Directional filter bank-based segmentation for improved evaluation of nondestructive evaluation images

This paper introduces a directional filter bank (DFB) for segmentation of NDE images containing directional information. The DFB is used to split an image into a desired number of sub-band images with each sub-band image containing features belonging only to a given angular range. The DFB is a two-channel decomposition employing the Quincunx sampling matrix and the diamond half band filter pair. The DFB is also designed to incorporate the property of perfect reconstruction or alias free reconstruction. Applications of the DFB towards segmenting C-scan images of fiber-reinforced composites, magnetic flux leakage (MFL) images of seamless tubes, IR images of solar cell panels and optical images for the computation of area coverage in a shot-peening process are discussed.     

基于多尺度小波边缘检测改进GVF snake的颈部淋巴结超声图像轮廓提取

提取超声图像的轮廓对医学诊断有着积极意义。然而,由于超声图像具有目标与背景间对比度低、信噪比低等特点,以往的边缘检测算法在解决图像噪声、精确定位边缘以及获得连续光滑的边缘线之间的矛盾均未得到理想的效果。GVF snake能较好地解决以上矛盾,且具有更大的捕获范围和更强的凹陷域收敛性。但GVF snake初始轮廓线需手工勾勒,不仅比较繁琐,而且目标提取的结果在很大程度上受人工初始化的影响。为此,提出一种多尺度小波变换模极大值与GVF snake算法结合的方法来提取颈部淋巴结超声图像轮廓。该方法首先运用小波变换模极大值多尺度边缘检测算法得到目标图像的边缘图,再在边缘图上分别选取上、下、左、右四个不同方向若干个特征点,即可自动获得较为客观的初始轮廓线,最后利用GVF snake模型提取图像的精确轮廓。实验表明该方法能得到目标图像连续光滑的轮廓线,同时比GVF snake提取的轮廓更加精确,更能反映轮廓的局部细节。此外,由于初始轮廓更加接近给定图像的真实边缘,从而减少了梯度矢量流力场迭代(GVF)次数,提高了轮廓的收敛速度。     

基于直方图梯度计算的 T2加权脑部 MR 图像自动分割

针对脑部核磁共振图像分割问题,提出了一种直方图梯度计算方法。首先,对 MR 图像的直方图进行平滑处理,从而去除三个体素中出现的最低灰度级;然后,在预处理后的直方图上计算梯度;最后,计算对象数和其所在位置的梯度,并对图像进行自动分割。基于直方图处理进行梯度计算,大大降低了计算复杂度。在 T2加权脑部 MR 图像上的实验结果表明,该方法可以有效地从二维和三维图像中提取出主要脑部区域,并在临床环境中获得的人类脑部 MR 图像上成功实施,分割效果优于其他几种现有分割算法。     

交叉口入口路段车流量及车辆换道率检测研究

针对交叉口入口路段交通视频中存在车辆遮挡严重、频繁走停以及频繁换道插队等特点,提出了一种获取交叉口停车线后大视野范围内车流量以及车辆换道率的检测方法.首先采用多级虚拟特征线生成多级时空图,对车辆进行快速检测和分割,获得车辆候选区域;然后对车辆候选区域内局部特征点进行初步分组和跟踪,并根据相同组内特征点运动趋势相似性来修正分组,解决车辆遮挡问题,用于检测车辆换道率;最后将多级时空图与特征点跟踪相结合,进行相互反馈,实现对车辆准确分割和鲁棒跟踪,避免车辆行驶中走停的影响.实验结果表明,通过该方法能实时准确地获取大视野范围内交叉口入口路段车流量和车辆换道率的交通参数.     

基于超像素分割和多方法融合的SAR图像变化检测方法

针对基于像素的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像变化检测会造成虚警较高、结果破碎的问题,提出一种基于超像素分割和多方法融合的SAR图像变化检测方法。首先引入基于简单线性迭代聚类(Simple Linear Iterative Clustering,SLIC)的超像素分割方法,通过对主辅图像进行联合分割,得到符合实际地物边界的超像素分割结果;同时,利用3种基于像素的变化检测方法获取初始变化检测结果;接着,利用超像素分割结果和初始变化检测结果进行两个层次的众数投票,去除检测结果中由于噪声引起的虚警和连通域中的孔洞。选取两个时相的苏州Radarsat-2单极化SAR图像开展变化检测实验,实验结果表明该算法在保持较高检测率和有效边界的基础上,能够显著降低虚警。     

顾及面积和位置差异的高分遥感影像分割质量评价方法

高分遥感影像分割质量对面向对象分类精度有着重要的影响,良好的影像分割质量有利于得到较高的分类精度。对高分遥感影像分割质量进行评价,从而找到最优的分割结果就显得十分重要。通过对比参考对象和分割对象之间的面积和位置差异,提出了一种新的高分遥感影像分割质量评价方法。将该评价方法应用于GeoEye-1高分遥感影像分割质量评价,试验结果表明:该评价方法能客观地评价影像分割质量,所得到的最优分割结果与参考对象边界匹配程度高,有利于影像后续的分类。     

基于红外热像检测的截齿煤岩截割特性与闪温分析

为实现采煤机截割过程中煤岩界面的精确动态识别,对采煤机截齿截割煤岩过程中的红外热像特性以及瞬态闪温差异进行研究,建立采煤机截齿煤岩截割试验台,分析得到截齿截割煤、岩过程中的温度演化规律及闪温特征.研究结果表明,截齿截割煤、岩过程中在齿尖一侧均产生突兀的点状闪温区,截岩时高温区范围与闪温瞬态峰值明显大于截煤过程,其二者峰值差与采煤机牵引速度及滚筒转速成正比,且煤岩硬度差异越大,截齿温度场峰值差越明显.研究结果为实现煤岩界面动态识别提供了重要的理论及数值依据.     

小波-Lagrange方法进行医学图像层间插值

目的 医学图像3维重建通常需要进行层间插值.现有的插值方法虽然种类较多,但在进行医学断层图像插值时,很多方法并不能兼顾图像灰度和目标形状的变化,且计算过程过于复杂.鉴于此,提出一种基于小波与Lagrange多项式相结合的插值方法.方法 首先对原始图像进行小波变换,获得图像边缘对应小波系数的位置信息,在断层图像的相应小波系数之间运用Lagrange多项式进行强度和位置插值.结果 通过实验验证,采用本文方法插值得到的图像与线性、Cubic插值方法相比,不仅在灰度值不等点方面减少了10%~50%,均方误差平均下降了3%,而且目标组织轮廓特别是拐角剧烈变化处可改善伪轮廓现象,介于原始断层图像之间,能够满足医学图像层间插值的要求.结论 与线性插值方法、Cubic插值方法相比,新算法由于引入了小波变换这个工具,可将图像剧烈变换部分提取出来,因此,本文方法在处理图像剧烈变化的情况时略有优势.新算法得到的插值图像质量有所提高,计算误差有所降低,可有效用于医学图像目标组织的3维重建.