然估计,结合假设检验和相干矩阵的Wishart分布,给出一种有效描述区域相似度的目标函数,通过建立区域邻接关系图（RAG）,执行等级区域合并得到最终分割结果。结果 利用模拟数据,德国奥伯法芬霍芬L波段实测数据和中国海南陵水黎族自治县X波段的高分辨率数据,验证本文方法,初分割结果证实梯度重构处理不会破坏原有梯度结构,并能有效抑制过分割;最终分割结果定性定量对比分析表明,本文给出的目标函数,在分割效率、信息保持和分割精度上都有较好表现。结论 实验结果表明,本文方法能有效降低斑点噪声,提高分割效率,从而提供更加准确的分割结果。     

基于运动优化语义分割的变分光流计算方法

针对光照变化和大位移运动等复杂场景下图像序列变分光流计算的边缘模糊与过度分割问题,文中提出基于运动优化语义分割的变分光流计算方法.首先,根据图像局部区域的去均值归一化匹配模型,构建变分光流计算能量泛函.然后,利用去均值归一化互相关光流估计结果,获取图像运动边界信息,优化语义分割,设计运动约束语义分割的变分光流计算模型.最后,融合图像不同标签区域光流,获得光流计算结果.在Middlebury、UCF101数据库上的实验表明,文中方法的光流估计精度与鲁棒性较高,尤其对光照变化、弱纹理和大位移运动等复杂场景的边缘保护效果较优.