彩色形态学无人机航拍影像边缘检测算法

现有的彩色形态学梯度算子没有考虑RGB分量间的相关性,容易引入新的彩色值从而改变原始图像的信息,导致图像细节特征的丢失。提出一种基于彩色形态学的无人机航拍影像边缘检测算法。利用RGB颜色空间矢量标准化欧氏距离和夹角余弦相似度,结合人类视觉感知,定义彩色矢量互相关性度量函数;以此函数为准则定义结构单元内彩色像素集合的上确界和下确界,构建彩色形态学的基本算子;将提出的彩色形态学操作进一步应用于无人机航拍影像;通过实验对比验证边缘检测的效果,说明该算法的实用性和有效性。     

基于矢量相似性的多元滤波方法研究

为了避免彩色图像滤波时排序的难题,在探究矢量相似性的基础上提出一种针对彩色图像的多元滤波方法。首先,在RGB彩色空间中,利用彩色矢量间距离和角度定义其相似性测度,以刻画与人类视觉感知相一致的彩色相似性;其次,以上述彩色相似性为准则设计并构建一种彩色多元滤波方法,并就其相关参数对滤波性能的影响进行了深入分析和研究;最后,为了验证提出方法的有效性,将其应用于标准彩色影像和彩色遥感影像滤波。提出的方法不仅有效解决了传统滤波方法的排序难题,而且克服了因滤波使图像模糊、边缘不清等问题;另外,将提出的多元滤波与传统方法进行实验对比,结果表明其不仅能有效滤除多种类型噪声,而且较好地保持了原始图像信息,使图像信息保真清晰,其视觉效果优于传统,客观评价指标也有较大幅度的改善和提升。     

基于PCA矢量形态学的彩色图像分割方法

基于HSV彩色模型,提出一种基于主量成分分析的矢量排序新方法。将彩色图像描述为矢量空间,则像素点作为矢量处理,根据相应彩色矢量对主量轴的投影值进行排序。采用这种统计特征排序方案,定义新的上下确界与彩色形态算子,将其应用于彩色图像分割,能得到与视觉判断相一致的分割结果。实验表明,该算法具有出色的矢量保持能力,与标准的彩色形态学算子相比,显示了更优的分割性能与较好鲁棒性能。     

基于HSV彩色空间的矢量形态学算子

在HSV彩色空间中,现有的矢量形态学算子对彩色像素的排序依据V、S、H顺序分层进行,从而违背了彩色图像中三个分量的平等原则,导致矢量形态学滤波算子难以去除彩色图像中由色调和饱和度分量引起的噪声,因此滤波算子性能较差.文中提出了一种基于HSV三分量混合运算的矢量形态学排序规则,并根据该规则定义了新的矢量形态学腐蚀、膨胀算子以及常用的矢量形态学滤波算子.实验结果表明,新的矢量形态学滤波算子较现有的矢量形态学滤波算子具有更强的噪声抑制性能,在保证图像不增加新的彩色像素的同时,去除了噪声并保留了图像细节,滤波后的图像具有较高的峰值信噪比和较小的均方根误差.     

均匀空间色差度量的矢量形态学图像处理

彩色图像矢量形态学处理中,针对矢量排序准则存在模糊性和片面性等缺点,提出一种新的矢量排序方法。首先根据在均匀的Lab空间中,颜色之间视觉上的差距与颜色坐标上的欧几里得距离成正比的特点,将量化后的色差大小作矢量排序准则;然后利用四元数法建立彩色图像模型和形态学结构元素模型,在此基础上定义新的彩色形态学基本运算子;最后研究了矢量形态学图像处理算法,对比了本文方法和HSV矢量排序法的应用效果。实验结果表明,本文方法能较好地用于提取图像边缘和去除椒盐噪声。     

基于模糊融合的Soft多结构形态学彩色图像滤波

在HSV彩色空间提出了一种基于模糊融合和Soft多结构元素的新的彩色形态学滤波。基于模糊融合的评价值来进行彩色图像点的矢量排序,与基于HSV矢量排序的方法相比,滤波效果更好。实验结果表明,该形态学滤波算法比经典形态学滤波算法更有效地去除图像的噪声,保留图像细节。     

基于彩色图像插值算法的胶囊机器人微视觉

针对胶囊机器人小体积对其携带能量的限制,提出了胶囊机器人微视觉技术的思想;直接利用其内部的基于Bayer型彩色过滤阵列的图像传感器采集到的RAW RGB数据来进行传输、存储操作,其他的工作交给后期的计算机工作站完成;对于计算机工作站上图像显示的工作,提出采用一种基于最优化彩色空间转换的多梯度彩色插值算法;该算法首先利用多梯度算子来恢复绿色分量,然后在一个最优化彩色空间内恢复另外两个颜色分量;通过体外环境和模拟体内黑暗液体环境下的实验结果显示,此插值算法相对于传统的插值算法减小了误差,调高了峰值信噪比,改善了图像的边缘模糊现象,并验证了此方法能够满足内窥镜检测技术所需要的图像效果。     

彩色遥感图像的一种边缘检测算法研究

针对彩色遥感图像的复杂性、模糊性和噪声强等特点,提出了一种基于多方向模糊形态学梯度的彩色遥感图像边缘检测算法.算法在模糊域中用多个不同方向的结构元素,对彩色遥感图像进行模糊形态学梯度运算以检测彩色遥感图像边缘,不但能检测出具有方向性的真实边缘,还能有效抑制无方向性的噪声.实验证明,该算法对彩色遥感图像进行边缘检测的有效性.     

犹豫模糊信息相似性测度与群一致性测度及群决策应用

针对目前关于犹豫模糊运算与测度的研究中存在的不足,首先给出犹豫模糊熵函数的定义,并将其作为犹豫模糊信息不确定性测度,进而提出犹豫模糊信息特征向量概念,以信息特征向量为出发点对犹豫模糊距离测度和相似性测度展开研究;为优化群决策过程,提出基于完全优先关系的群一致性测度概念并研究其性质;最后,提出基于相似性测度和群一致性测度的群决策方法并结合算例验证所提出方法的有效性.     

四元数矩阵正交特征向量系的求解方法及其在彩色人脸识别中的应用

针对四元数矩阵正交特征矢量系求解困难的缺点, 本文提出一种获取四元数矩阵正交特征矢量集等效、便捷的方法, 其基本思路为: 首先, 构造四元数矩阵定义于复数域的导出阵, 并利用该导出阵特征矢量空间的一种特殊的等价空间间接获取相应特征值所对应的特征矢量. 然后, 将复数矢量转换为四元数矢量, 按如此方式获取的对应所有特征值的非零特征矢量则构成原始四元数矩阵的正交特征矢量系. 同时, 本文将定义于实数域的主成分分析方法 (Principal component algorithm, PCA) 向四元数体作合理的推广, 给出详细的数学推导过程, 证明该方法的合理性及其在统计模式识别领域得以应用的可能性. 最后, 作者将彩色图像像素的R、G、B三分量作为四元数的三个虚数部分, 首次在人脸识别中引入基于四元数的彩色人脸识别方法. 较传统的基于灰度图像的识别方法, 本文方法不仅利用了人脸图像灰度值的空间分布信息, 而且充分利用不同人脸之间的色彩差异, 从而得到更多的鉴别信息.在四川大学人工智能研究所的彩色人脸库上进行的实验表明, 所提出的基于四元数的识别方法不仅大幅度提高了识别率, 而且具有较高的鲁棒性.     

一种基于基元的彩色图像检索方法

结合基元与颜色特征,提出一种基于基元的彩色图像检索算法,该算法首先将彩色图像从RGB颜色空间转换到HSV空间上,并将图像量化为256种颜色,然后定义五种基元类型对图像进行基元分析得到基元图,利用颜色直方图描述基元图的颜色特征,利用改进的直方图相交算法进行相似度度量。实验结果表明：提出的算法能有效地去除背景颜色对图像目标的检索影响,而且较之用灰度边缘检测的边缘代替彩色图像边缘而进行的检索,能更好地反映彩色图像的纹理和边缘特征,具有较高的查准率和查全率。     

Adaptive fuzzy color segmentation with neural network for road detections

In this paper a new color space, called the RGB color ratio space, is proposed and defined according to a reference color such that an image can be transformed from a conventional color space to the RGB color ratio space. Because a color in the RGB color ratio space is represented as three color ratios and intensity, the chrominance can be completely reserved (three color ratios) and the luminance can be de-correlated with the chrominance. Different from traditional distance measurement, a road color model is determined by an ellipse area in the RGB ratio space enclosed by the estimated boundaries. A proposed adaptive fuzzy logic in which fuzzy membership functions are defined according to estimated boundaries is introduced to implement clustering rules. Therefore, each pixel will have its own fuzzy membership function corresponding to its intensity. A basic neural network is trained and used to achieve parameters optimization. The low computation cost of the proposed segmentation method shows the feasibility for real time application. Experimental results for road detection demonstrate the robustness to intensity variation of the proposed approach.     

Image-to-MIDI mapping based on dynamic fuzzy color segmentation for visually impaired people

In this paper, the RGB ratio is defined according to a reference color so that an image can be transformed from a conventional color space to the RGB ratio space. Different to traditional distance measurement, a road color model is determined by an ellipse area in the RGB ratio space enclosed by the estimated boundaries. The proposed dynamic fuzzy logic, where fuzzy membership functions are defined according to estimated boundaries, is introduced to implement clustering rules, such that each pixel will have its own fuzzy membership function corresponding to its intensity. A basic neural network is trained and used to achieve parameter optimization. Experimental results for road detection demonstrate the robustness of the proposed approach to variations in intensity. To provide obstacle information, especially for visually impaired people, Musical Instrument Digital Interface (MIDI) is introduced as the sound generator, and image-to-MIDI mapping algorithm is proposed. Experimental results show that the proposed method can adapt to various road types, and the resulting audio information successfully indicates the position and size of obstacles.     

改进的HSI空间形态学有噪彩色图像边缘检测

针对在RGB空间中很难有效区分颜色相似性问题,选择了更加符合颜色视觉特性的HSI颜色空间进行图像处理,提出了一种改进的形态学有噪彩色图像边缘检测方法,将开闭的迭代运算和双结构元多尺度运算应用到传统形态学梯度算子中,然后计算图像H、S、I三个分量的边缘信息,根据H、S、I所占比重对三分量进行加权融合得到彩色图像边缘.实验结果表明,该方法所检测的边缘符合人眼视觉特性,在抗噪声方面的效果比传统方法及其他多种方法更佳,能够更完整地保留原彩色图像的轮廓,计算量相对较小,有很好的实用性和通用性.     

结合人眼亮度调制传递函数的形态学锐化算法

针对常规彩色图像锐化方法存在的局限性,提出一种空间域锐化算法,其中包括数学形态学运算,利用高斯滤波器分离图像的低频成分和高频成分,强化图像高频成分,调整图像低频成分,将两者合成为新的输出图像。由于形态学开运算和闭运算分别具有自适应极大值滤波和极小值滤波的特点,因此将开闭组合运算用于图像高频成分,自适应地突出图像局部细节,再根据人眼亮度调制传递函数模型,对图像的低频成分进行全局调整,从而进一步改善图像的整体视觉效果。结果证明,该方法在RGB彩色空间和色调/亮度/饱和度感知彩色空间内的锐化效果都好于常规锐化方法。     

适用于识别指定颜色的色调过滤视图

为便于快速识别RGB图像中的红、绿、蓝或黄颜色,提出一种用像素的色调和色调可信度定量地评估像素对于指定颜色的隶属度的方法和彩色图像的色调过滤视图的定义,推导出直接由图像的R、G、B色彩分量计算指定颜色的色调过滤视图的公式。实验结果表明,用色调过滤视图来识别图像中指定的颜色具有较好的效果,并且受拍摄光照条件的影响较小。     

基于RGB模型颜色相似性的彩色图像分割

图像分割是图像处理的重要步骤,由于彩色图像含有的信息比灰度图像还多,因而对彩色图像分割的研究越来越受到人们的关注.提出一种新的基于RGB空间颜色相似性的彩色图像分割方法.首先比较各种颜色模型的优势与不足,然后根据RGB颜色空间的颜色信息和亮度信息提出一种计算在RGB空间下颜色相似性的方法,再结合提出的图像颜色分量计算方法,从而形成颜色分类地图,最后根据颜色分类图进行像素划分,得到分割结果.实验在Matlab平台上进行,结果表明:对于颜色分明的图像,该算法准确性高,有较好的健壮性和较低的计算复杂度,能很好应用在图像前景与背景分割应用上.     

一种全新的RGB色差度量公式

从RGB颜色空间入手,在对现有的几种RGB色差度量公式分析对比的基础上,总结出RGB颜色色差的3个基本规律,提出颜色分量的重要程度这一概念。并根据颜色分量的重要程度用动态系数调整RGB颜色间的空间距离和矢量角度值,从而得到了一种全新的RGB颜色空间的色差度量公式。通过高复杂度图像的颜色量化实验证明该色差公式在颜色量化中的性能优于目前使用较为广泛的几种RGB色差度量公式。     

基于多分数阶混沌系统的彩色图像加密算法

为了实现对彩色图像信息的有效保护,提出一种像素置乱及密文交错扩散技术相结合的加密算法。首先对3个分数阶混沌系统产生的混沌序列进行优化改进,得到两组不同的性能优良的混沌密钥序列,并将RGB彩色图像转换为由基色分量组成的灰度图像;然后,利用一组改进的混沌密钥序列对该灰度图像的像素位置进行置乱;最后,利用另一组改进的混沌密钥序列对置乱图像进行2轮基色分量之间的密文交错扩散操作,得到加密图像。仿真实验表明,该算法具有足够大的密钥空间,高度的密钥敏感性,较好的像素分布特性,且在抵抗唯密文攻击、差分攻击、选择明文攻击及统计攻击方面都具有良好的性能,可以广泛地应用于多媒体数据的保密通信中。     

结合粗糙集与分层思想的彩色图像分割算法

针对彩色图像分割算法中小目标区域容易错分割以及计算复杂度高的问题,提出一种基于HSI空间的结合粗糙集理论与分层思想的彩色图像分割方法。首先,由于彩色图像HSI空间的奇异点对应于RGB空间的灰色像素点,为了消除奇异点,在RGB空间寻找"灰色区域"进行分割与标记;然后,将图像转换到HSI颜色空间,在强度I分量上,考虑到空间邻域信息以及区域分布差异,设计了变阈值渐变性同质函数对原始直方图进行加权,将加权直方图和原始直方图分别作为粗糙集的上、下近似集,构造了新的粗糙度函数进行分割;其次,针对初分割得到的每个区域,在色调H分量上采用直方图阈值化完成细分割;最后,为了避免过分割,在RGB空间上进行区域合并。相比Mushrif等提出的粗糙集分割算法(MUSHRIF M M, RAY A K. Color image segmentation: rough-set theoretic approach. Pattern Recognition Letters, 2008, 29(4): 483-493),该算法更容易分割出图像中的小目标区域,避免了因RGB三个分量的相关性造成的错误分割,算法运行速度提高了5~8倍。实验结果表明:该算法分割效果较好,具有一定的抗噪性与鲁棒性。