基于分块采样和遗传算法的自动多阈值图像分割

图像多阈值分割在图像压缩、图像分析和模式识别等很多领域具有重要应用,但是阈值数的自动选择一直是至今未解决的难题.为此,基于分块采样和遗传算法提出一种自动多阈值图像分割算法.首先将一幅图像看成是由像素值组成的总体,运用分块采样得到若干子样本;其次在每一个子样本中运用遗传算法来使样本的均值与方差比极大化;再基于获得的样本信息对阈值数目和阈值进行自动预测;最后利用一种确定性的算法对阈值数和阈值做进一步的优化.该算法无需事先考虑图像的纹理和分割数等先验信息,具有较高的易用性,其计算复杂性对图像阈值个数敏感性较低,且无需进行灰度直方图分析.在Berkeley图像分割数据集上的大量仿真实验结果表明,文中算法能获得较准确、快速和稳定的图像分割.     

基于图像分块的局部区域动态阈值选取方法

全局阈值的边缘检测方法容易导致局部图像的边缘漏检,而将图像分块进行局部检测,又存在局部间阈值差异较大,导致局部边缘误检和漏检。针对此问题,本文提出一种基于图像分块的局部阈值动态选取方法：利用熵对图像分块,考虑上邻域的影响动态求解局部阈值,保证局部间阈值的连续性。将本文方法应用于Robert算子、Canny算法,结果表明可有效提高检测精度,并能增强边缘的连续性。      

自适应多尺度分块压缩感知算法

目的 基于小波域的多尺度分块压缩感知重构算法忽略了高频信号在重构过程中的作用,丢失了大量的边缘与细节信息。针对上述问题,提出一种自适应多尺度分块压缩感知算法,不仅合理利用低频信息还充分利用图像的高频信息,在图像细节复杂度提高的情况下保证图像重构质量的提高。方法 首先进行3层小波变换,得到一个低频信号和9个高频信号,分别进行小波逆变换后分成大小相同互不重叠的块,对低频部分采用2维邻块边缘自适应加权滤波的方法进行处理,对高频部分采用纹理自适应分块采样,最后利用平滑投影Landweber（SPL）算法对其进行重构。结果 与已有的分块压缩感知算法、基于边缘和方向的分块压缩感知算法和基于纹理和方向的分块压缩感知算法相比,本文算法在不同的采样率下,性能均有所提升,代表细节信息的高频信号得到充分重建,改进的算法所得到的重建图像具有较高的分辨率,尤其对细节较为丰富的图像进行重建后具有较高的峰值信噪比;2维邻块边缘自适应加权滤波有效的去除了重建图像的块效应,且重建时间平均减少了0.3 s。结论 将三层小波变换后的高频分量作为纹理部分,利用自适应多尺度分块重建出图像的轮廓与边缘;将低频分量直接视为平坦部分,邻块边缘自适应加权滤波重建出图像细节,不仅充分利用了图像的高低频信息,还减少了平坦块检测过程,使得重建时间有效缩短。经实验验证,本文算法重建图像质量较好,尤其是对复杂图像明显消除了块效应,边缘和纹理细节较清晰。因此主要适用于纹理细节较复杂的人脸图像、建筑图像和遥感图像等。     

工业检测图像灰度波动变换自适应阈值分割算法

工业检测图像经常受到不均光照的影响,对该类图像局部自适应分割算法比全局算法能产生更好的分割效果. 但局部算法中基于分块的算法对分块方法缺乏指导,而基于邻域的算法容易在背景或前景内部产生误分. 针对上述缺点,本文提出了一种多方向灰度波动变换的自适应阈值分割算法. 该算法先从多个方向依照灰度波动对图像进行转换,构造以多维向量为基础的灰度波动变换矩阵, 然后利用主成分分析法(Principal component analysis, PCA)将高维向量压缩至一维并生成变换图像,最后运用Otsu算法分割变换图像. 该算法无需分块,并且仅需波动幅度阈值和布尔型背景色两个参数. 实验结果表明,该算法能够有效减少不均光照对工业检测图像分割的影响, 与Niblack法、Sauvola法等几种局部算法相比,该法在分割效果上具有了明显的提升.     

基于PCA硬阈值收缩的平滑投影Landweber图像压缩感知重构

利用压缩感知理论对图像进行测量和重构时,基于分块思想可有效提高重构速度,但同时会带来较强的块效应.为了解决该问题,在编码端提出了一种基于边缘检测的自适应分块压缩感知测量方案;在解码端提出了一种基于主成分分析(PCA)的平滑投影Landweber(SPL)重构法,该算法运用PCA训练出适合于图像结构的稀疏字典,用于进行硬阈值收缩,从而有效消除了块效应,提升了重构图像的质量.为了提高硬阈值收缩效率和减少训练复杂度,采用了3种基于块的PCA硬阈值收缩方案:全局PCA、局部PCA和分层PCA.仿真实验结果表明:所提出的自适应压缩感知测量方案与SPL重构法相结合,和传统分块压缩感知方案相比,峰值信噪比(PSNR)值均提升了1～3 dB;本文算法,无论在传统分块压缩感知方案下还是在自适应分块压缩感知方案下,与基于方向小波阈值收缩的SPL重构算法相比,均获得了更高的PSNR值.     

基于图像融合的电容成像

为提高电容层析成像系统重建图像质量,提出基于图像融合的电容成像方法.通过电磁场有限元仿真软件COMSOL构建ECT传感器模型进行仿真研究,分别通过共轭梯度算法和奇异值分解算法重建图像,运用基于小波变换的图像融合方法对图像进行处理.仿真及实验结果表明该方法有效改进了ECT图像质量.     

基于模糊阈值分割的ECT图像重建方法

电容层析成像(ECT)技术是近年来发展较快的过程成像技术之一,图像重建算法是其应用的关键。但由于ECT的软场特性,重建的图像往往具有边界模糊效应。提出一种基于模糊阈值的ECT图像重建方法。该方法采用Landweber法进行图像重建,引入模糊阈值法确定重建图像的最佳阈值。采用仿真实验对该方法进行了验证,结果表明:该方法重建图像精度较高,具有较大的实用价值。     

基于SVM的高分辨率SAR图像舰船目标检测算法

针对高分辨率合成孔径雷达(SAR)图像舰船检测对检测精度、智能化水平、实时性和处理效率的要求,在研究了高分辨率SAR图像海洋背景和目标特点的基础上,提出了一种基于支持向量机的高分辨率SAR图像舰船目标检测算法。算法首先设计了一个对分块区域进行线下训练的支持向量机(SVM)分类器对SAR图像分块进行舰船目标区域筛选,进而实现对包含不同观测部分的舰船目标分块的筛选,之后对筛选出的舰船目标区域进行最大熵阈值(KSW)算法进行舰船目标精细检测。采用TerraSAR-X等多幅商业卫星数据进行了实验验证,通过与经典CFAR检测算法的对比得出结论,算法在改善了由斑点噪声和海洋杂波背景不均匀导致检测结果产生大量虚警的同时,检测速度也较之提高了20%~35%。     

基于低层次计算机视觉的超分辨率图像重建

在基于低层次计算机视觉的超分辨率图像重建过程中,角点检测和插值是两个关键的技术。首先在SUSAN角点检测算法的基础上提出了改进算法,改进后的算法根据图块对比度的不同,在确定位于不同图块中的像素的USAN面积时采用了可变灰度阈值,可变灰度阈值的采用,使得检测出的角点分布更加均匀,而角点分布均匀则使得图像配准更加精确,有利于后期的重建工作。其次,提出了一种适合于超分辨率图像重建的插值算法：基于圆区域的自适应插值算法。该算法可以根据待插值点周围的灰度特征自适应决定插值策略,将线性插值、最邻近插值和中值插值法有机地结合在一起。大量的仿真实验证明了提出算法具有运算量小、图像重建后的效果出重,易于实现。     

基于非接触式电阻抗层析成像图像融合方法

电学层析成像技术中的不适定问题和非线性问题影响了图像重建的质量。为提高重建图像的精度，提出一种可变阈值的改进滤波器图像融合算法。通过非接触阻抗传感器提取输出电压的实部、虚部和相位分量，使用Landweber算法分别对这三种分量进行图像重建，运用可变阈值的改进滤波器图像融合算法对三种图像进行图像融合，并通过仿真及实测分析了水相电导率对成像效果的影响。实验结果表明：随着水相电导率的增加，实部图像、虚部图像和相位图像的精度呈下降趋势；而使用图像融合后重建的图像轮廓更加清晰，介质分布、形状及大小均与原图较为接近，图像重建精度更高。     

基于莱维飞行樽海鞘群优化算法的多阈值图像分割

针对Otsu算法用于多阈值图像分割中存在运算时间长和精度低的不足,利用群智能优化算法对图像分割算法进行优化.本文首先应用莱维飞行算法对樽海鞘群优化算法进行改进,将多阈值Otsu函数作为优化算法的适应度函数,利用改进后的LSSA寻找适应度函数的最大值,同时获得相对应的多阈值.其次,通过对几幅基本图像、伯克利大学图像分割库...     

细胞膜机制萤火虫算法优化多阈值Otsu图像分割

图像阈值分割是将灰度图像转换为二值图像的常用图像分割方式.经典多阈值Otsu算法对复杂图像进行分割取得了很好的效果,但是其采用穷举方法来寻找最优阈值是非常耗时的.针对这一问题,本文提出了一种基于细胞膜和自适应步长萤火虫混合优化算法的多阈值Otsu图像分割方法.利用萤火虫算法的启发式搜索来寻找图像分割的最优阈值很好地降低了算法的时间复杂度,并且在萤火虫算法中混合细胞膜算法很好地解决了萤火虫算法的"早熟"现象.实验结果表明,与经典多阈值Otsu法和萤火虫算法优化多阈值Otsu法相比,本文提出的算法具有更高的收敛速度和更好的图像分割效果,并且有效解决了萤火虫算法易陷入局部最优的问题.     

基于模拟退火算法的多阈值图像分割*

针对多阈值图像分割时Otsu算法计算量过大的问题,提出基于模拟退火算法的阈值选取方法。首先依据最大类间方差准则,通过对直方图分析处理得到初始阈值向量,然后将该阈值向量作为初始解,利用改进的模拟退火算法逼近最优阈值向量。较之Otsu算法,该算法的计算量大幅减小,如实验中对图像的三阈值分割,运行效率提高了400多倍。结果表明,该算法能够快速、准确地实现多阈值图像分割。     

基于混沌粒子群算法的多阈值图像分割

针对单阈值图像分割方法在求取比较复杂的图像时效果不理想及粒子群算法容易陷入局部最优且速度较慢等等问题,提出了基于混沌粒子群优化算法的多阈值图像分割方法。该方法利用混沌运动随机性、遍历性和初值敏感性,将混沌粒子群优化算法与多阈值法相结合作全局搜索,实验结果表明了基于混沌粒子群优化算法的多阈值图像分割法用于阈值寻优减少了搜索时间,并且运行时间不随阈值数目的增加而显著增加。     

基于改进差分进化算法的多阈值图像分割

阈值法是一种简单有效的图像分割技术.但是阈值法也有着明显的缺点,即阈值求解的计算量随阈值的增加而指数级增长.为克服多阈值图像分割计算量大、运算时间长的缺点,引入改进的差分进化算法,提出新的变异策略,采用自适应的缩放因子和交叉系数,并新增扰动策略.改进的算法将多阈值分割模型视为优化问题,将最大类间方差法作为目标函数,实现多阈值分割.实验结果表明,和其它算法相比,该算法不仅可以取得正确的分割结果,而且分割速度更快.     

医学图像自动多阈值分割

针对医学图像的自动多阚值分割问题,采用模糊C-均值(FCM)聚类法找到医学图像的不同组织和背景的聚类中心,再利用二雏直方图的方法,找到多阈值分割的各个阈值点进行分割.引用二维直方图的方法可以很好地保留目标的细节信息,更好地抑制噪声.     

多门限二进制编码方法在TM 图像处理中的应用

不同类型的地物具有不同的反射光谱, 在多维光谱空间中构成不同的特征向量, 这便是遥感多光谱图像分析与识别的物理依据。传统方法中有基于单个像元波段亮度的、空间纹理的、变换空间的多光谱图像特征提取与分析方法, 但这些方法并没有直接描述地物的最本质特征-反射光谱曲线。从20 世纪80 年代开始, 当二进制编码的方法提出并在多光谱匹配识别中获得成功应用后,多光谱图像分析处理便可以在这种特征提取的基础上, 研究新的方法。提出一种基于多门限二进制编码的光谱形状描述方法, 这种方法的核心就是将多光谱的亮度范围细分成若干个灰度区间, 也称为多门限, 分别将各波段光谱亮度与多门限进行比较, 从而建立一列能够较详细描述光谱形状的二进制编码, 我们将这种新的特征描述方法应用于多光谱图像的分类、信息提取和变化检测。遥感图像处理实验的结果表明, 这种方法是有效的。     

Otsu方法在多阈值图像分割中的应用

图像分割是数字图像处理中的一个重要问题.该方法改进了传统的最大类间方差法(Otsu法),使其可以应用于图像的多阈值分割.提出以双峰法引导来提高Otsu法多阈值分割图像的运算速度和稳定性.对样本图像的分割结果显示,此算法在分割速度和效果上都取得了较好的结果.     

自然场景图像中叶片区域快速多阈值提取方法

针对自然场景中植物叶片图像分割效果不佳,难以从含有多个叶片的图像中提取出完整叶片区域的问题,提出了一种叶片区域的快速多阈值提取方法。首先,使用人工蜂群算法优化Otsu多阈值选取的过程,以类间方差为适应度函数获取最优的多个阈值,在获取最优多阈值的过程中以迭代的方式自适应地确定出适合于叶片图像的分割阈值数目,然后使用边缘检测,逻辑运算和形态学操作等从多阈值分割结果中去除背景元素,提取独立、完整的叶片区域。实验结果表明,当对包含一个和多个叶片的自然场景图像进行处理时,该方法能够较为快速地得到更为完整、准确的叶片区域。     

用矩保持法分割烧结机尾断面图象

介绍了一种用于图象分割的多阈值自动选择算法──矩保持法。它是基于图象分割前后矩保持不变的原理，利用图象的灰度级直方图自动地确定多个分割阈值，该算法简单、计算量小。用该算法分割烧结机尾断面图象，得到了良好的分割效果。