基于特征加权的自适应FCM彩色图像分割算法

图像分割是模式识别、图像理解、计算机视觉等领域的重要研究内容.基于模糊C均值聚类(FCM)的图像分割是应用较为广泛的方法之一,但其存在需预先给出初始聚类数目,且要考虑各个特征对分类的不同影响等问题.通过引入ReliefF技术进行特征加权,结合聚类有效性指数自适应确定初始聚类数目、根据Laws纹理测度提取图像特征等措施,提出了一种新的FCM彩色图像分割算法.实验结果表明,该算法可以有效地提高图像分割效果,分割结果优于现有FCM图像分割方案.     

图像分割研究进展

至今提出的分割算法有上千种,而新的算法还在不断被提出。从图像分割实际应用的角度,或者从图像分割中使用的特定的理论工具的角度,可以对图像分割进行分类。Otsu算法、基于聚类的图像分割方法、运动分割、基于图论的图像分割方法和基于活动轮廓的图像分割方法是图像分割的主要研究领域,自然计算算法已成为图像分割新的研究热点。     

基于有偏场的光栅图像模糊聚类分割算法*

针对有偏场环境下带有光栅的散焦图像分割问题,提出了一种新的基于有偏场估计的模糊聚类分割算法。通过建立依赖于有偏场的模糊聚类目标函数,导出了基于灰度以及邻域灰度均值的聚类中心、模糊聚类函数以及有偏场估计的迭代算法;并在该算法生成的初始分割基础上,利用膨胀算子对分类结果进行细化。该方法较好地处理了传统模糊聚类对有偏场下光栅图像分割精度下降的问题。实验结果表明,基于有偏场的模糊聚类算法能有效分割光栅图像,其分割精度优于传统模糊聚类和阈值法。     

基于SSCL的模糊C均值图像分类方法

针对传统模糊C均值聚类方法对噪声敏感和过分依赖于初始聚类中心的缺点,提出基于SSCL的模糊C均值图像分类的自适应算法。该算法首先通过SSCL获得初始类别数和类别中心,然后作为模糊C均值聚类的输入,自动对图像进行分割,并对图像分割结果利用空间信息进行后处理。实验结果表明该方法较好地解决了FCM算法中的初始化和噪声敏感问题,具有较好的分类结果。     

基于加权模糊c均值聚类的快速图像自动分割算法

图像分割是指将一幅图像分解为若干互不交迭的区域的集合，是图像处理和计算机视觉的基本问题之一。为了提高图像分割的效率，提出了一种基于2维直方图加权的塔形模糊c均值（FCM）聚类图像快速分割算法。该方法先通过构造合理的2维直方图对噪声进行抑制；然后通过塔形分解来缩减聚类样本集；最后利用加权FCM聚类算法进行分类。仿真结果表明，该方法的效率明显优于标准的FCM算法。此外，为确定分割的最优类别数c，还引入了一种基于该快速算法的聚类有效性评价函数——修正划分模糊度，实现了最佳图像分割类别数c的自动确定。基于人造图像和实际图像的测试实验结果表明该方法是有效的。     

基于分裂式K均值聚类的图像分割方法

模糊C均值聚类(FCM)算法是一种有效的无监督图像分割方法,适用于任意分类数,不需要预知图像特征,但其聚类效果直接受待分类样本噪声和分类初始条件的影响。因此,提出了一种适用于彩色图像分割的分裂式K均值聚类(FKM)算法,该算法首先使用中值滤波对分类样本去噪,然后使用一种分裂聚类法对图像样本进行预分类,得到一组样本集初始划分,最后以这组划分为起点,使用基于概率距离的K均值聚类对图像分割进行迭代优化。实验结果表明,该算法可以避免FCM的误分类,诸如陷于中心死区、中心重叠和局部极小值,而且提高了分割速度。     

一种C-均值聚类图像分割的模糊熵后处理方法

提出了一种结合C-均值聚类算法和模糊熵的图像分割方法，该方法先采用C均值聚类算法对含噪图像进行初步分割，再利用模糊熵准则作后续处理。该方法一方面能够继承C-均值聚类算法的优点，可以灵活地用在基于多特征和多阂值的图像分割中，另一方面充分考虑了图像的区域信息，利用模糊熵最小作为准则，对c均值聚类算法初步分割结果的错分类点作了进一步的处理，克服了C-均值聚类算法对噪声敏感的缺点。实验结果表明，本文方法在运算开销上只比C-均值聚类算法多4～6S，对于低信噪比的图像能够取得优于C-均值聚类算法的分割效果。     

一种融合Canny和改进ISODATA的砾岩图像分割算法

针对基于边缘流和传统ISODATA(迭代自组织的数据分析算法)相融合的算法对砾岩图像进行分割时存在速度慢、分割不准确的问题,提出了一种融合Canny和改进ISODATA聚类相结合的砾岩图像分割算法。该算法将图像从RGB色彩空间转换到Lab色彩空间,利用Canny算子对砾岩图像的L分量进行边缘提取,得到过分割图像;运用改进的ISODATA聚类算法进行聚类,得到聚类图像,消除了Canny算子的过分割问题。在砾岩图像的分割应用中,该算法取得了较好的分割效果。     

基于内容的图像分割方法综述

图像分割是指将图像分成若干具有相似性质的区域的过程,是许多图像处理任务的预处理步骤.近年来,国内外学者主要研究基于图像内容的分割算法.在广泛调研大量文献和最新成果的基础上,将图像分割算法分为基于图论的方法、基于像素聚类的方法和语义分割方法这3种类型并分别介绍.对每类方法所包含的典型算法,尤其是最近几年利用深度网络技术的语义图像分割方法的基本思想、优缺点进行分析、对比和总结.介绍了图像分割常用的基准数据集和算法评价标准,并用实验对各种图像分割算法进行对比.最后总结全文,并对未来可能的发展趋势进行了展望.     

基于阈值及像素聚类的分割算法性能比较

图像分割是图像处理到分析的关键步骤,阈值分割方法因其计算简单而被广泛应用,聚类算法也因其准确性成为图像分割领域中一类极其重要的算法。选取几种经典阈值分割算法和几种聚类算法对几幅毫米波图像进行分割实验,并引入错分类误差、均匀测度、区域间灰度对比度作为算法测评标准,比较了各种算法对毫米波图像的分割性能。     

三维网格分割中聚类分析技术综述

三维网格分割是计算机图形学的一个重要的研究方向,近年来不断涌现出各种新的分割技术.主要关注基于聚类分析的三维网格分割技术,介绍了三维网格分割的2种常见类型,并对分割技术所转化的数学问题进行阐述,总结了一系列常用的网格属性.依据算法类型将现有算法划分为5类,所基于的分割技术分别有区域生长、多源区域生长、层次聚类、迭代聚类以及谱聚类.针对不同的分割目标和所利用的网格属性,对各分类下的分割算法进行对比讨论;同时给出4种角度的评估准则,以展示不同应用场景下各类分割算法的优缺点,并指出了三维网格分割的发展趋势和应用方向.     

MRI脑肿瘤图像分割研究进展及挑战

脑肿瘤分割是医学图像处理中的一项重要内容,其目的是辅助医生做出准确的诊断和治疗,在临床脑部医学领域具有重要的实用价值。核磁共振成像（MRI）是临床医生研究脑部组织结构的主要影像学工具,为了使更多研究者对MRI脑肿瘤图像分割理论及其发展进行探索,本文对该领域研究现状进行综述。首先总结了用于MRI脑肿瘤图像分割的方法,并对现有方法进行了分类,即分为监督分割和非监督分割;然后重点综述了基于深度学习的脑肿瘤分割方法,在研究其关键技术基础上归纳了优化策略;最后介绍了脑肿瘤分割（BraTS）挑战,并结合挑战中所用方法展望了脑肿瘤分割领域未来的发展趋势。MRI脑肿瘤图像分割领域的研究已经取得了一些显著进展,尤其是深度学习的发展为该领域的研究提供了新的思路。但由于脑肿瘤在大小、形状和位置方面的高度变化,以及脑肿瘤图像数据有限且类别不平衡等问题,使得脑肿瘤图像分割仍是一个极具挑战的课题。由于分割过程缺乏可解释性和透明性,如何将全自动分割方法应用于临床试验,还需要进行深入研究。     

Image segmentation method based on improved fuzzy Chan-Vese model

Medical image segmentation is a hot topic in the field medical image processing. The segmentation methods based on level set and the ones based on fuzzy set are currently very popular in the field of medical image segmentation. But these methods do not balance between global and local features of the image. This paper combines the advantages of these two methods, proposes a fuzzy Chan-Vese model, which introduces fuzzy clustering into Chan-Vese model. This model extends the regional energy part of Chan-Vese model to regional energy based on fuzzy clustering, meanwhile adds fuzzy cluster objects as the constraint of the model, so it can take account of global and local features of the image. In the medical image segmentation experiments, this paper uses OTSU method to execute initial segmentation for getting the initial segmentation curve, and then uses fuzzy Chan-Vese model to realize image segmentation. Experimental results show that, with the help of prior knowledge of segmentation prototypes of medical images, the proposed method has achieved very good segmentation results.

     

结合类内和类间距离的可能聚类分割算法

目的 为了进一步提高噪声图像分割的抗噪性和准确性,提出一种结合类内距离和类间距离的改进可能聚类算法并将其应用于图像分割。方法 该算法避免了传统可能性聚类分割算法中仅仅考虑以样本点到聚类中心的距离作为算法的测度,将类内距离与类间距离相结合作为算法的新测度,即考虑了类内紧密程度又考虑了类间离散程度,以便对不同的聚类结构有较强的稳定性和更好的抗噪能力,并且将直方图融入可能模糊聚类分割算法中提出快速可能模糊聚类分割算法,使其对各种较复杂图像的分割具有即时性。结果 通过人工合成图像和实际遥感图像分割测试结果表明,本文改进可能聚类算法是有效的,其分割轮廓清晰,分类准确且噪声较小,其误分率相比其他算法至少降低了2个百分点,同时能获得更满意的分割效果。结论 针对模糊C-均值聚类分割算法和可能性聚类分割算法对于背景和目标颜色相近的图像分类不准确的缺陷,将类内距离与类间距离相结合作为算法的测度有效的解决了图像分割归类问题,并且结合直方图提出快速可能模糊聚类分割算法使其对于大篇幅复杂图像也具有适用性。     

甲状腺、乳腺超声影像自动分析技术综述

超声诊断是甲状腺、乳腺癌首选影像学检查和术前评估方法.但良恶性结节的超声表现存在重叠,仍欠缺定量、稳定的分析手段,严重依赖操作者经验.近年基于计算机技术的医疗影像分析水平快速发展,超声影像分析取得了一系列里程碑性的突破,为医学提供有效的诊断决策支持.本文以甲状腺、乳腺两类超声影像为对象,梳理计算机视觉、图像识别技术在医学超声图像上的学术进展,以超声影像自动诊断涉及的一系列关键技术为主线,从图像预处理、病灶区定位及分割、特征提取和分类4方面对近年主流算法进行详尽的综述分析,从算法分析、数据和评估方法等方面做多维度梳理.最后讨论了具体面向这两种腺体的超声图像计算机分析存在的问题,并对此领域的研究趋势和发展方向进行展望.     

Validity-guided (re)clustering with applications to imagesegmentation

When clustering algorithms are applied to image segmentation, the goal is to solve a classification problem. However, these algorithms do not directly optimize classification duality. As a result, they are susceptible to two problems: 1) the criterion they optimize may not be a good estimator of “true” classification quality, and 2) they often admit many (suboptimal) solutions. This paper introduces an algorithm that uses cluster validity to mitigate problems 1 and 2. The validity-guided (re)clustering (VGC) algorithm uses cluster-validity information to guide a fuzzy (re)clustering process toward better solutions. It starts with a partition generated by a soft or fuzzy clustering algorithm. Then it iteratively alters the partition by applying (novel) split-and-merge operations to the clusters. Partition modifications that result in improved partition validity are retained. VGC is tested on both synthetic and real-world data. For magnetic resonance image (MRI) segmentation, evaluations by radiologists show that VGC outperforms the (unsupervised) fuzzy c-means algorithm, and VGC's performance approaches that of the (supervised) k-nearest-neighbors algorithm     

自适应多阈值图像分割算法

本文提出了一种新的自适应多阈值图像分割算法.它首先利用势基函数对-维灰度直方图拟合,通过势函数聚类自动确定划分类数;然后在灰度共生矩阵的基础上,依据形状连通度准则,求得使形状连通度最大的一组分割阈值;最后按该组分割阈值执行多阈值图像分割.理论分析和实验结果都表明该算法较传统阈值分割算法优越,具有运算速度快、划分效果好、抗干扰性强的特点.     

Fuzzy C-mean based brain MRI segmentation algorithms

Brain image segmentation is one of the most important parts of clinical diagnostic tools. Fuzzy C-mean (FCM) is one of the most popular clustering based segmentation methods. In this paper, a review of the FCM based segmentation algorithms for brain MRI images is presented. The review covers algorithms for FCM based segmentation algorithms, their comparative evaluations based on reported results and the result of experiments for neighborhood based extensions for FCM.     

面向复杂簇的聚类算法研究与实现

有效聚类各种复杂的数据对象簇是聚类算法应用干事务对象划分、图像分割、机器学习等方面需要解决的关键技术.在分析与研究现有聚类算法的基础上,提出一种基于密度和自适应密度可达的改进算法.实验证明,该算法能够有效聚类任意分布形状、不同密度、不同尺度的簇;同时,算法的计算复杂度与传统基于密度的聚类算法相比有明显的降低.