基于形状先验和图割的彩色图像分割

基于图割理论的图像分割方法在二值标号问题中可以获取全局最优解,而在多标号问题中可以获取带有很强特征的局部最优解。但对于含有噪声或遮挡物等复杂的图像,分割结果不完整,效果并不令人满意,提出了一种基于形状先验和图割的图像分割方法。以图割算法为基础,加入形状先验知识,使该算法包含更多约束信息,从而限制感兴趣区域的搜寻空间,能够更好地分割出完整的目标,增加了算法的精确度。针对形状的仿射变换,运用特征匹配算法进行处理,使算法更加具有灵活性,能够应对不同类型的情况。实验表明了该算法的有效性。     

基于图割与泛形信息的对象分割方法

针对交互式图像对象分割对用户交互性、分割速度和精度的需求,提出一种融合用户交互中泛化形状(简称泛形)信息的方法.该方法通过能量函数将用户交互中包含的泛形信息(包括区域、边界泛形)与对象、背景外观颜色以及图像梯度信息有机地融合,建立了从全局优化到局部优化的分割框架,并利用高效的图割优化方法进行求解.在全局优化过程中,利用超像素代替像素作为处理的基本单元,在保留原图像空间结构特征的同时大幅降低了全局优化计算的复杂度,并通过区域泛形保证全局整体分割的质量.局部优化过程对全局分割结果边界处的错误进行修正,仅处理某段边界局部范围内的像素,保证了分割速度;同时,边界泛形约束进一步确保了最终分割结果在边界处的准确性.实验结果证明了文中方法在用户交互性、分割速度和精度方面的良好性能.     

多先验形状的图割分割方法*

为了分割图像中的多个目标,提出多先验形状约束的多目标图割分割方法。首先,使用离散水平集框架的形状距离定义先验形状模型,并将这一模型合并到图割框架的区域项中,同时通过加入多类形状先验扩展形状先验能量。然后,通过自适应调节形状先验项的权重系数,实现自适应控制形状项在能量函数中所占的比重,克服人工选择参数的困难,提高分割效率。最后,为使方法对于形状仿射变换具有不变性,使用尺度不变特征变换和随机抽样一致结合的方法进行对准。实验表明,文中方法能够较好分割图像中的多个目标,且能较好克服图像的噪声污染、目标被遮挡等信息缺失问题。     

基于窄带图割的交互式快速目标提取

针对传统算法易陷入局部极值、提取效率不高的不足,运用图割理论,提出一种将目标提取问题转化为能量最小化的组合优化问题的BandCut算法。BandCut通过人机交互获取一个将目标边界包围在内的环状窄带区域,对该区域生成距离图,构造s-t网络,进行最小代价切割获取目标。实验表明,BandCut能获取最优解,提取效率是GrabCut的5倍。     

基于图割的图像分割方法及其新进展

鉴于图割的理论意义和实际应用价值,系统综述了基于图割的图像分割方法. 首先,深入分析了基于图割的图像分割方法的基本原理,主要从定性和定量角度剖析了图割与能量函数最小化之间的关系, 然后,概括了基于图割的图像分割方法的基本步骤,包括能量函数的设计、图的构造和最小割/最大流方法, 其次,系统梳理和评述了基于图割的图像分割方法的国内外研究现状,最后,指出了基于图割的图像分割方法的发展方向.     

基于变宽邻域图割和活动轮廓的目标分割方法

基于图割的活动轮廓算法是一个结合图割优化工具和活动轮廓模型迭代变形思想的目标分割算法。针对算法在迭代过程中对已达目标边界的活动轮廓线所在邻域重复切割的不足,将活动轮廓线分为已达目标曲线段和未达目标曲线段,仅对未达目标曲线段进行膨胀得到可变宽度轮廓线邻域,从而减少了对邻域的切割时间。实验表明,改进算法效率提高为原来的2~3倍。     

基于图割的图像分割综述

从图割的特性与图像的对应性以及图割的能量最小化方面,综述了图割的基本理论框架及基于图割进行图像分割的基本框架;介绍了图割的研究现状及应用领域;指出了基于图割的解题步骤及能量函数的构造方法,从图割存在的问题和研究前景出发,展望了图割未来的研究方向.     

基于核图割模型的肝脏CT图像肿瘤分割

计算机断层成像(CT)对疾病的确诊意义重大,在医学图像的自动检测中应用较多的模型为图割模型,但传统图割算法严重依赖于对复杂区域进行大量建立的模型,运算复杂且不利推广。为此,在传统图割理论基础上引入核函数,提出一种基于核图割模型的肝脏CT图像肿瘤分割算法。通过核函数将原始数据映射到高维空间,并在高维图像数据空间用图割理论对CT图像的肝区与肿瘤区域进行分割,以提取疑似肿瘤区域,解决传统图割模型中需要依赖人机交互和对复杂区域建模困难等问题。由Mercer定理得出,核空间的点积运算不需要显式指定图像各区域的具体模型,进行核推广后克服了传统模型通用性不强的弱点。利用临床CT图像数据对该算法进行分割实验,结果表明,基于核推广后的图割算法能够有效对肿瘤和肝区进行分离,可应用于临床实际中作为肿瘤辅助诊断手段。     

SAR图像分割的改进参数核图割方法

针对合成孔径雷达(SAR)图像的分割问题,提出一种改进的参数核图割方法。对参数核图割方法中的能量函数进行改进,在核空间中考虑分段常数模型,并实现目标函数的空间核化。SAR图像的分割通过能量函数的最小化实现,由不动点迭代估计区域参数,并由图割模型逐步最小化能量函数实现SAR图像的分割。为验证改进参数核图割方法的分割效果,对自然图像进行分割,结果表明,其分割精度达到83%,比参数核图割方法提高了11%。真实SAR图像的分割结果验证了该方法对SAR图像的分割结果优于参数核图割方法。     

基于图割和模糊连接度的交互式舰船红外图像分割方法

针对舰船红外图像分割中的低对比度、边缘模糊和目标灰度不均匀问题, 提出了基于图割和模糊连接度的交互式图像分割方法. 交互方式为矩形笔刷, 选择目标和背景种子点. 分割方法为基于图割的图像分割方法, 引入模糊连接度来计算图割的似然能, 给出了模糊连接度权重的自动确定方法, 提出了基于直方图分解的高斯混合模型(Gaussian mixture model, GMM)成分个数和参数估计方法. 仿真结果表明, 新方法可实现各种复杂环境下舰船红外图像目标的有效分割.     

一种基于Multiway cut的多对象图像分割*

多对象分割是图像处理中的一个难题,基于Multiway cut的图像分割是一种人工交互式多对象分割方法,能够实现图像的粗分割和精确分割。使用分水岭分割图像,把图像分割为属性相似的小区域;根据交互建立节点层次图,构建带权无向网络;不同层次的节点参与不同的运算,采用Multiway cut迭代分割;交互和分割可以多次执行,直至满足用户的要求。实验结果表明,该方法人工参与方便,准确度得到提高,速度满足现场操作的要求。     

模糊相关图割的非监督层次化彩色图像分割

目的 基于阈值的分割方法能根据像素的信息将图像划分为同类的区域,其中常用的最大模糊相关分割方法,因能利用模糊相关度量划分的适当性,得到较好的分割结果,而广受关注。然而该算法存在划分数需预先确定,阈值的分割结果存在孤立噪声,无法对彩色图像实施分割的问题。为此,提出基于模糊相关图割的非监督层次化分割策略来解决该问题。方法 算法首先将图像划分为若干超像素,以提高层次化图像分割的效率;随后将快速模糊相关算法与图割结合,构成模糊相关图割2-划分算子,在确保分割效率的基础上,解决单一阈值分割存在孤立噪声的问题;最后设计了自顶向下层次化分割策略,利用构建的2-划分算子选择合适的区域及通道,迭代地对超像素实施层次化分割,直到算法收敛,划分数自动确定。结果 对Berkeley分割数据库上300幅图像进行了测试,结果表明算法能有效分割彩色图像,分割精度优于Ncut、JSEG方法,运行时间较这两种方法也提高了近20%。结论 本文算法为最大模糊相关算法在非监督彩色图像分割领域的应用提供指导依据,能用于目标检测和识别领域。     

基于图割与均值漂移算法的脊椎骨自动分割

为提高图割算法的效率并减少用户交互量,提出将图割与均值漂移算法结合应用的脊椎骨自动分割方法。该方法利用均值漂移算法产生的区域邻接图代替像素点图,从而大幅减少参与图割算法的顶点和边的数目,并有效利用了均值漂移良好的边界结构保持特性。实验结果表明,该方法有效地结合了两者的优点,提高了算法的精度和速度,并减少了用户交互量。     

模糊熵的区域合并和图割的快速矿岩分割

目的 针对现有区域合并和图割的结合算法没有考虑矿岩图像模糊特性,导致分割精度和运行效率较低,模糊边缘无法有效分割的问题,利用快速递推计算的最大模糊2-划熵信息设置以区域为顶点的图割模型似然能来解决。方法 首先利用双边滤波器和分水岭算法对矿岩图像进行预处理,并将其划分为若干一致性较好的区域;然后利用图像在计算最大模糊2-划分熵时,目标和背景的模糊隶属度函数来设计图割能量函数似然能,使得能量函数更接近模糊图像的真实情况,期间为了提高最大模糊2-划分熵值的搜索效率,提出了时间复杂度为O（n²）的递推算法将模糊熵的计算转化为递推过程,并保留不重复的递推结果用于后续的穷举搜索;最后利用设计的图割算法对区域进行标号,以完成分割。结果 本文算法的分割精度较其他区域合并和图割结合算法提高了约23%,分割后矿岩颗粒个数的统计结果相对于人工统计结果,其误差率约为2%,运行时间较其他算法缩短了约60%。结论 本文算法确保精度同时,有效提高矿岩图像的分割效率,为自动化矿岩图像高效分割的工程实践提供重要指导依据。     

图像分割的自适应交互核图割模型

为了克服图割模型算法在实现图像分割时需要人为选定参数,以及图割模型可能会陷入局部最小值的不足,考虑到交互图割是一种灵活的全局最优算法,提出了基于EM方法的交互核图割算法。数据映射到核空间,构造了新的目标函数,这样可以更有效地解决分类分割问题;为了估计交互图割所需要的参数以及图割算法所需要的各种阈值,采用EM算法来估计这些参数,避免人为随机选取可能造成的不利影响,因而该方法是一种自适应的分割算法。实验结果表明,相对于交互图割算法,该算法分割合成图像时具有更低的误分率,处理光学等图像时,分割结果更准确,保留图像细节信息的能力更强。     

彩色图像色度距离权值的图论分割算法

提出利用色度距离特征权重的图论分割算法,对彩色图像进行区域分割分析。利用图论和HSI模型,解决自然灾害图像的分割问题。针对复杂的自然图像,将图像像素转换为图论中的节点,构造基于像素点HSI模型的带权无向图;构建带权无向图的图论分割权函数及分割准则,形成区域相似度判别方法;结合实际分割需求,对图论分割后的离散区域进行二次吸收与合并运算,获取连续兴趣区域;对分割的结果与其他算法进行了比较与分析。     

Investigations on adaptive connectivity and shape prior based fuzzy graph-cut colour image segmentation

Image segmentation is a challenging problem in computer vision with wide application. It is a process which considers the similarity criterion required to separate an image into different homogenous connected regions. First, an Optimized Adaptive Connectivity and Shape Prior in Modified Graph Cut Segmentation method has been applied to handle the structural irregularities in images. Second, an Optimized Adaptive Connectivity and Shape Prior in Modified Fuzzy Graph Cut Segmentation (Opac-MFGseg) is proposed to partition the images based on feature values. In this method, a fuzzy rule based system is used with optimization algorithm to provide the information on how much a specific feature is involved in image boundaries. The graph obtained from this fuzzy approach is further used in adaptive shape prior in modified graph cuts framework. Moreover, this method supports moving images (videos). In such a situation, a fully dynamic method called Optimized Adaptive Connectivity and Shape Prior in Dynamic Fuzzy Graph Cut Segmentation (Opac-DFGseg) method is proposed for the image segmentation. The effectiveness of the Opac-MFGseg and Opac-DFGseg methods is tested in terms of average sensitivity, precision, area overlap measure, relative error, and accuracy and computation time.     

结合小波系数的Normalized Cut分割算法

为了提高normalized cut分割算法的准确率,结合小波系数调整图像的亲和矩阵。首先采用小波系数计算图像的边缘信息,然后使用边缘信息对原始图像构造一个图,求取图的拉普拉斯矩阵的前K个特征值,并对第二个特征值对应的特征向量进行分类,得到最终的分割结果。使用一些自然图像进行了验证,结果证明新方法能提取目标更为细致的细节,保留更多有用的信息。