鲁棒空间约束的模糊聚类图像分割

目的 为进一步提高分割精度,在模糊聚类的基础上引入统计信息,提出一种鲁棒型空间约束的模糊聚类分割算法。方法 基于局部空间信息的先验概率与后验概率,提出一种新型空间约束项,并通过卷积操作提高运行效率;进而引入负对数联合概率作为测度函数,进一步提高算法对于各像素点所属类别的甄别能力;同时将测度函数与空间约束项整合至目标函数中,通过迭代更新各参数达到最小化目标函数的目的。结果 对于合成图像的实验结果表明,本文算法对于噪声类型和噪声强度具有较强的鲁棒性;对于彩色图像的实验结果表明,在适当的特征描述符的辅助下,本文算法也能够获得令人满意的分割结果和较高的分割精度。结论 本文算法克服了现有算法的缺陷,进一步提升了图像的分割精度。其适用于分割带噪声图像,且在适当纹理特征的辅助下分割彩色图像,与同类算法的比较实验结果验证了本文算法的有效性。     

改进的快速模糊聚类图像分割算法

模糊C均值(FCM)聚类算法用于图像分割具有简单直观、易于实现的特点,但是存在计算量大、运算速度慢、抗噪能力差等问题,为解决上述问题提出了一种改进的快速FCM算法(FFCM),方法将空间信息融入到标准FCM算法中,将图像从像素空间映射到其厌度直方图特征空间,实现了快速聚类,然后在快速聚类的基础上,充分利用像素的邻域特性,依据最大隶属度原则,划分图像像素的类别归属,对隶属度函数做一定改进.实验结果表明,既能快速有效地分割图像,又具有较好地抗噪能力.     

新的鲁棒模糊C-均值聚类分割算法及其应用

针对Krinidis和公茂果等提出的系列鲁棒模糊局部C-均值聚类算法存在聚类中心迭代公式缺乏严格数学理论基础的不足,于是将其聚类目标函数及其约束条件采用拉格朗日乘子法进行严格数学推导,从而获得最优解逼近的隶属度和聚类中心迭代表达式,并通过多次循环迭代实现图像聚类分割。实验结果表明,本文所建议的鲁棒模糊局部C-均值聚类分割算法是有效的,相比现有鲁棒模糊局部C-均值聚类分割算法更适合复杂遥感等图像的分割需要。     

快速鲁棒核空间模糊聚类分割

目的 传统模糊C-均值聚类应用于图像分割仅考虑像素本身的聚类问题,无法克服噪声干扰对图像分割结果的影响,不利于受到噪声干扰的工业图像、医学影像和高分遥感影像等进行目标提取、识别和解译。嵌入像素空间邻域信息或局部信息的鲁棒模糊C-均值聚类分割算法是近年来图像分割理论研究中的热点课题。为此,针对现有的鲁棒核空间模糊聚类算法非常耗时且抑制噪声能力弱、不适合强噪声干扰下大幅面图像快速分割等问题,提出一种快速鲁棒核空间模糊聚类分割算法。方法 利用待分割图像中像素邻域的灰度信息和空间位置等信息构建线性加权滤波图像,对其进行鲁棒核空间模糊聚类。为了进一步提高算法实时性,引入当前聚类像素与其邻域像素均值所对应的2维直方图信息,构造一种基于2维直方图的鲁棒核空间模糊聚类快速分割最优化数学模型,采用拉格朗日乘子法获得图像分割的像素聚类迭代表达式。结果 对大幅面图像添加一定强度的高斯、椒盐以及混合噪声,以及未加噪标准图像的分割测试结果表明,本文算法比基于邻域空间约束的核模糊C-均值聚类等算法的峰值信噪比至少提高1.5 dB,误分率降低约5%,聚类性能评价的划分系数提高约10%,运行速度比核模糊C-均值聚类和基于邻域空间约束的鲁棒核模糊C-均值聚类算法至少提高30%,与1维直方图核空间模糊C-均值聚类算法具有相当的时间开销,所得分割结果具有较好的主观视觉效果。结论 通过理论分析和实验验证,本文算法相比现有空间邻域信息约束的鲁棒核空间模糊聚类等算法具有更强的抗噪鲁棒性、更优的分割性能和实时性,对大幅面遥感、医学等影像快速解译具有积极的促进作用,能更好地满足实时性要求较高场合的图像分割需要。     

基于模糊聚类的图像分割方法

本文分析了模糊聚类在图像分割领域的应用,介绍了模糊集和聚类分析的作用,最后引出了模糊C均值聚类图像分割算法。     

一种快速鲁棒核空间图形模糊聚类分割算法

针对现有鲁棒图形模糊聚类算法难以满足强噪声干扰下大幅面图像快速分割的需要，提出一种快速鲁棒核空间图形模糊聚类分割算法。该算法将欧氏空间样本通过核函数映射至高维空间；采用待分割图像中像素邻域的灰度和空间等信息构建线性加权滤波图像，对其进行鲁棒核空间图形模糊聚类；并引入当前聚类像素与其邻域像素均值所对应的二维直方图信息，获得鲁棒核空间图形模糊聚类快速迭代表达式。对大幅面图像添加高斯和椒盐噪声进行分割测试，实验结果表明:本文算法相比基于图形模糊聚类等分割算法的分割性能、抗噪鲁棒性和实时性有了显著提高。     

用于图像分割的粗糙集改进模糊聚类方法

采用一种新的基于粗糙集理论的图像分割算法。通过提取直方图的外层,以及计算像素点周围的局部模糊程度来更新粗糙度。使用局部模糊粗糙度和待定算子来更新FCM算法中的隶属度函数。从粗糙集理论意义上来说,直方图的外层与上近似有关,而直方图取值与下近似有关。该方法通过对比传统的聚类分割算法和刘华军的改进算法,大大降低了时间复杂度,聚类效果显著。实验证明,该方法收敛性较强,运行时间较短,且具有良好的分割效果。     

基于量子粒子群的改进模糊聚类图像分割算法

提出了一种基于量子粒子群的改进模糊聚类图像分割算法。针对FCM图像分割算法对聚类中心初始值比较敏感的缺点,利用量子粒子群优化算法强大的全局搜索能力寻找最优解,能够有效降低图像分割算法对初始值的依赖程度;同时,用一种新的基于簇密度的距离度量公式来计算图像特征点与聚类中心点的距离,其在确定类中心时考虑数据集的全局信息,并且在迭代过程中采用动态隶属度,能够降低噪声干扰。仿真实验结果证明改进算法具有较好的性能。     

基于Type-2模糊聚类的图像分割算法

模糊C均值算法是图像分割的常用方法,但该算法对噪声非常敏感。为此,提出一种新算法,在模糊C均值算法基础上引进Type-2模糊理论,以提高算法的分割准确性和鲁棒性。该算法对模糊C均值算法中每一个样本的隶属度进行分段线性拉伸,利用拉伸的结果作为一个新的隶属度函数,并用该函数对图像进行分割。实验结果表明,该算法准确性较高,且具有良好的抗噪能力。     

基于模糊率的FCM自适应图像分割方法

提出一种基于模糊率的模糊C均值自适应图像分割方法。该方法根据波谷波峰梯度检测法自动确定模糊聚类数目,利用模糊阈值法快速确定较为准确的初始聚类中心,建立包含特征信息和空间信息的新目标函数,实现图像的自动分割。实验结果表明,该方法的分割速度快、精度较高,具有较强的鲁棒性。     

改进模糊划分的FCM聚类算法的一般化研究

聚类分析是无监督模式识别中的一种重要方法,已广泛应用于数据挖掘、图像处理、计算机视觉、生物信息和文本分析中.在聚类算法中,模糊指数m对聚类结果有十分重要的影响.针对IFP-FCM算法模糊指数m被限定为2的问题,提出了一般化的改进模糊划分的FCM聚类算法GIFP-FCM.通过引入新的隶属度约束,解决了IFP-FCM算法模糊指数m的一般化问题;同时GIFP-FCM算法从Voronoi距离和竞争学习的角度对其鲁棒性和快速收敛性进行了合理解释;其次,通过引入模糊程度系数α,使得FCM算法和IFP-FCM算法分别表示为GIFP-FCM算法在α等于0和α趋于1时的特例.实验结果表明,GIFP-FCM算法较之于IFP-FCM和FCM算法具有更好的鲁棒性和参数适应性;在纹理图像分割中,GIFP-FCM也明显优于IFP-FCM和FCM算法.     

基于改进模糊C均值的海面目标图像分割算法

提出一种图像分割算法,解决水面无人艇在执行目标跟踪与识别任务过程中的图像快速准备分割问题。首先使用均值滤波算法对彩色的海洋背景图像进行滤波,同时利用其非参数性得到图像的聚类中心和类别数,并以此作为初始化参数进行图像的模糊C均值聚类,在此基础上进行大津法Otsu二值化处理实现目标提取。使用BSDS500标准数据集和海洋背景图像对算法的分割效果及效率进行验证,与传统的模糊C均值算法、脉冲耦合神经网络算法、自适应遗传算法以及马尔科夫随机场算法进行对比的结果显示了该算法的有效性。     

一种偏置场环境下的模糊聚类分割算法

针对偏置环境下图像分割问题,提出了一种基于偏置场估计的模糊聚类算法。通过建立依赖于偏置场的模糊聚类目标函数,提出了模糊聚类隶属函数和偏置场估计的迭代算法。该方法较好地处理了传统模糊聚类在偏置场存在的情况下图像分割精度下降问题。实验结果表明,该算法能有效分割具有偏置噪声的图像,其分割精度优于传统模糊聚类法。     

FCM算法在图像目标提取中的应用

针对相对复杂图像目标对象的提取问题,本文先运用模糊C均值聚类算法(FCM)对图像进行模糊分割。再根据模糊分类后的图像,本文设计了一种图像目标提取方法。实验表明,这种方法能还原模糊分类后的图像目标,并使背景部分替换成其他颜色,从而实现图像目标的提取。     

不同形状邻域空间信息的模糊聚类图像分割

在经典的融合空间信息的模糊聚类图像分割方法中,图像像素的空间信息大,都采用正方形的邻域窗来获取。为了更好地分割出图像中的边界及细节信息,对不同形状邻域空间信息的模糊聚类图像分割进行了研究。在该方法中,首先采用圆形、三角形和菱形邻域窗获得图像像素的空间信息,然后分别将这三种空间信息引入到融合空间信息的模糊聚类图像分割中。Berkeley图像上的分割实验表明分别采用圆形、三角形和菱形邻域窗获得图像像素空间信息的模糊聚类图像分割方法在分割性能上要优于融合正方形邻域窗空间信息的方法。     

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.     

基于模糊集理论的医学图像分割的应用

图像分割是医学图像处理、分析、研究的基础。由于人的视觉特性和数字图像本身所具有的模糊性,使得图像分割问题是典型的结构不良问题。而模糊集合论具有描述不良问题的能力,模糊集理论应用于图像分割是针对图像模糊性非常有效的方法。对近年来基于模糊集理论的医学图像分割技术的应用和发展进行了综述和讨论,展望了基于模糊集理论的医学图像分割技术的前景和面临的挑战。