基于粒子群优化算法和模糊熵的多级阈值图像分割算法

针对现有阈值分割算法利用穷举搜索寻找最优阈值而造成的计算成本较大的问题,提出了一种基于粒子群优化算法和模糊熵的多级阈值图像分割算法。图像分割是图像分析中非常重要的预处理步骤,在提出的方法中,首先选择香农熵和模糊熵作为优化技术的目标函数;然后建立一种基于粒子群优化算法的多层次图像阈值分割,通过最大化香农熵或模糊熵进行图像分割。最后从图像分割数据库中选取Lena、baboon和airplane作为测试图像进行性能分析（包括鲁棒性、效率和收敛性）,并与现有的几种阈值分割算法进行比较。结果显示,提出的算法得到了更高PSNR值和更少的分类误差,证明了该算法是一种高效的多级阈值图像分割算法。     

加权调和平均型最大熵图像阈值选取法

基于最大熵阈值法可看成是目标和背景信息熵的算术平均,基于此给出一种基于目标和背景信息熵的调和平均的图像阈值分割方法.为了进一步增强该方法的分割性能,又给出加权调和平均型最大熵图像分割法以及权重参数的一种选取方法.加权调和平均型最大熵图像分割法通过计算图像中目标和背景的加权调和平均熵,寻找加权熵最大的灰度值作为图像的分割阈值.实验表明该方法可获得比传统熵阈值法更好的分割效果.     

基于改进遗传算法的图像分割

将改进遗传算法用于图像分割,利用判断分析法和最佳熵自动阈值法两种阈值分割方法进行实验并加以比较,结果表明,利用最佳熵自动阈值法进行的图像分割优于判断分析法.     

广义模糊熵图像阈值分割参数选取的ADE方法

针对广义模糊熵图像阈值分割参数不能自动选取,提出自适应差分进化（Adaptive Differential Evolution,ADE）的广义模糊熵图像阈值分割方法。利用自适应差分进化算法作为优化工具来选取广义模糊熵阈值分割所需要的最佳参数,引入自适应变异算子和提出交叉概率自适应函数对优化过程进行控制,通过把参数带入广义模糊熵的补函数得到图像的阈值,进而得到图像最优分割。为验证其有效性与可行性,分别同基本图像质量评价准则的模糊熵图像阈值分割算法和粒子群优化广义模糊熵图像阈值分割算法相比较,实验表明,针对不同细节的图片,该算法所得分割结果多数情况下背景信息更少,目标信息更清晰,用时更短,分割更稳定且效果良好。     

微分进化的自适应彩色图像阈值分割

针对阈值的选择依赖于经验和试验的问题,提出了结合微分进化算法和二维最大熵算法得到图像自适应阈值的方法。该方法首先利用全局阈值法中的迭代法得到图像的阈值并初次对图像进行分割,然后利用微分进化算法并且结合二维最大熵阈值进行适应度的计算、个体编码、终断条件等计算图像的自适应阈值,最后对测试的图像应用微分进化算法实现对图像的正确分割。采用微分进化算法可以准确地对图像进行分割,是一个比较高效的方法,有效地提升了分割效果。与现有的自适应阈值分割算法相比,本文算法缩短了计算时间。阈值分割不仅可以对灰度图像进行分割,彩色图像也可以用阈值分割。     

模糊Renyi熵与QGA结合的快速图像分割

针对非模糊熵的阈值分割方法不能较好地反映数字图像本质上具有的模糊特性,提出一种新的基于模糊熵的图像阈值分割方法。通过模糊隶属度函数将图像直方图信息转换到模糊域,利用模糊Renyi熵计算目标与背景的信息熵。根据最大熵原理,引入量子遗传算法对隶属度函数参数进行寻优,进而得到图像的最佳分割阈值。与典型的阈值法进行对比实验,表明该方法能获得更好的分割结果,满足实时性需求。     

基于最大累积剩余熵的红外图像分割

经典阈值化分割方法是常用的图像分割方法之一,但对于低对比度,低信噪比的红外图像分割效果不理想,将累积剩余熵运用于红外图像分割,即寻求使得累积剩余熵最大的灰度值作为分割阈值,实验结果表明:基于最大累积剩余熵的图像分割方法是一种有效的红外图像分割方法,比起经典的阈值分割方法,分割红外图像的效果要好。     

最大熵和最小交叉熵综合的交互式图像分割

在图像分割中,使用某一种分割方法并不是总有效。最大熵和最小交叉熵阈值化方法是目前常用的两种图像分割方法,但在某些分割应用场合失效。针对此问题,提出基于最大熵和最小交叉熵综合的交互式图像分割方法。首先,利用一种简单的算法将前两种方法有机结合产生一种既满足最大熵原则,又满足最小交叉熵原则的新分割方法,然后通过人机交互,在这三种阈值方法中选择最好的图像分割。仿真实验结果表明,提出的方法不仅分割效果好,算法的普适性增强,而且更实用。     

基于万有信息定律的图像阈值分割方法

提出基于万有信息定律的图像阈值分割方法。针对熵阈值法仅利用图像灰度概率信息，导致它对有些图像的分割无效，该文从万有引力定律中得到启发，提出信息场中万有信息定律，将其用于图像分割的最佳阈值选取。实验结果表明，该方法是可行的，且对有些图像的分割效果要好于传统的Kapur熵方法。     

基于混沌布谷鸟优化的二维Tsallis交叉熵建筑物遥感图像分割

为了进一步提升建筑物遥感图像分割的准确性和运算速度,本文提出了基于混沌布谷鸟优化的二维Tsallis交叉熵的建筑物遥感图像分割方法。首先给出了二维Tsallis交叉熵的阈值选取公式,然后将Logistic混沌映射引入布谷鸟算法,进一步加快布谷鸟算法的收敛速度,最后通过该混沌布谷鸟算法优化基于二维Tsallis交叉熵的阈值寻找过程,并以得到的最优阈值分割建筑物遥感图像。大量实验结果表明,与二维倒数交叉熵法、二维Tsallis熵法、基于混沌粒子群优化的二维Tsallis灰度熵法等方法相比较,本文方法分割的目标更为准确,细节更为清晰,且运算时间更短。     

一种改进的快速医学图像分割方法*

为了确定医学图像的最佳灰度直方图熵,提出了一种基于改进演化算法的快速分割方法,能够自适应调整交叉和变异概率,既保证了种群的多样性,又克服了传统演化算法局部最优、收敛过快的缺点。搜索到的最佳阈值不仅比传统演化算法稳定性好,还有效地缩短了搜索时间,快速地实现了医学图像分割,而且分割后的图像可读性强。实验结果表明,该方法速度快、分割效果好。     

基于遗传算法的最佳熵阈值的图像分割

Kapur等人提出的最佳熵阈值的图像分割具有很多优点,但同时也需要大量的运算时间,限制了其实际的应用范围,且最佳熵阈值的确定是一有待解决的问题,文章将遗传算法应用于最佳熵阈值的确定中,提出了相应的算法并用于图像分割,仿真结果表明,在设定了合适的遗传算子后,遗传算法不仅可以实现正确的图像分割,并且使得分割速度大大提高。     

萤火虫算法优化最大熵的图像分割方法

为了提高图像的分割效果,提出一种萤火虫算法优化最大熵的图像分割方法。获得最大熵法的阈值优化目标函数,采用萤火虫算法对目标函数进行求解,找到图像的最佳分割阈值,根据最佳阈值对图像进行分割,通过仿真实验对分割效果进行测试。结果表明,该方法可以迅速、准确找到最佳阈值,提高图像分割的准确度和抗噪性能,可以较好地满足图像分割实时性要求。     

基于遗传算法的模糊熵图像分割算法

图像阈值分割技术在图像分析和图像识别中具有重要的意义。图像分割的鲁棒性和自适应性一直是该技术的难点 ,该文运用模糊熵阈值分割技术 ,算法鲁棒性好 ,自适应性强 ,能够针对不同的图像 ,给出最佳的分割效果 ,在最优阈值的搜索中 ,引进了具有鲁棒性和自适应性的遗传算法 ,大大提高了算法效率 ,实验表明该方法的有效性     

A fast recursive algorithm based on fuzzy 2-partition entropy approach for threshold selection

The fuzzy c-partition entropy approach for threshold selection is an effective approach for image segmentation. The approach models the image with a fuzzy c-partition, which is obtained using parameterized membership functions. The ideal threshold is determined by searching an optimal parameter combination of the membership functions such that the entropy of the fuzzy c-partition is maximized. It involves large computation when the number of parameters needed to determine the membership function increases. In this paper, a recursive algorithm is proposed for fuzzy 2-partition entropy method, where the membership function is selected as S-function and Z-function with three parameters. The proposed recursive algorithm eliminates many repeated computations, thereby reducing the computation complexity significantly. The proposed method is tested using several real images, and its processing time is compared with those of basic exhaustive algorithm, genetic algorithm (GA), particle swarm optimization (PSO), ant colony optimization (ACO) and simulated annealing (SA). Experimental results show that the proposed method is more effective than basic exhaustive search algorithm, GA, PSO, ACO and SA.     

变精度最小平方粗糙熵的图像分割算法

图像处理是获取信息的重要途径且被广泛地应用到军事、医学和交通等重要领域,图像分割在图像处理中占有重要地位。针对图像处理分割过程中的不确定性,为获取更加精确的图像分割效果,提出变精度最小平方粗糙熵和粒子群的图像单阈值分割算法。该单阈值分割算法用变精度粗糙集表示图像,以变精度最小平方粗糙熵求解最佳分割阈值,借助粒子群优化算法提高分割效率。实验表明,该单阈值分割算法明显优于最大平均信息熵法,且说明了变精度粗糙熵能够处理图像分割过程出现的不确定性。     

二维类内最小交叉熵的图像分割快速方法

熵是基于图像的一维灰度直方图得到的,仅利用了像素的灰度信息。最小交叉熵就是要寻找最优阈值使原始图像和分割图像之间的信息量的差异最小,在交叉熵的基础上,通过引入图像的空间信息,定义了二维类内交叉熵,并提出了基于二维类内最小交叉熵的图像分割方法。实验结果表明,充分利用图像的灰度信息和空间信息后,二维类内交叉熵取得了比交叉熵更好的分割效果。为了提高运算效率,提出了相应的快速递推算法,计算时间由从多于3小时减少到只要几秒。     

基于模糊理论的2维隶属划分Renyi熵分割算法

基于信息论中最大熵原理,提出了一种2维直方图模糊划分Renyi熵分割算法。首先介绍了模糊划分的原理,由于Renyi熵是Shannon熵的广义形式,因此用模糊概率和条件概率来定义模糊划分Renyi熵。然后在向量空间内搜索最优参数组合,利用隶属函数实现图像分割。选用3幅不同类型的图像进行MATLAB仿真实验,结果表明该方法对噪声及杂散点等干扰的抑制性能较理想,且显著优于对比方法所得结果。