基于分块-空间聚类的图像配准算法

模板匹配算法应用广泛,但不能判断配准结果是否正确,也无法比较不同像对配准结果的准确程度。提出无变形、无旋转情况下分块-空间聚类的图像配准算法,将基准图分块在参考图上配准从而获得基准图的多个配准位置,并对这些位置进行空间聚类从而计算基准图的最后配准位置,并评估配准质量。试验表明该算法配准准确度高,能够正确评估配准质量并比较不同像对配准结果的准确程度。     

基于最小路由代价树的大规模显微图像拼接方法

为了对大规模显微图像进行高质量的拼接,首先提出拼接图的概念及获得高质量全景图像的3个原则,然后采用分块-空间聚类算法配准相邻图像,同时评估配准质量,并计算拼接图的边的权值;最后在此基础上,提出了一种基于最小路由代价生成树的图像拼接方法,该方法通过计算拼接图的最小路由代价生成树来确定所有图像的全局位置,并用来生成全景图像。实验结果表明,该方法可获得高质量的全景图像。     

基于K-means聚类和RANSAC的图像配准算法研究

针对图像配准中特征点匹配方法存在实时性不高和精度低的问题,提出了一种基于K means聚类和RANSAC的图像配准算法。该算法根据匹配点对距离和方向特征的视差约束条件,首先利用K means聚类对匹配点对进行预处理,剔除大部分错误匹配点,然后利用RANSAC进行二次优化,实现了图像的快速和精确配准。实验结果表明,该算法不仅提高了图像配准的精确度,而且提高了图像配准的速度。     

基于改进K-Means聚类医学图像配准

ICP算法广泛应用于医学图像配准,但存在浮动点集初始平移矩阵和旋转矩阵对ICP的影响较大,图像配准容易造成目标函数陷入局部最优值且计算量大等问题。论文提出了基于改进K-Means聚类医学图像配准算法,该方法通过计算出参考图像和浮动图像的质心,获得配准平移初始值;对医学图像坐标进行中心化处理,通过改进的K-Means聚类方法把图像坐标聚成2类;把这2个聚类中心拟合成一条直线,求得该条直线的斜率,进而求得相关倾斜角,获得配准旋转初始值;使用BSGO自动选择特征点,得到参考点集和浮动点集。通过实验得出该算法既可用于单模态图像配准,也可用于多模态图像配准;具有运算量少、图像配准速度较快、计算比较简单、精确度较高等特点,并且解决了图像配准容易陷入局部最优的问题。     

基于局部显著特征的快速图像配准方法

针对SIFT算法在进行图像配准时存在提取特征点数目大、无法精确控制、运算速度慢、配准点精度不高的问题,提出一种基于局部显著特征的快速图像配准方法。该方法首先对原始图像和待配准图像进行降采样,对降采样图像分别提取SIFT特征点,并对特征点运用改进的K-means聚类算法进行聚类;然后利用聚类结果筛选聚类区域,在各聚类区域提取显著特征点进行粗匹配;最后利用显著特征点在原始图像中定位显著区域,对所得显著区域进行精配准。实验结果表明,该方法减少了图像匹配时间,控制了特征点数量,在保证匹配准确度的同时,有效地提高了特征匹配的效率。     

基于改进K均值聚类算法的星点聚类研究

针对高分辨率天文图像中的星点聚类研究中存在的 2 个问题：①天文图像的分辨率 较高,且图像处理速度较慢;②选取何种聚类算法对天文图像中的星点进行聚类分析效果较好。 在研究中,问题 1 采用图像分块的方法提高图像的处理速度;问题 2 提出了一种改进的 K 均值聚 类算法,以解决传统的 K 均值聚类算法的聚类结果易受到 k 值和初始聚类中心随机选择影响的问 题。该算法首先在用 K 均值聚类算法对数据初步聚类的基础上确定合适的 k 值,其次用层次聚类 对数据聚类确定初始聚类中心,最后在此基础上再采用 K 均值聚类算法进行聚类。通过 MATLAB 仿真实验的结果表明,该算法的聚类结果与效率优于其他聚类算法。     

基于特征聚类的大视差图像拼接算法

针对大视差图像拼接过程中出现的错位、重影等问题,提出一种基于特征聚类的图像拼接算法。首先,以已匹配的特征点分布为依据在目标图像重叠区域构造泰森多边形。然后使用改进的AGNES层次聚类算法对特征点聚类,合并对应组内特征点所代表的泰森多边形,得到目标图像重叠区域的各个子平面。最后,求解对应子平面的单应性矩阵,并采取就近原则分配非重叠区域的单应性矩阵,对目标图像进行投影变换,得到拼接图像。实验结果表明,所提算法具有较高的配准精度,可有效改善大视差图像拼接过程中出现的误配准和局部失真问题。     

基于IPSO算法的医学图像配准

医学图像配准是医学图像分析诊断的基础,也是图像融合等图像处理需要先行解决的问题。首先用Canny算子提取图像的边缘,再用K-Means聚类算法进行聚类分析提取轮廓特征点,然后提出了一种改进的粒子群优化（IPSO）算法来求解配准所需的空间变换参数。实验结果表明：改进PSO能够迅速地在全局范围内找到最优解,应用于多模态医学图像配准是可行的。     

医学图像配准算法研究

研究图像配准精度优化问题,医学图像由多种图像结合,利用图像各自的特点进行融合.图像配准技术一直被广泛应用在医学图像和遥感图像领域中,针对传统的图像配准算法效率和精度较低等不足,为了提高医学图像配准的准确度,提出了一种将改进的最大熵算法并应用到图像配准的优化过程中,算法首先将输入的待配准图像进行灰度处理,对灰度值进行初始化,然后采用遗传算法的选择、交叉和变异操作对图像进行平滑,并选择最优值,最后采用最大熵算法对图像进行配准选择,算法有效克服了传统遗传算法容易陷入局部最优的缺点.仿真结果表明了改进的算法有效的提高J图像配准的精确度,验证了改进算法是有效的图像配准方法.     

基于改进的曲线傅里叶变换图像配准研究

研究图像配准精确度优化提高问题.图像配准技术一直被广泛应用在医学图像和遥感图像领域中.但由于同一目标不同信息来源的图像之间存在差异,配准造成图像不清晰.传统的图像配准算法效率和精度较低,特别是传统算法的计算复杂度高.为了解决上述问题,提出了一种将改进的曲线傅里叶变换图像配准算法,有效结合了最大熵算法和傅里叶变换算法,采用傅里叶变换算法对图像中感兴趣的区域进行分割,对各个分割区域特点进行描述并组成一定的结构,然后用最大熵算法进行权值训练,从而得到精准的图像配准结果.仿真结果表明,改进的算法有效的提高了图像配准的精确度,验证了改进算法是一种可行性有效的图像配准方法.     

一种基于多主体技术的分布式图像聚类算法

针对医学图像具有对比度较低,不同组织之间的模糊性较高的特点,给出一种基于多主体和数学形态学灰度形态运算的聚类算法。算法采用agent技术和多结构元素结合的模式,用结构元素做智能个体,每个不同类型的agents随机散布在离散空间格点上,在同时刻控制系统驱动下agents根据其自身结构元素的类型用给出的邻域平均算子自主选择作相应的运算进而实现图像聚类。算法无须先验知识和预处理操作,对初始聚类点不敏感,无须事先输入聚类簇数。算法具有分布式并行计算功能和自主分析能力。实验结果验证了该算法的可行性和可靠性。     

基于字典学习的卫星图像压缩算法研究

针对卫星图像的特点及当前卫星图像在传输和存储上面临的问题,提出了一种基于稀疏表示的卫星图像二级无损压缩算法。通过传输稀疏表示后的稀疏系数来代替图像本身的传输,完成对卫星图像的第一级压缩;对非零稀疏系数先作预处理后实现聚类,然后依据聚类索引对原始非零稀疏系数的位置排序;最后对处理后的非零稀疏系数和位置数据分块,并利用改进的自适应哈夫曼算法对非零稀疏系数的数据块编码,利用差分编码和改进的自适应哈夫曼算法对位置数据块编码,完成对图像数据的第二级压缩。实验结果表明,与传统算法相比,所提算法具有明显优势,改进算法的压缩率是传统算法的1/3~1/2,且可同时实现卫星图像的高倍无损压缩与高分辨率重建。     

基于Canopy聚类的噪声自适应模糊C-均值算法

针对局部空间信息的模糊C-均值算法（WFLICM）中空间影响因子容易受到噪声影响出现错误标识的问题,提出一种融合局部和非局部空间信息的模糊C-均值聚类图像分割算法(NLWFLICM),在WFLICM算法的模糊影响因子中引入非局部空间信息,根据噪声程度自适应地设置局部和非局部信息权重,并重新标记中心点的模糊影响因子。实验结果表明,NLWFLICM算法具有比WFLICM算法更强的鲁棒性和自适应性,并在一定程度上提高了WFLICM算法对含有大量噪声图像进行分割的鲁棒性,同时保留了图像的纹理。为了提高算法的聚类性能和收敛速度,结合Canopy算法能够快速对数据进行粗聚类的优点,提出基于Canopy聚类与非局部空间信息的FCM图像分割改进算法（Canopy-NLWFLICM）,可以在NLWFLICM算法聚类前,对聚类中心进行预处理,从而提高收敛速度和图像分割精度。     

一种有效聚类算法的研究和实现

提出了一个基于数学形态学的三维空间聚类算法。该算法通过闭合运算,将空间对象聚成类,一次完成三维空间聚类,可以快速处理非凸的、复杂的聚类形状。由于该算法基于数学形态学,所以易于实现其高性能并行算法。采用实例将算法与普通聚类算法进行了性能比较。     

针对大视差图像拼接的显性子平面配准

目的 针对图像拼接中大视差图像难以配准的问题,提出一种显性子平面自动配准算法。方法 假设大视差图像包含多个显性子平面且每个平面内所含特征点密集分布。对该假设进行了验证性实验。所提算法以特征点分布为依据,通过聚类算法实现子平面分割,进而对子平面进行局部配准。首先,使用层次聚类算法对已匹配的特征点聚类,通过一种本文设计的拼接误差确定分组数目,并以各组特征点的聚类中心为新的聚类中心对重叠区域再聚类,分割出目标图像的显性子平面。然后,求解每个显性子平面的投影参数,并采用就近原则分配非重叠区域的单应性矩阵。结果 采用公共数据集对本文算法进行测试,并与Auto-Stitching、微软Image Composite Editor两种软件及全局投影拼接方法（Baseline）、尽可能投影算法（APAP）进行对比,采用均方根误差作为配准精度的客观评判标准。实验结果表明,该算法在拼接大视差图像时,能有效地配准局部区域,解决软件和传统方法由误配准引起的鬼影、错位等问题。其均方根误差比Baseline方法平均减小55%左右。与APAP算法相比,均方根误差平均相差10%左右,但可视化配准效果相同且无需调节复杂参数,可实现自动配准。结论 提出的显性子平面自动配准算法,通过分割图像所含子平面进而实现局部配准。该方法具有较高的配准精度,在大视差图像配准方面,优于部分软件及算法,可应用于图像拼接中大视差图像的自动配准。     

基于改进FCM聚类算法的隧道火灾受困人员信息化定位方法

为了缓解火灾现场受困人员定位时间长以及定位精度低的问题,研究基于改进FCM聚类算法的隧道火灾受困人员信息化定位方法。采用改进FCM聚类算法分割隧道火灾图像,利用SIFI算法提取完成分割后隧道火灾图像的空间特征,利用Gabor小波方法获取隧道火灾图像空间特征内的面积边缘以及烟雾纹理,建立方向角分布模型以及烟雾变化能量模型,利用所建立模型提取受困人员的动态特性,实现隧道火灾受困人员的信息化定位。实验结果表明,该方法可以有效定位隧道重大火灾、较大火灾以及一般火灾的受困人员,不同火灾烟雾浓度系数的定位精度均高于98.5%,定位时间低于200 ms。     

基于小波变换和kd树聚类的快速纹理分割算法

提出了一种基于小波变换和k均值聚类的快速纹理图像分割算法。该方法包括特征提取、特征平滑、纹理分割三个阶段。其中,特征提取在金字塔结构小波变换的基础上进行;特征平滑利用一种四分法来完成特征图像的噪声平滑和边缘保持;纹理分割则利用kd树作为数据结构来运行k均值聚类算法从而实现纹理图像的快速分割。实验结果表明与直接的k均值聚类算法相比,该方法在运行时间上得到了明显的提高。     

基于改进犹豫模糊C-均值的图像分割

犹豫模糊C-均值(hesitant fuzzy C-means, HFCM)聚类算法在一定程度上处理了图像中不同像素块之间的不确定性, 但由于其目标函数中不包含任何局部空间信息, 因此对噪声比较敏感, 当噪声较大时无法获得较好的分割精度. 针对上述问题, 提出了一种改进犹豫模糊C-均值(improved hesitant fuzzy C-means, IHFCM)的图像分割方法. 首先给出了犹豫模糊元(hesitant fuzzy element)的补齐方法, 然后提出了犹豫模糊元之间的相似性度量, 利用犹豫模糊元之间的相似性度量构造了新颖的模糊因子融合到HFCM的目标函数中, 新的模糊因子不仅考虑了局部窗口中的空间信息而且考虑了像素间的相似性, 平衡噪声带来的影响且保留了图像细节. 最后, 在合成图像、BSDS500数据集图像以及自然图像上的分割实验结果表明, 所提出的IHFCM算法对噪声有良好的鲁棒性, 提升了分割精度.     

层次聚类结合空间金字塔的图像分类

在图像分类中,视觉词典的质量直接影响着图像分类的结果,随着用户的要求提高,K-means聚类算法所构建的视觉词典已无法满足用户对图像分类的需求,为了得到高效的视觉词汇码本,针对构建视觉词典的算法进行研究,通过K-means算法和层次聚类算法的结合来达到这一目的。混合聚类算法采用K-means算法对数据样本进行初步聚类,得到一个粗略的划分;引入信息熵的属性加权,利用信息熵度量某个属性的关键性,信息熵越大的属性对聚类结果的影响越小,计算加权后的类间欧式距离,将距离相近的两个类进行合并;在空间金字塔模型框架中,将改进的混合聚类方法应用到视觉词典的构建中。实验结果表明,结合信息熵的层次聚类算法能有效提高空间金字塔模型的分类准确率。