一种改进近邻传播聚类的图像分割算法

针对近邻传播（Affinity Propagation,AP）聚类算法存在运算复杂度高且未考虑数据点密度对聚类效果的影响的问题,提出一种改进的近邻传播聚类算法并应用于图像分割。首先,在度量数据点之间的相似性时,考虑到密度差异对数据点成为类代表点可能性的影响,利用密度聚类的思想设置偏向参数,同时引入数据点的空间邻近位置信息,充分利用图像信息,提高相似度矩阵构造的合理性,增强聚类的内聚性,并提高分割精度;其次,为降低计算相似度矩阵的复杂度,减小计算机内存开销,引入Nystr?m逼近策略求解相似度矩阵,提升了算法的效率。实验表明,改进后的算法与传统的近邻传播聚类算法相比获得了更好的图像分割效果。     

改进近邻传播聚类的彩色图像分割

针对近邻传播(AP)聚类算法存在运算时间长、空间复杂度高而难以应用于较大规模图像数据处理的问题,提出一种将mean shift(MS)算法和AP算法相结合的彩色图像分割方法——MSAP算法.首先应用MS算法对输入目标图像进行预分割,将分割后的区域数目代替原图像像素点数目作为AP算法输入数据的规模,计算每个区域中所有像素的彩色向量平均值,并将其作为AP算法输入的数据点,选用数据点间的距离作为相似度的测度指标;然后应用AP算法在数据相似度矩阵上进行聚类,得到最终的图像分割结果.实验结果表明,与AP算法相比,MSAP算法在运行时间和分割效果方面都有显著的提高.     

基于模糊连接度的近邻传播聚类图像分割方法

针对现有近邻传播聚类图像分割方法分割精度低的问题,提出一种基于模糊连接度的邻近传播聚类(FCAP)图像分割算法。针对传统模糊连接度算法不能得出任意点对间模糊连接度的不足,结合最大生成树提出了全模糊连接度算法。FCAP算法先使用Normalized Cut超像素技术进行超像素分割,这些超像素可以看作数据点以及它们之间的模糊连接度;然后使用所提出的全模糊连接度算法计算超像素间的模糊连接度,根据模糊连接度和空间信息计算超像素的相似度;最后使用近邻传播(AP)聚类算法完成分割。实验结果表明,FCAP算法明显优于超像素处理后直接使用AP聚类算法进行分割的方法,并且优于无监督图像分割方法。     

基于互近邻一致性的近邻传播算法

近邻传播(AP)算法是一种新提出的聚类算法,是在数据点的相似度矩阵的基础上进行聚类,通过数据点之间交换信息,最后得到聚类结果。提出了基于互近邻一致性近邻传播算法,即KMNC-AP算法,该算法利用互近邻一致性调整数据点之间的相似度,进而提高聚类效率和精确度。实验结果表明,该算法在处理能力和运算速度上优于原算法。     

面向大规模数据集的近邻传播聚类

近邻传播聚类在计算过程中需构建相似度矩阵,该矩阵的规模随样本数急剧增长,限制了算法在大规模数据集上的直接应用。为此,提出一种改进的近邻传播聚类算法,利用数据点的局部分布,借鉴半监督聚类的思想构造稀疏化的相似度矩阵,并对聚类结果中的簇代表点再次或多次聚类,直至得到合适的簇划分。实验结果表明,该算法在处理能力和运算速度上优于原算法。     

密度敏感的层次化聚类算法研究

以密度敏感距离作为相似性测度,结合近邻传播聚类算法和谱聚类算法,提出了一种密度敏感的层次化聚类算法。算法以密度敏感距离为相似度,多次应用近邻传播算法在数据集中选取一些“可能的类代表点”;用谱聚类算法将“可能的类代表点”再聚类得到“最终的类代表点”;每个数据点根据其类代表点的类标签信息找到自己的类标签。实验结果表明,该算法在处理时间、内存占用率和聚类错误率上都优于传统的近邻传播算法和谱聚类算法。     

基于半监督近邻传播的数据流聚类算法

为了提高进化数据流的聚类质量,提出基于半监督近邻传播的数据流聚类算法（SAPStream）,该算法借鉴半监督聚类的思想对初始数据流构造相似度矩阵进行近邻传播聚类,建立在线聚类模型,随着数据流的进化,应用衰减窗口技术对聚类模型适时做出调整,对产生的类代表点和新到来的数据点再次聚类得到数据流的聚类结果。对数据流进行动态聚类的实验结果表明该算法是高质有效的。     

基于自适应超像素分割的点刻式DPM区域定位算法研究

为解决点刻式直接零件标志(Direct part mark, DPM)码基本单元分割困难、区域定位欠精确等问题, 提出使用超像素分割和谱聚类相结合的算法,对含有DPM区域的图像进行初步分割和精确定位. 首先为提高超像素分割的准确、快速和完整性,本文利用近邻传播聚类思想实现自动聚类得到超像素区域, 并引入边缘置信度调整超像素边缘,形成自适应边缘简单线性迭代聚类 (Adaptive edge simple linear iterative clustering, AE-SLIC)算法. 该算法改进了简单线性迭代聚类(Simple linear iterative clustering, SLIC)超像素分割算法存在的未明确界定超像素区域边缘信息和分割数目无法自适应确定等问题; 其次,将超像素作为谱聚类中图的顶点进行二次聚类, DPM区域内超像素因相似度高而被聚集为一类, 从而完成点刻式DPM区域的精确定位.经实验测试和分析,本文算法得到的超像素分割结果在完整性、 运算复杂度等方面优于常见的超像素分割算法.与基于像素点运算的传统定位算法相比, 本文算法具有良好的实时性、定位准确率和鲁棒性.     

基于分水岭的多目标核聚类图像分割

传统的聚类图像分割方法一般仅仅利用图像中的灰度信息。为了更好地利用图像中的区域和边缘信息,提出一种基于分水岭过分割的多目标模糊核聚类图像分割算法。该算法采用分水岭算法获得图像的过分割区域,采用多目标模糊核聚类算法对区域代表点和分水岭上的像素进行聚类。根据聚类结果将图像中的像素进行标记,得到最终的分割图像。实验结果表明,由于利用了图像区域信息,使得目标能够比较完整地从背景中分离出来。     

基于共享近邻的自适应谱聚类

谱聚类是一种极具竞争力的聚类算法.相似度定义对谱聚类算法的性能有至关重要的影响.本文用两点的共享近邻数目表征局部密度,从而获知隐含的簇结构信息.将这一信息与自调节的高斯核函数结合,提出了基于共享近邻的自适应相似度及相应的谱聚类算法.它满足聚类假设的要求,具有局部密度的自适应性,能有效识别数据点之间的内在联系.典型人工和真实数据集上的实验结果证明了算法的有效性.     

基于HOG和E-SVM的服装图像联合分割算法

针对目前服装图像分割准确率低的问题,提出一种基于HOG特征和E-SVM分类器的服装图像联合分割算法。该算法具体可分为三个迭代的步骤：超像素组合、E-SVM分类器训练、分割传播,并用到辅助数据集。将用户输入的图像结合辅助服装集进行超像素分割,并利用分割传播方法将超像素组合成多个区域。利用分割效果积极的区域的HOG信息训练E-SVM分类器。通过E-SVM分类器以及分割传播方法将输入的图像中的服装分割出来。实验结果表明,该方法能够高准确率地分割出服装图像。     

基于流形结构的多聚类中心近邻传播聚类算法

多聚类中心近邻传播聚类算法（MEAP）,在处理任意形状具有流形分布结构的数据时,往往得不到理想的聚类结果。为此,基于流形学习的思想,设计了一种全新的相似性度量,该相似性度量能够扩大位于同一流形中数据点间的相似性,同时缩小处于不同流形上数据点间的相似性,从而使得相似性矩阵能够准确地反映数据集内在的流形分布结构。将该相似性度量与MEAP相结合,提出基于流形结构的多聚类中心近邻传播聚类算法MS-MEAP（Manifold Structure based Multi-Exemplar Affinity Propagation）,从而有效地拓展了算法处理任意形状具有流形分布结构数据集的能力,同时提高了算法的运行效率。在人工数据集与USPS手写体数据集上进行了实验,仿真实验结果及算法有效性分析证明,MS-MEAP算法相比于原算法在处理任意形状具有流形分布结构的数据时,具有更好的聚类性能。     

结合近邻传播聚类的自适应图像分割

提出一种统一的图像自动分割模型。为了将图像分为颜色、纹理相近的不同的区域,提出了一个处理方法,具体分为两个步骤:首先,用改进的简单线性迭代聚类算法对输入图像进行预处理,即过分割;然后,用其低阶颜色矩表示这些区域的特征,并进一步利用近邻传播聚类算法将这些区域进行合并。在公开的数据集上进行了详细的实验,结果证明了所提算法的有效性和健壮性。     

Color image segmentation based on mean shift and normalized cuts.

In this correspondence, we develop a novel approach that provides effective and robust segmentation of color images. By incorporating the advantages of the mean shift (MS) segmentation and the normalized cut (Ncut) partitioning methods, the proposed method requires low computational complexity and is therefore very feasible for real-time image segmentation processing. It preprocesses an image by using the MS algorithm to form segmented regions that preserve the desirable discontinuity characteristics of the image. The segmented regions are then represented by using the graph structures, and the Ncut method is applied to perform globally optimized clustering. Because the number of the segmented regions is much smaller than that of the image pixels, the proposed method allows a low-dimensional image clustering with significant reduction of the complexity compared to conventional graph-partitioning methods that are directly applied to the image pixels. In addition, the image clustering using the segmented regions, instead of the image pixels, also reduces the sensitivity to noise and results in enhanced image segmentation performance. Furthermore, to avoid some inappropriate partitioning when considering every region as only one graph node, we develop an improved segmentation strategy using multiple child nodes for each region. The superiority of the proposed method is examined and demonstrated through a large number of experiments using color natural scene images.     

基于SLIC和区域生长的目标分割算法

传统区域生长算法的分割结果依赖于种子点的选取,且图像自身的噪声以及灰度值不均匀等问题易在分割目标过程中形成分割空洞,针对以上问题提出了基于超像素的改进区域生长算法。采用拉普拉斯锐化,增强待分割目标边界,之后根据像素灰度相似的特征采用SLIC（简单线性迭代聚类算法）超像素分割将原始图像分割成若干不规则区域,建立不规则区域间的无向加权图,选取种子区域,根据无向加权图以分割好的不规则区域为单位进行区域生长,最后在分割目标边缘处以像素为单位做区域生长,细化边界。对比于传统区域生长算法,改进后的算法在分割结果上受种子点选取影响较小,且能有效地解决分割空洞等问题。对比于聚类分割,Otsu（最大类间方差）阈值分割法等典型算法,该算法在分割精度上具有明显优势。     

A local-spectral fuzzy segmentation for MSG multispectral images

In this article, a segmentation approach for cloud detection in Meteosat Second Generation (MSG) multispectral images is proposed. The proposed algorithm uses recursive segmentation that dynamically reduces the number of classes. This algorithm consists of two steps. First, an initial segmentation of the image is obtained using local fuzzy clustering. The clustering algorithm is formulated by modifying the similarity measure of the standard fuzzy c-means (FCM) algorithm. The new similarity function includes the spectral information as well as the homogeneity and spatial clustering information of each considered pixel. In the second step, a hierarchical region-merging process is used to reduce the number of image clusters. At each iteration, the segmentation algorithm proceeds with a new partition until the final result of the segmentation is obtained. The proposed method has been tested using synthetic and MSG images. It yields a compact and coherent segmentation map, with a satisfactory reproduction of the image contours. Moreover, the different types of clouds are well detected and separated with appropriate accuracy.     

Perceptual hashing for SAR image segmentation

Image segmentation is an important step in the implementation of the interpretation of synthetic aperture radar (SAR) image due to speckle. This article proposes a SAR image segmentation method based on perceptual hashing. The new algorithm is divided into two phases. The first phase is to obtain initial regions with multi-thresholding based on histogram after reducing the speckle noise. The initial regions are used as input data. And the next phase is to merge regions according to the similarity between regions. In this phase, to segment SAR image effectively, the proposed hashing algorithm is used to obtain hash value and similarity between regions, which preserve the texture features of SAR images. In addition, we can obtain a smooth segmentation result by reducing the redundant information with principal component analysis. Furthermore, morphological methods are used to eliminate the uneven background in the segmentation results. These improvements make our algorithm more effective to segment the images with high speed. The experimental results of four real and one synthetic SAR images verify the efficiency of our algorithm.