视频运动对象的自动分割

视频运动对象的分割技术在运动视觉检测和新的MPEG-4视频编码标准中十分重要，提出了一种运动对象分割算法，该算法采用序列图像帧间差的高阶统计量(Higher Order Statistics，HOS)假设检验，确定运动对象的位置，自动分离运动区域与背景；根据三帧序列图像中前后帧差图像灰度边缘重合的部分为中间帧运动对象的边缘来有效地解决运动对象前后帧的遮挡问题；采用形态滤波的方法填充分割出的运动对象二值模板中的空洞，消除残余噪声及平滑边缘，分析和实验证明，该算法需要调整的参数少，抗干扰能力强，可以高效率地进行运动对象的自动分割，此外，该算法具有潜在的并行机制，易于实现实时运动图像处理。     

一种快速的视频刚体运动目标检测算法

检测速度慢、准确度低是传统视频运动目标检测方法普遍存在的问题,为克服以上缺点,结合帧间差分和变分水平集方法提出一种新的运动目标检测算法。通过改进的帧差法快速初始化运动区域,并将其作为初始水平代入无需重新初始化的水平集演化方程进行演化,利用强度和光流信息控制水平集演化最终停止在目标边界处。实验结果表明,该算法具有检测速度快、准确性高的特点,是一种有效的视频刚体运动目标检测方法。     

一种新的背景减运动目标检测方法

结合图像亮度归一化和二维交叉熵的思想提出了一种针对光照变化鲁棒性强的运动目标检测算法。该算法对每幅视频帧图像进行亮度归一化处理,采用一种改进的均值滤波法初始化背景并自动进行背景更新,这种改进的方法在初始化期间有目标出现时仍能得到满意的背景图像,利用二维交叉熵的思想自动选取阈值对背景减得到的差分图像进行分割以检测出视频序列中的运动目标区域。实验结果表明：该运动目标检测算法实时有效,且对光照变化具有很强的鲁棒性。     

基于改进活动轮廓的视频对象自动分割及跟踪算法

为了能够从视频序列图像中准确地提取出运动视频对象,提出了一种基于改进活动轮廓的视频对象自动分割及跟踪方法。该方法首先采用连续帧间差的4次统计量假设检验来确定视频对象的运动区域,并使用形态滤波消除残余噪声和空洞;然后根据3帧序列图像得到的前后运动区域的相与运算来有效地解决运动视频对象前后帧的遮挡问题,以获得视频对象模板,当提取出视频对象模板的边缘轮廓后,再用梯度向量流场作为外力的改进活动轮廓算法来获得视频对象的精确轮廓;最后以此视频对象的轮廓为基础进行运动补偿,以得到下一帧图像的初始曲线,再使用改进的活动轮廓算法对下一帧图像进行分割,即可实现视频对象的跟踪。该方法不仅能够消除差分图像中的显露背景,得到运动视频对象精确的轮廓,并且可进行多目标的分割与跟踪。     

一种视频序列图像中运动目标的分割算法

提出了一种新的用于检测视频序列图像中运动目标的算法。该算法通过对差帧图像进行模板检测及形态学滤波,并结合Canny算子边缘检测获得运动目标的分割掩模,提取出运动目标。实验结果表明,该方法能够有效分割运动物体,具有较强的鲁棒性。     

神经元干细胞序列图像的结合局部灰度阈值的水平集分割算法

在光学显微镜成像的神经元干细胞序列图像中,针对目标与背景的弱对比度及细胞粘连、团簇等问题,提出一种新的分割算法.该算法基于无需初始化的水平集算法,通过引入曲率项来加速收敛;为降低算法的复杂度,提出衡量范数能量作为水平集进化的终止条件;最后结合局部灰度阈值法进一步分割粘连细胞.将该算法应用于2组细胞图像序列共120帧图像的分割中,不但解决了时间序列图像成像时焦距偏移带来的分割难题,而且能够准确地分离粘连、团簇细胞,并保留细胞的形态特征和位置信息.统计结果表明,分割成功帧所占整个序列的百分率较分水岭算法、传统水平集分割算法提高了30%～40%.     

亮度特征自相关和GMM相结合的目标检测

基于混合高斯模型(GMM)的背景建模算法被广泛运用于运动目标检测,但在一些发生快速光照变化的视频序列中,不能正确地检测出运动目标。此外在对GMM参数进行初始化时,若初始化图像中存在运动目标,则目标检测的结果会出现初始化图像中的运动目标,从而导致误检测。针对上述问题,提出一种基于亮度特征自相关的GMM算法,该算法根据亮度特征自相关参数判断初始化图像中是否存在运动目标,利用亮度特征自相关参数的拟合值判断当前帧是否发生快速光照变化,运用GMM和亮度差值相结合进行目标检测。对实际摄取的视频进行仿真实验,结果证明,该算法在GMM初始化图像存在运动目标的干扰条件下,能够较好地从发生快速光照变化的视频序列中提取出运动目标,满足准确性和实时性的要求。     

基于运动信息与多尺度分水岭的视频目标分割

从视频序列中提取视频目标是基于内容编码中的一项关键技术。提出了将高阶统计运动检测和多尺度分水岭相结合的视频目标分割算法。该算法首先利用高阶统计运动检测算法检测出运动区域,通过后处理得到运动目标的初始模板。然后,用小波变换对视频图像进行多分辨率分解。在最低分辨率上应用分水岭算法分割得到具有精确边缘的分割区域,通过将区域融合后的区域逐步投影到高分辨率图像上并结合高分辨率图像上的分水岭算法逐步提取出具有精确边缘的区域。最后,将运动目标的初始模板和多尺度分水岭分割得到的区域结合起来提取出具有精确边缘的视频对象。实验结果表明该算法能有效地分割和提取出视频序列中的视频对象。     

基于运动信息与马尔可夫彩色聚类的运动目标分割

针对视频序列图像中的运动目标分割,论文提出了将运动检测和马尔可夫彩色聚类相结合的运动目标分割算法。该算法首先利用基于统计模型的运动检测算法,通过后处理,得到运动目标的初始模板。然后,利用区域生长算法进行彩色图像的初始分割,在初始分割的基础上应用马尔可夫随机场模型进行彩色聚类,得到具有精确边缘的分割区域。最后,将运动目标的初始模板和彩色精确分割结合起来提取出具有精确边缘的运动目标。实验结果表明该算法能有效地分割和提取出视频序列中的运动目标。     

基于马尔可夫随机场与活动轮廓的运动目标分割

针对视频序列图像中的运动目标分割,提出了将马尔可夫随机场模型和活动轮廓模型相结合的运动目标分割算法。该算法首先利用马尔可夫随机场模型的运动检测算法,得到运动目标的初始模板。在此基础上提取出活动轮廓模型的初始轮廓点,然后构造活动轮廓模型的能量函数。用改进的贪婪算法求得能量函数最小值,提取出运动目标的精确轮廓,从而得到具有精确边缘的运动目标。实验结果表明该算法能有效地分割和提取出视频序列中的运动目标。     

一种去除运动目标重影的图像镶嵌方法研究

针对图像镶嵌过程中如果图像序列中存在运动目标就会引起重影的问题,文中提出了一种新的去除运动目标重影的图像镶嵌方法。算法首先对视频图像进行了运动分割,在图像匹配阶段采用边缘特征点进行匹配,并由马尔可夫随机场模型生成运动目标的二值模板,剔除掉运动目标二值模板上的边缘点,从而保证图像匹配的准确率。在镶嵌阶段使用活动轮廓模型生成一条最优镶嵌线,产生的镶嵌线充分考虑了图像的边缘特征和梯度信息,确保了镶嵌后图像两边纹理差异更小。从连续视频帧中选取多帧图像进行实际的图像镶嵌,实验结果表明文中算法取得了较好的效果。     

基于变分水平集的图像分割模型

基于传统的变分水平集方法的图像分割,水平集函数必须周期性地重新初始化使之保持为符号距离函数,这存在如何选择重新初始化的时间和方式的难题.Li模型通过在能量泛函中引入一个内部约束能量,去除了水平集函数在演化过程中需重新初始化的难题.通过对Li模型的分析,提出了一个新的变分水平集的分割模型.该模型通过在能量泛函中加入一个较简单的内部约束能量,同样可以实现水平集演化过程中的无需重新初始化.并且通过对边缘停止函数的重新定义,引入了新的外部能量,使得本文模型对噪声图像的分割更具鲁棒性.实验表明无论是在收敛速度上,还是在对噪声图像的分割质量上,本文模型和Li模型相比都具有一定的优势.     

基于声纳图像的水平集分割算法研究

针对现有的图像分割方法无法准确地分割声纳图像的问题,提出了一种改进的水平集声纳图像分割方法。介绍了LBF能量模型,借鉴其无重初始化的水平集演化思想。为克服声纳图像中复杂背景带来的负面效应,利用形态学顶帽—底帽变换对声纳图像进行预处理,并在此基础上进行无需初始化的水平集分割。进行仿真对比实验,实验结果显示:与LBF能量模型相比,改进的水平集分割方法更加适应于背景不均匀的声纳图像分割。     

基于C-V模型的脑白质疏松症磁共振图像病变区域分割

针对脑白质疏松症病变区域在磁共振图像的T₂加权像上呈现斑块状或融合成片状的高亮信号这一特点,提出了一种基于C-V模型的水平集分割方法对病变区域进行图像分割。首先,对C-V模型进行改进以避免重新初始化问题;然后,使用Otsu阈值法对图像进行预分割,将预分割的结果直接作为改进C-V模型的初始轮廓;最后,利用水平集方法进行曲线演化,得到最终的分割轮廓。实验结果表明,该方法能较为准确地分割出病变区域,实现病变区域的计算机自动快速分割,对脑白质疏松症临床辅助诊断和预后判断有一定的应用价值。     

基于变分水平集的图像模糊聚类分割

结合变分水平集方法和模糊聚类,提出了一个基于变分水平集的图像聚类分割模型.该模型引入了一个基于图像局部信息的外部模糊聚类能量和一个新的关于零水平集的正则化能量,使得该模型对噪声图像的聚类分割更具鲁棒性.通过在能量泛函中加入一个内部约束能量约束水平集函数为符号距离函数,可以使水平集演化过程无需重新初始化.进一步提出了一种变分形式的聚类中心更新方法,实现了半监督的图像聚类分割.实验中采用不同类型的图像与FCM聚类模型、CV模型、Samson模型进行了对比实验,实验结果显示,该模型能够克服图像中噪声的影响,取得较满意的聚类分割效果.     

一种改进的变分水平集的图像分割算法

为了解决灰度不均匀现象对医学图像的干扰问题,提出了基于局部极性信息的活 动轮廓模型。通过引入局部图像信息,该模型能有效地分割灰度不均匀图像。在规则化项中增 加的能量惩罚项,使得水平集函数在演化过程中保持为近似的符号距离函数。该算法将图像分 割问题归结为曲线能量泛函的最小化,首先建立包含局部灰度信息（极性信息）和改进的符号 距离函数的曲线演化能量泛函;然后采用变分水平集方法求解能量函数的最小值,得到最终的 分割结果。真实医学图像和人工合成图像的实验结果表明,此方法对灰度不均匀的医学图像有 较高的分割精确度,在图像分割速度上有较大提高。由于利用了局部灰度信息,可以有效地分 割灰度不均匀的医学图像,而改进后的变分水平集可以完全避免重新初始化,使得图像分割效 率大大提高了。     

基于模糊聚类水平集的医学图像分割方法

医学图像分割是图像分割的一个重要应用领域,医学图像普遍存在高噪声、伪影、低对比度、灰度不均匀、不同软组织之间与病灶之间边界模糊等特点,因此运用聚类算法,结合李春明模型(LCM)和两相水平集分割方法(CV),首先选用合适的滤波器对医学图像进行去噪,然后使用模糊C均值算法(FCM)获得图像的先验模型;并对传统的CV模型进行改进,对图像进行细分割。实验表明,该模型可以解决图像高噪声、弱边界问题,并可以有效避免重新初始化,对边缘更加敏感,可提高分割精度,有效的抑制噪声,明显的减少迭代次数和时间,具有一定应用价值。。     

结合梯度和区域信息的多尺度水平集图像分割

提出了一种结合梯度和区域信息的多尺度水平集图像分割算法。该算法结合梯度和区域信息构造能量函数,在梯度约束项中,构建了一个基于小波高频分量的边缘检测函数,在区域约束项中,运用经典C-V模型的区域项,得到混合C-V模型,采用变分法求解,并消除了水平集的重初始化。利用小波变换首先在逼近图像中运用混合C-V模型得到粗分辨图像的一个粗尺度分割,再对当前粗尺度下的最终轮廓线作内插操作,将得到的近似轮廓曲线作为初始水平集函数在原图像中运用消除重初始化的C-V模型演化得到最终的分割。实验结果表明,在同样的模型参数条件下,该方法具有比传统方法更高的演化效率和分割质量。     

双Level Set遥感影像建筑物检测

对传统的基于梯度的Level set方法和基于区域的Chan-Vese分割模型进行分析,提出结合局部梯度和同质区域全局均值信息的双水平集遥感影像分割模型,并利用变分法得到曲线的演化方程。该模型引入一种内部约束能量项近似地表示符号距离函数,使算法摆脱了重新初始化符号距离函数的缺陷,提高了曲线的演化速度,且可以同时分割出多类目标。在建筑物检测中可以同时检测出建筑物的向阳区域、屋顶和阴影区域。实验表明,该方法是一种有效的建筑物检测方法。