基于证据马尔可夫随机场模型的图像分割

图像分割是计算机视觉中的经典问题,在许多领域都有重要应用.由于图像信息存在不确定性,难以获得精确的分割结果,为应对图像分割中的不确定性问题,将证据理论这一不确定性建模与推理工具与马尔可夫随机场相结合,提出证据马尔可夫随机场(EMRF)模型,并基于此提出新的图像分割算法.EMRF利用证据标号场描述像素标号的含混性,以证据距离描述相邻像素间的标号关系,利用条件迭代模型(ICM)算法进行优化.实验结果表明,EMRF相较于传统马尔可夫随机场、模糊马尔可夫随机场和传统的基于证据理论的方法,能获得更好的分割效果.     

应用马尔可夫随机场的金属疲劳断口条带分割

研究了金属疲劳断口图像的分割问题,提出了一种基于马尔可夫随机场(MRF)的金属疲劳断口图像的条带分割方法。由于疲劳断口图像中的纹理记录了整个断裂过程中的受力情况,通过对疲劳断口的条带纹理进行分析可以反演断裂的过程,因此研究疲劳断口图像的分割可以对失效分析有重要的科学价值。文中构造了图像的马尔可夫随机场模型,并且提出了一种基于该模型的图像分割算法。马尔可夫随机场模型是一种描述图像结构的概率模型,能够充分利用图像的空间相关信息,能够实现对低信噪比的金属疲劳断口图像进行条带分割。结果表明算法具有收敛速度快、稳健性好等优点。     

基于非下采样Brushlet和马尔可夫随机场的图像分割

针对传统小波域马尔可夫随机场图像分割算法的纹理图像分割能力的不足,提出一种将非下采样Brushlet变换和马尔可夫随机场相结合的纹理图像分割方法。用非下采样Brushlet变换作为图像分割的特征场,有效地提取纹理图像中的高维奇异信息;利用高斯马尔可夫模型提取特征场的参数,考察图像中的光谱信息以及像素点的空间相关性对分割结果的影响。实验表明,本文算法可以有效地实现纹理图像分割,在检测纹理方向信息和区域一致性上较传统算法有较大的提高。     

基于PSO的Markov随机场在医学图像分割中的应用

研究了应用粒子群优化算法(PSO)优化Markov随机场方法对磁共振图像进行分割的算法。建立了基于马尔可夫随机场的图像分割模型,针对马尔可夫随机场图像模型的局部相关特性和最大后验概率估计,将粒子群优化算法应用于该模型,快速获得图像分割目标的全局最优解。实验数据表明该方法的高效性。     

基于简化随机场模型的高分辨率遥感影像分割方法

提出了一种灰度分割的基础上添加辅助的纹理分割的基于简化随机场模型的遥感影像目标分割方法,即用常用的描述局部图像特点的特征代替MRF中定义的特征,将这些特征组合成特征向量进行模糊C均值聚类完成分割。给出了算法流程和实验结果,并将该结果与基于高斯马尔可夫随机场模型法分割的结果进行比较,实验结果表明简化随机场模型法在保证一定的分割精度的情况下,分割速度明显快于高斯马尔可夫随机场模型法。     

基于混合高斯模型MRF场的CT图像分割*

提出了一种基于混合高斯模型的马尔可夫随机场CT图像分割方法.此方法根据工业CT图像的特点,建立混合高斯逼近的图像灰度统计模型;用混合高斯模型作为Markov随机场的先验模型,提出混合高斯Markov随机场分割模型.实验表明,该方法较单高斯模型有很大的改善,对工业CT图像分割效果好.     

基于马尔可夫模型的多分辨率图像分割算法

为解决图像分割中过分割、欠分割和依赖初始分割问题,提出一种基于马尔可夫模型的多分辨率图像分割算法。利用变权重方法改进多分辨率马尔可夫随机场算法,结合曲波和小波变换对图像进行多分辨率分析,并通过区域合并减少图像中的区域数。实验结果表明,与经典算法相比,该算法的分割性能较好。     

基于高阶马尔可夫随机场的图像分割

图像分割是个病态问题,精确化的图像分割需要用户提供足够多的约束信息才能实现.近年来随着马尔可夫随机场吉布斯能量函数最小化图割求解技术的突破,许多国外研究人员开展基于图割方法的交互式图像分割技术的研究.在众多交互式图像分割技术中,由于用户友好性和潜在应用价值,采用矩形框约束的交互式图像分割方法非常吸引人.从超像素马尔可夫随机场模型和网格马尔可夫随机场模型出发,在吉布斯能量函数中引入高阶势能项,高阶势能项的引入使得新的模型既能捕捉细粒度的单个像素信息又能捕捉单像素一定范围内的关联信息,从而提高了矩形框限制条件下的图像分割性能.实验表明:与GrabCut算法相比,所提算法准确性上有一定提高.最后,将所提算法应用在视频对象分割上也取得了不错的效果.     

变权重MRF算法在图像自动无监督分割中的应用

为了实现图像的自动无监督分割,本文提出类自适应变权重马尔可夫随机场分割算法。首先结合最小描述长度准则,自适应计算马尔可夫随机场框架下的图像分类数;然后引入变权重的马尔可夫随机场算法,扩大势函数的选择范围,消除势函数的复杂计算;最后用迭代条件模式进行优化,获得最大后验概率准则下的分割图像。在Matlab环境中的测试结果表明,该算法具有实效性,能正确计算分类数,同时有效减少了分割错误。     

一种基于图像上下文信息的无监督彩色图像分割算法

提出一种基于图像上下文信息的彩色图像无监督分割算法.根据传统马尔可夫随机场(MRF)势函数的定义,引入图像邻域内每两像素问亮度欧氏距离及空间位置信息,完善传统马尔可夫随机场模型中的势函数.将分割问题转化为最大后验问题并运用迭代条件模型求解.运用K均值算法在设定的分类数范围内初始化分割,运用最小消息长度准则选择最佳分类数,实现无监督分割.实验中,将合成图像及真实图像用于分割过程并与其它算法比较,证明本文算法更具优势.     

基于局部最优分析的纺织品瑕疵检测方法

针对复杂的含有周期变化图案的纺织品瑕疵检测,提出改进Markov随机场模型的无监督纺织品瑕疵检测方法.应用随机场实现周期性纺织品图像的瑕疵检测,利用Markov邻域特性,综合判断瑕疵区域.结合周期图像分割,确定Markov随机场最小图像块计算单元,降低算法的计算复杂度.在随机场势函数定义中,综合考虑相邻图像块的差异特性,结合Markov随机场的全局性判断瑕疵点的位置.引入模糊相似关系矩阵概念,求解改进后的模型参数,使所有图像块的局部能量达到最优.实验表明,文中方法对样本的查全率较高.     

A probabilistic approach for foreground and shadow segmentation in monocular image sequences

This paper presents a novel method of foreground and shadow segmentation in monocular indoor image sequences. The models of background, edge information, and shadow are set up and adaptively updated. A Bayesian network is proposed to describe the relationships among the segmentation label, background, intensity, and edge information. A maximum a posteriori—Markov random field estimation is used to boost the spatial connectivity of segmented regions.     

Multispectral textured image segmentation using a multi-resolution fuzzy Markov random field model on variable scales in the wavelet domain

This article proposes a new multispectral image texture segmentation algorithm using a multi-resolution fuzzy Markov random field model for a variable scale in the wavelet domain. The algorithm considers multi-scalar information in both vertical and lateral directions. The feature field of the scalable wavelet coefficients is modelled, combining with the fuzzy label field describing the spatially constrained correlations between neighbourhood features to achieve a more accurate parameter estimation. The extended scalable label field models the label data from different scales to obtain more homogeneous areas; image segmentation results are finally obtained according to the Bayesian rule from a coarser to a finer scale. Multispectral texture images and remote-sensing images are used to test the effectiveness of the the proposed method. Segmentation results show that the new method simultaneously presents a better performance in achieving the homogeneity of the region and accuracy of detected boundaries compared with existing image segmentation algorithms.     

基于改进马尔可夫随机场的钢轨缺陷分割

为提高钢轨缺陷分割对噪声的鲁棒性,提出一种基于改进马尔可夫随机场(MRF)的钢轨缺陷分割方法。利用背景差分法对灰度进行预处理,消除灰度分布不均的干扰。对模糊if-then规则的前提部分采用马尔可夫随机场来利用图像中的空间约束,结果部分指定像素距离图算法,通过使用马尔可夫随机场(MRF)在相邻像素图像之间并入局部空间信息,推导出新的自适应模糊集和MRF相结合的钢轨表面缺陷自动分割方法。建立标准的FCM、GMM和该方法的钢轨缺陷分割对比实验,验证了算法的有效性和优越性。     

An integration scheme for image segmentation and labeling based onMarkov random field model

This paper presents a unified approach for the image understanding problem based on the Markov random field models. In the proposed scheme, the image segmentation and interpretation processes cooperate in the simultaneous optimization process so that the erroneous segmentation and misinterpretation can be compensatedly recovered by continuous estimation of the unified energy function     

Unsupervised statistical segmentation of nonstationary images using triplet Markov fields

Recent developments in statistical theory and associated computational techniques have opened new avenues for image modeling as well as for image segmentation techniques. Thus, a host of models have been proposed and the ones which have probably received considerable attention are the hidden Markov fields (HMF) models. This is due to their simplicity of handling and their potential for providing improved image quality. Although these models provide satisfying results in the stationary case, they can fail in the nonstationary one. In this paper, we tackle the problem of modeling a nonstationary hidden random field and its effect on the unsupervised statistical image segmentation. We propose an original approach, based on the recent triplet Markov field (TMF) model, which enables one to deal with nonstationary class fields. Moreover, the noise can be correlated and possibly non-Gaussian. An original parameter estimation method which uses the Pearson system to find the natures of the noise margins, which can vary with the class, is also proposed and used to perform unsupervised segmentation of such images. Experiments indicate that the new model and related processing algorithm can improve the results obtained with the classical ones.     

Fuzzy Markov random fields versus chains for multispectral image segmentation

This paper deals with a comparison of recent statistical models based on fuzzy Markov random fields and chains for multispectral image segmentation. The fuzzy scheme takes into account discrete and continuous classes which model the imprecision of the hidden data. In this framework, we assume the dependence between bands and we express the general model for the covariance matrix. A fuzzy Markov chain model is developed in an unsupervised way. This method is compared with the fuzzy Markovian field model previously proposed by one of the authors. The segmentation task is processed with Bayesian tools, such as the well-known MPM (mode of posterior marginals) criterion. Our goal is to compare the robustness and rapidity for both methods (fuzzy Markov fields versus fuzzy Markov chains). Indeed, such fuzzy-based procedures seem to be a good answer, e.g., for astronomical observations when the patterns present diffuse structures. Moreover, these approaches allow us to process missing data in one or several spectral bands which correspond to specific situations in astronomy. To validate both models, we perform and compare the segmentation on synthetic images and raw multispectral astronomical data     

基于小波域层次Markov模型的图像分割

针对两个状态的有限高斯混合模型逼近小波系数的不足和小波域隐马尔可夫树标号场相互独立的缺点,提出了一种基于小波域层次马尔可夫模型的图像分割算法,这种模型用有限通用混合模型逼近小波系数的分布,使有限高斯混合模型只是其一种特殊情况;在标号场的先验模型确定上,利用马尔可夫模型描述标号场的局部作用关系,给出标号场的具体表达式,克服了小波域马尔可夫树模型标号场相互独立的不足,然后利用贝叶斯准则,给出相应的分割因果算法。该模型不仅具有空域马尔可夫模型有效的递归算法的优点,同时具有小波域隐马尔可夫树模型中的马尔可夫参数变尺度行为。最后用真实的图像和合成图像同几种分割方法进行了对比实验,实验结果表明了本文算法的有效性和优异性。     

Markov随机场与Gaussian曲线在MR图像分割中的应用

针对扫描的人脑组织MR图像边缘分辨率低、模糊性大的特点,本文提出了一种基于模糊Markov随机场和Gaussian曲线相结合的MR图像最佳阈值分割方法。该方法通过对图像的像素邻域属性的统计将模糊论引入其中,建立模糊Markov随机场,并利用Gaussian曲线对二维直方图最佳一维投影进行拟合,确定出图像中各脑组织的二维阈值点,在二维直方图上实现对脑组织的分割。通过实验表明,本算法能够有效提高脑组织的分辨率,对噪声的鲁棒性、结果区域的连通性相对于一维Otsu和二维Otsu算法都有了很大的提高。