一种改进的交互式医学图像序列分割方法

本文介绍了一种结合live wire算法和活动轮廓模型的医学图像序列的分割方法.我们通过把live wire算法和图像分割中一般的区域增长方法结合来改进live wire算法,并用改进后的算法来对医学图像序列中的单张或多张切片进行交互式的准确分割.然后计算机利用活动轮廓模型来自动分割相邻的未分割切片.我们通过在活动轮廓模型的边缘点中引入记录已分割物体边缘附近局部区域特征的灰度模型来把已分割切片中的物体与背景的局部区域特征带入相邻的未分割切片中,并用由灰度模型定义的区域相似性代替活动轮廓模型中的外能来引导边缘轮廓收敛到物体的实际边缘.本文还介绍了一种基于live wire算法思想的简单的分割结果交互式修补方法.实验表明我们的算法仅需少量用户交互就能快速准确的从医学图像序列中分割出感兴趣的物体.     

一种基于三维直方图的改进C-V模型水平集图像分割方法

对Chan-Vese提出的基于简化Mumford-Shah模型的水平集图像分割方法(C-V模型)做了改进.传统的C-V模型仅将灰度同(homogeneity)作为区域分离准则,这使其对于对比度明显的图像能够取得很好的分割结果.但单一的分离准则往往致使其在分割噪声信息丰富的、灰度分布复杂的医学、遥感以及自然图像等时产生大量的冗余轮廓.为此,本文在改善C-V模型全局优化特性的基础上,整合图像的灰度分布信息、邻域空间信息以及图像所固有的模糊信息构造三维向量(灰度值、模糊均值和模糊中值),提出了一种基于三维直方图的改进C-V模型水平集图像分割方法.自然图像和红外光学图像的试验结果证明了该方法的有效性.     

一种鲁棒的非均匀灰度图像分割算法

针对非均匀灰度图像分割困难及分割效率低下的问题,该文提出了一种基于活动轮廓模型的高效图像分割算法。不同于传统水平集方法中仅用单一信息定义的能量泛函,该算法结合图像的边缘信息和区域统计信息定义了一个新的能量泛函。边缘信息的利用便于演化轮廓线快速精确地定位至物体边缘;区域统计信息由局部统计信息和全局统计信息构成,一方面,局部统计信息的利用能够有效处理图像的灰度分布不均匀现象,另一方面,全局统计信息的利用避免了轮廓线陷入局部极小值。最后,在轮廓线演化过程中,通过高斯卷积核实现快速规则化,避免了传统模型计算代价高昂的重新初始化或规则化。合成图像和真实图像的实验结果表明,该文算法不仅能够快速有效分割灰度分布不均匀的弱边缘物体,而且对于多灰阶复杂结构物体也能够精确分割;同时,该算法对噪声和初始轮廓线具有较好的鲁棒性。     

基于多特征动态融合模型的海陆分割算法

海陆分割是遥感图像中进行海上目标检测、监视的关键技术.传统的基于灰度的海陆分割算法没有充分利用图像中的梯度、纹理等灰度变化及空间分布信息;而基于梯度或纹理的海陆分割算法又没有考虑到图像本身灰度特性.由此提出基于多特征动态融合模型的海陆分割算法,该算法通过动态融合模型提取多种图像特征,生成综合特征图,并对综合特征图进行分...     

基于SVM能量模型的改进主动轮廓图像分割算法研究

为克服经典主动轮廓模型曲线内外区域能量定义在复杂目标与背景分布情况下的不足,本文将高效的支持向量机有监督学习分类器引入基于Mumford-shah模型的主动轮廓图像分割算法中,提出了基于SVM能量模型的改进主动轮廓图像分割方法.该方法首先利用支持向量机的分类结果对于封闭曲线的内外区域分别构造了一种新的图像能量表示方法,因为分割过程充分利用了有监督学习策略,使得本文提出的算法具有更高的稳定性和更加广泛的适用范围,特别是对目标灰度分布不均或存在多纹理的目标也可以得到较好的分割结果.分割时,首先利用SVM实现粗分割得到目标初始轮廓,然后利用改进的Mumford-shah主动轮廓模型进行精确分割,采用粗分割策略一方面可以大大提高分割速度,另一方面也可以提高了算法的自动化程度.对比实验结果表明本文提出的算法具有更大灵活性和更好的分割性能.     

基于偏移场的双水平集医学图像分割算法

针对医学图像中通常伴有灰度不均、背景复杂,无法被传统水平集有效分割的特点,提出了基于偏移场的双水平集算法。为了去除医学图像中灰度不均对分割效果的影响,算法中引入偏移场拟合项,改进双水平集模型,再由改进后的双水平集算法分割医学图像中的多目标区域。实验结果表明,所提算法能有效地解决灰度不均与背景复杂的问题,将伴有灰度不均的多目标医学图像完全分割出来,获得预期的分割效果。     

基于区域灰度极小值的网孔织物图像分割算法

针对网孔织物图像的对比度低和噪声点多而导致分割结果中存在网孔连在一起和残缺等问题,提出一种基于区域灰度极小值的分割算法以期提高网孔的分割精度.首先利用高斯金字塔缩放和直方图均衡化算法处理图像以增强图像的纹理轮廓和明暗对比度.然后采用一种基于区域灰度极小值的分割算法以解决仅仅依靠灰度值大小而无法正确分割网孔的问题.最后采...     

一种感光不均匀数字PCR荧光图像分割算法

针对传统阈值法难以快速准确分割感光不均匀数字PCR(Polymerase Chain Reaction)荧光图像的问题,提出了一种两步分割算法.第一步,对预处理后的图像采用Otsu算法进行分割;第二步,提取第一步分割不完全的区域,基于图像复杂度确定待分割区域的灰度范围,并基于灰度统计信息计算最优分割阈值,分割结果与第一...     

一种新的红外目标图像分割算法

提出了一种新的红外图像分割算法,它首先选取最佳阈值范围内的一组边缘点作为种子像素,然后根据灰度相似性判决准则生长出目标区域而完成目标分割。实验结果表明,本文提出的算法可以快速、准确、完整地分割出复杂背景图像中不同大小的红外目标。     

典型Otsu算法阈值比较及其SAR图像水域分割性能分析

遥感图像中水域呈现低灰度、灰度起伏小特性。该文从实时性出发,采用1维Otsu算法分割SAR图像。证明了两种典型Otsu分割算法的阈值关系,提出了分割性能评估方法,并通过实测SAR图像对比分析了多阈值分割与单阈值递归分割的水域分割性能。结果表明,与单阈值递归分割相比,多阈值分割能够更好地提取水域轮廓,且漏警率低,可应用于桥梁自动目标识别和景象匹配等方面。     

基于局部图划分的多相活动轮廓图像分割模型

几何活动轮廓模型是图像分割领域的强有力工具。最近,一种基于成对相似性的图划分活动轮廓(GPAC)模型被提出,并有效应用于均质图像分割。但是,该模型的连接权函数仅与图像光谱相关,使得模型在低对比度模糊图像的应用存在较大局限,同时,成对相似性的计算量大,模型的数值实现效率不甚理想。针对这些问题,该文引入测地核函数定义连接权函数,结合多相水平集,提出了基于局部图划分的多相活动轮廓图像分割模型。自然图像的实验结果证明了该模型的有效性。     

Remote sensing image registration via active contour model

Image registration is the process by which we determine a transformation that provides the most accurate match between two images. The search for the matching transformation can be automated with the use of a suitable metric, but it can be very time-consuming and tedious. In this paper, we introduce a registration algorithm that combines active contour segmentation together with mutual information. Our approach starts with a segmentation procedure. It is formed by a novel geometric active contour, which incorporates edge knowledge, namely Edgeflow, into active contour model. Two edgemap images filled with closed contours are obtained. After ruling out mismatched curves, we use mutual information (MI) as a similarity measure to register two edgemap images. Experimental results are provided to illustrate the performance of the proposed registration algorithm using both synthetic and multisensor images. Quantitative error analysis is also provided and several images are shown for subjective evaluation.     

基于改进Markov随机场的高分辨率SAR图像建筑物分割算法

提出了一种基于改进Markov随机场模型的高分辨率SAR(Synthetic Aperture Radar,合成孔径雷达)图像建筑物分割算法.针对高分辨率SAR图像信噪比低和建筑物复杂纹理特性的特点,采用多尺度Markov随机场模型的最大似然准则方法获取图像的初始分割,并在传统Markov邻域能量模型基础之上提出一种新的基于Gabor纹理相似度的邻域势函数模型,采用ICM(Iterative Conditional Model,迭代条件模型)算法进行建筑物分割.多组实际高分辨率SAR图像的实验结果表明,与传统MRF算法等方法相比,本文方法具有更高的分割正确率,同时建筑物边界更为清晰平滑,分割效果较好.     

一种基于EMD的文档语义相似性度量

针对基于EMD(Earth Mover's Distance)的文档语义相似性算法不满足度量公理因而难以在信息检索与数据挖掘中推广应用的问题,该文提出了一种新的基于EMD的文档语义相似性度量--Mdss EMD(Metric fordocument semantic similarity based EMD).首先在分析EMD及现有改进方法缺陷的基础上,给出了文档宽度、虚拟项的概念;随后通过增加虚拟项来对齐文档矢量的总权值,使所有度量公理得到满足;最后,为提高该度量的适应能力及处理速度,还实现了虚拟项相似距离的弹性设计并对EMD算法进行了简化.该方法把EMD扩展到度量空间中来,很大程度上提高了EMD的索引能力与精度,初步实验表明,Mdss EMD的整体性能优于原EMD及现有其它类似方法.     

基于表征转换机的SAR图像目标分割方法

针对SAR(Synthetic Aperture Radar)图像中的目标分割问题,由于目标与杂波空间模式(像素强度和分布)不同,通过分析图像空间模式的方式可达到分辨目标和杂波并分割目标的目的。该文基于表征转换机理论提出一种有效的SAR图像目标分割方法,该算法分析SAR图像中的空间模式,计算其与参考杂波图像的相似程度,最后将与参考杂波相似程度较高的部分消除以达到分割目标的目的,并在衡量相似度部分使用基于累积直方图的自动阈值选取办法。仿真和实测数据的实验验证了此算法的有效性。      

多尺度马尔科夫随机场在基于高分辨率合成孔径雷达影像的城市地物分类中的应用

本文通过基于多尺度马尔科夫随机场模型的最大似然算法及基于传统马尔科夫随机场势函数的像素间Gabor相似方法,使用迭代条件模型对影像进行分割,使用K均值分类算法对分割后的影像进行分类,选择北京市通州区作为研究区,使用上述方法对多幅该区域的高分辨率合成孔径雷达影像进行了分类,新方法可以实现优于传统算法的分割精度,能够清晰区分建筑物之间的边界。     

基于图上随机游走过程的SAR图像图谱分割方法

基于图上的随机游走过程,提出了一种新的合成孔径雷达(SAR)图像图谱分割方法。首先根据SAR图像的统计性质,构造了适合于SAR图像的相似度度量函数;然后在正交谱分解和矩阵逼近理论的基础上,建立了SAR图像图谱分割方法中分类数目的确定准则。最后实现了基于谱聚类的SAR图像分割,并通过实验证明了所提方法的有效性和应用潜力。     

图像区间模糊模型及其在图像检索中的应用

在HSV颜色空间下,通过非均匀量化方法,构建了图像区间模糊模型.在此模型下,图像可以看作是一个区间模糊集合(IVFS,interval-valued fuzzy set).IVFS之间相似性度量可以用来衡量图像之间的相似程度.给出一种基于LP范数距离的IVFS集合度量(简称IVFSLp)并将它应用于图像检索中.实验数据表明:IVF-SLP与直方图距离(histogram distance)和普通模糊集的相似性度量(general fuzzy similarity measure)相比具有更好的性能.     

Automated segmentation of stromal tissue in histology images using a voting Bayesian model

Over the past two decades, digital histology has been clinically approved for the various cancer diagnosis and prognosis tasks including proliferation rate estimation (PRE). Histology images contain two types of regions: epithelial and stromal. PRE is clinically restricted to epithelial tissue because stromal cells do not become cancerous. PRE has very high inter- and intra-pathologist variability and especially among juniors. The major cause of this variability is the stromal area. In this paper, we digitally segment out all stromal areas and present the pathologist with only epithelial areas for PRE. This reduces inter- and intra-pathologist variability. To that end, we propose a Bayesian voting-based model for removal of stromal cells utilizing cells texture and color. Our results on fifty clinical images show that pathologists’ PRE become more accurate and reproducible. Furthermore, PRE of expert pathologists shows very high inter-observer reliability after our fully automated segmentation. We validate our proposed model by testing three aspects and we find: (i) the effect of our segmentation on the clinical decision is the same before and after our segmentation. (ii) the segmentation similarity dice measure is 86.78 % which is a high similarity level. (iii) the time reduction of the pathologist is, on average, over 39 % which also supports the clinical benefit of our proposed work.     

一种度量图像相似性和计算图编辑距离的新方法

 由于在图编辑距离(GED)的计算中合理地为编辑操作定义代价函数相当困难,因此本文提出一种基于图结构的独立于代价函数定义的GED计算方法.它利用边缘方向直方图刻画图的结构,通过计算边缘方向直方图之间的距离来判断图的相异性,从而无需再定义代价函数.Earth Mover’s Distance(EMD)可以准确地计算直方图之间的距离,而且对于图在平面内的旋转所引起的直方图变化具有鲁棒性.为此,本文采用边缘方向直方图之间的EMD计算图编辑距离.将图像用图来表示,利用这种新的图编辑距离度量图像之间的相似性.实验结果表明本文提出的方法可以简单而有效地对图像进行聚类和分类,与基于谱序列计算图编辑距离的方法相比,可以更好地刻画图的结构差异.