基于分类回归树和AdaBoost的眼底图像视网膜血管分割

提出一种能有效分割眼底图像中视网膜血管的监督学习方法,为眼底图中的每个像素点构造一个包括局部特征、形态学特征和Gabor特征在内的39维特征向量,用以判定其是否为血管上的像素.在进行分类计算时,以分类回归树作为弱分类器对样本集分类,然后对AdaBoost分类器进行训练得到强分类器,并由此完成各个像素点的分类判定.基于国际公共数据库DRIVE的实验结果表明,该方法的平均精确度达到0.960 7,且敏感度和特异性均优于已有的基于监督学习的方法,适用于眼底图像的计算机辅助定量分析和疾病诊断.     

基于置信度计算的快速眼底图像视盘定位

眼底图像视盘定位是视盘分割的重要前提.针对视盘定位结果易受图像对比度的影响的问题,提出一种基于置信度计算的快速视盘定位方法.首先采用基于形态学变换的方法增强眼底图像中视盘、血管区域与图像背景的对比度,并根据图像增强结果中像素点的亮度特征初始定位视盘区域;然后运用局部滑动窗口扫描的方法,根据窗口内像素点亮度特征和其周围血管分布的特性计算候选区域的置信度,定位视盘区域.在不同的眼底图像公共数据上进行实验的结果表明,对于1 341幅眼底图像,该方法能准确地定位其中1 325幅图像的视盘区域,视盘定位准确率为98.8%,平均每幅图像耗时0.25 s,优于现有的视盘定位方法,适用于眼底疾病的计算机辅助诊断.     

基于融合相位特征的视网膜血管分割算法

针对相位一致性特征对血管中心检测不足问题,提出基于融合相位特征的眼底视网膜血管分割算法。首先,预处理原始的视网膜图像;然后,对图像中每个像素构造4D的特征向量（包括Hessian矩阵、Gabor变换、条带选择组合位移滤波响应（B-COSFIRE）滤波、相位特征）;最后,采用支持向量机（SVM）进行像素分类,实现眼底视网膜血管的分割。其中,相位特征是将分别提取的相位一致性特征与Hessian矩阵特征进行小波融合后得到的一种新的融合相位特征。该特征既保留了相位一致性特征良好的血管边缘信息,又克服了相位一致性特征对血管中心检测的不足。在用于血管提取的数字视网膜图像（DRIVE）数据库上测得基于融合相位特征的视网膜血管分割算法的平均准确率（Acc）为0.9574,平均受试者工作曲线面积（AUC）为0.9702;且在单一特征进行像素分类提取血管的实验中,与使用相位一致性特征相比,使用融合相位特征进行像素分类提取血管的Acc由0.9191提高到0.9478,AUC由0.9359提高到0.9578。实验结果表明,融合相位特征比相位一致性特征更适用于基于像素分类的眼底视网膜血管分割算法。     

基于随机森林特征选择算法的鼻咽肿瘤分割

针对医学图像中存在的灰度对比度低、器官组织边界模糊等问题，提出一种新的随机森林（RF）特征选择算法用于鼻咽肿瘤MR图像的分割。首先，充分提取图像的灰度、纹理、几何等特征信息用于构建一个初始的随机森林分类器；随后，结合随机森林特征重要性度量，将改进的特征选择方法应用于原始手工特征集；最终，以得到的最优特征子集构建新的随机森林分类器对测试图像进行分割。实验结果表明，该算法对鼻咽肿瘤的分割精度为：Dice系数79.197%，Acc准确率97.702%，Sen敏感度72.191%，Sp特异性99.502%。通过与基于传统随机森林和基于深度卷积神经网络（DCNN）的分割算法对比可知，所提特征选择算法能有效提取鼻咽肿瘤MR图像中的有用信息，并较大程度地提升小样本情况下鼻咽肿瘤的分割精度。     

基于马尔可夫随机场的眼底图像血管分割研究

眼底图像血管分割是医用图像分割中较为复杂的一种,在目前的研究中存在分割精度低、效率不高等问题。提出基于马尔可夫随机场的眼底图像血管分割算法,根据眼底图像的特点构建马尔可夫随机场模型,提取H通道作为特征场参数,利用最大后验准则完成标号场更新,最终实现对视网膜血管的分割。算法通过眼底图像数据库DRIVE进行测试,结果表明:该算法平均准确度为0.954 6,平均敏感度为0.899 9,平均特异度为0.957 1,具有很好的分割效果,且运行稳定,计算方便快捷,具有鲁棒性。     

基于改进相位一致性算法的眼底血管分割

为了从眼底图像中分割出具不同形态特征的视网膜血管,提出了基于改进相位一致性算法的眼底血管分割方法。采用二维离散Hilbert变换实现相位一致性算法,利用相位一致性算法在频域提取眼底图像特征并用于视网膜血管分割。采用STARE眼底图像数据库进行实验并以专家手工分割结果为标准,实验结果表明,提出的改进相位一致性算法可较好完成视网膜血管分割,能够有效避免图像亮度和对比度对分割结果的影响。     

基于多特征融合和条件随机场的道路分割

针对复杂交通场景图像中路面分割难度大和分割边缘粗糙的问题,提出了一种基于多特征融合和条件随机场的道路分割方法.首先,提取图像的纹理基元特征与颜色特征;然后,将道路分割问题视为一个基于像素的二分类问题,融合所提取的两种特征,使用SVM分类器实现对交通场景图像中路面区域与背景区域的粗糙划分;最后,利用全连接条件随机场中的颜色与位置约束,对分割结果进行优化,获得更加平滑的分割边缘,并与其他分割算法进行对比.实验结果表明,基于多特征融合与条件随机场的道路分割算法获得了95.37%的平均分割准确率和94.55%的平均像素精度.     

基于BP神经网络的MRI分割

本文提出了基于ＢＰ神经网络的脑部多回波磁共振图像分割方法。输入图像包括Ｔ１,Ｔ２,ＰＤ三种加权特征图像,分割是基于各像素点灰度值进行的。首先通过一组已标号的训练样本训练神经网络分类器,不正确的分割结果通过交互方式修正训练点,然后再次训练,直至满意的分割结果。     

基于编解码结构的多特征融合眼底图像分割

为解决现有眼底图像分割方法对于细微血管存在低分割精度和低准确率的问题,提出一种基于编解码结构的U-Net改进网络模型。首先对数据进行预处理与扩充,提取绿色通道图像,并将其通过对比度限制直方图均衡化和伽马变换以增强对比度;其次训练集被输入到用于分割的神经网络中,在编码过程加入残差模块,用短跳跃连接将高、低特征信息融合,并利用空洞卷积增加感受野,解码模块加入注意力机制增加对细微血管分割精度;最后利用训练完成的分割模型进行预测得出视网膜血管分割结果。在DRIVE和CHASE-DB1眼底图像数据集上进行对比实验,模型算法的平均准确率、特异性和灵敏度分别达到96.77%和97.22%、98.74%和98.40%、80.93%和81.12%。实验结果表明该算法能够改善微细血管分割准确率及效率不高的问题,对视网膜血管可以进行更准确的分割。     

煤矸石图像分类方法

针对人工排矸法、机械湿选法、γ射线分选法等传统煤矸石分选方法无法兼顾快速高效性、安全无害性、简单操作性的问题,提出了基于机器视觉的煤矸石图像分类方法。对煤矸石图像进行增强、平滑去噪等预处理,采用基于距离变换的分水岭算法实现煤矸石图像分割提取。针对煤矸石分割图像,选取煤矸石图像的HOG特征及灰度共生矩阵,分别以支持向量机、随机森林、K近邻算法作为分类器进行基于特征提取的煤矸石分类识别;分别建立浅层卷积神经网络和基于ImageNet数据集预训练的VGG16网络,进行基于卷积神经网络的煤矸石分类识别。研究结果表明,基于VGG16网络的煤矸石图像分类方法准确率最高为99.7%,高于基于特征提取方法的91.9%和基于浅层卷积神经网络方法的92.5%。     

基于深度学习的眼底血管图像分割研究进展

眼底血管图像分割对青光眼、糖尿病视网膜病变等多种眼部疾病有较好的辅助诊断作用, 目前深度学习因其强大的抽象特征发现能力, 有望满足人们从眼底血管图像中提取特征信息进行图像自动分割的需求, 成为眼底血管图像分割领域的研究热点. 为更好把握该领域的研究进展, 本文对相关数据集和评价指标整理归纳, 对深度学习在眼底血管图像分割中的应用进行详细阐述, 重点梳理各类分割方法的基本思想、网络结构及改进之处, 分析现有眼底血管图像分割方法存在的局限性及面临的挑战, 并对该领域未来的研究方向做出展望.     

基于支持向量机的连续超声图像集分割算法

针对传统的支持向量机（SVM）模型对连续超声图像集进行分割时需要为图像集中每张图片提取样本点来建立分割模型的问题,提出了一个对整个连续超声图像集的统一的SVM分割模型。首先,从图像的灰度直方图中提取灰度特征作为表征图像集中图像连续性的特征;其次,从图像集中选取部分图像作为样本,并从中提取像素点的灰度特征;最后,将各像素点的灰度特征与各像素点所在图像中表征图像集连续性的特征相结合,用SVM的方法训练出分割模型对整个图像集进行分割。实验结果表明,与传统SVM分割方法相比,新模型在面对大量的有连续变化的图像集的分割问题上,大幅地减少了人工选取样本点的工作量,并且在分割的准确率上也有保证。     

融合多特征与随机森林的纹理图像分类方法

针对单一纹理特征与单一分类器对失真纹理图像分类识别率差的问题,提出了一种融合多特征与随机森林的纹理图像分类方法。利用改进的方向梯度直方图(HOG)特征提取方法以及局部二值模式(LBP)图像的灰度共生矩阵进行特征提取;将提取的特征矩阵级联组成一个新的特征矩阵,利用主成分分析法进行降维融合处理;降维融合后的特征矩阵输入随机森林,通过融合投票得到最终的识别率。在KTH-TIPS失真纹理图像库上进行对比实验,结果表明:采用融合多特征与随机森林的分类方法提高了失真纹理图像的分类正确率,且具有更好的实时性。     

基于双注意力编码-解码器架构的视网膜血管分割

眼底视网膜血管的分割提取对于糖尿病、视网膜病、青光眼等眼科疾病的诊断具有重要的意义。针对视网膜血管图像中的血管难以提取、数据量较少等问题,文中提出了一种结合注意力模块和编码-解码器结构的视网膜血管分割方法。首先对编码-解码器卷积神经网络的每个卷积层添加空间和通道注意力模块,加强模型对图像特征的空间信息和通道信息(如血管的大小、形态和连通性等特点)的利用,从而改善视网膜血管的分割效果。其中,空间注意力模块关注于血管的拓扑结构特性,而通道注意力模块关注于血管像素点的正确分类。此外,在训练过程中采用Dice损失函数解决了视网膜血管图像正负样本不均衡的问题。在3个公开的眼底图像数据库DRIVE,STARE和CHASE_DB1上进行了实验,实验数据表明,所提算法的准确率、灵敏度、特异性和AUC值均优于已有的视网膜血管分割方法,其AUC值分别为0.988 9,0.981 2和0.983 1。实验证明,所提算法能够有效提取健康视网膜图像和病变视网膜图像中的血管网络,能够较好地分割细小血管。     

基于图像局部奇异值向量和BP神经网络分类器的道路导航方法

提出以道路图像矩阵的局部奇异值向量作为特征输入,以BP神经网络作为分类器的道路导航方法.首先将图像分割成若干子图像,然后分别对子图像进行奇异值分解,提取子图像的代数特征向量.子图像的特征奇异值组成整个图像的局部奇异值向量,作为分类器的输入.再利用BP神经网络分类器对道路图像进行训练及识别.实验中处理了三类道路图像(偏左、偏右、正确方向),每类用20 幅图像作为训练样本,30幅用作测试.结果表明,这 种道路导航方法的识别率达到了100%.􀁳 􀁨 􀁱     

基于优化颜色特征分类器的交通标志分割方法

研究交通标志优化识别问题,针对交通警告标志颜色特征,为驾驶员提供安全提示,道路交通标志识别系统可采用图像标志分割方法.首先分析了麦克斯韦颜色三角形,构造黄色特征线性分类器,接着通过标准样本训练分类器得到两个优化的系数矩阵进行区域分割,并采用两种不同扫描方式及模板矩阵,实现标志图像核的区域生长,最终从实景图中分割交通警告标志.其中一组训练并优化分类器,另一组进行分割实验.实验结果表明,分割方法适应不同自然条件下的交通标志分割,具有一定的快速性和鲁棒性,可为保证驾驶安全提供参考.     

SOM网络在图像分割中的应用

图像的分割是图像分析中的一个基本问题,以往的图像分割算法主要是针对灰度图像。本文将图像的每个像素作为一个矢量,抽取原图像的一部分像素点训练ＳＯＭ网络,以训练得到的ＳＯＭ网络作为分类器对图像进行分割。这种方法也适用于彩色图像和各种多光谱图像分割。文章的最后给出了分割试验结果。     

结合分块模糊熵和随机森林的图像分类方法

为提高图像分类性能,提出了一种图像分类方法。其基本思想是将图像内容的不确定性描述看作是一个随机过程,采用分块模糊熵来提取图像特征,采用随机森林方法进行特征分类。首先,考虑全局和局部特性,将图像划分为多个图像子块;然后,对每一个图像子块进行模糊c均值聚类,提取模糊熵特征;接着,通过归一化处理,得到图像的模糊熵特征向量;最后,构造随机森林分类器,实现模糊熵特征向量的分类。实验结果表明,该方法的错分率低,分类耗时少。     

基于相位一致性的眼底图像视网膜血管分割

眼底图像的视网膜血管分割是眼底图像处理的重要组成部分,视网膜血管对于医学研究和临床诊断有着重要的作用。传统图像分割算法都有一定的缺陷,而相位一致性算法由于不受对亮度和对比度的影响,且有着较好的分割效果,可以用于图像特征的提取和分割。为此提出了将相位一致性算法应用于眼底图像的血管提取中,采用真实的眼底图像数据库进行实践,证明了可较好地用于眼底图像视网膜血管分割。     

基于HESSIAN增强和形态学尺度空间的视网膜血管分割

眼底视网膜血管的走向、弯曲度、分叉度等性状分析已成为医学上诊断全身血管性疾病的重要手段。采集到的眼底图像常存在光照不均匀等现象,利用传统的血管分割方法难以对微小血管进行检测。为此提出一种基于改进Hessian矩阵增强和形态学尺度空间的分割方法。首先利用高斯函数构建多尺度Hessian增强滤波器,采用新型的血管相似性函数对血管网络进行对比度增强,同时平滑图像以减轻噪声;然后利用改进的Top-hat变换尺度空间从背景中提取血管,并引入形态学重建方法进一步突出血管像素,消除伪边缘及孤立点噪声;最后使用二次阈值化方法实现血管的最终分割。仿真结果表明,改进的分割方法在保证大血管脉络准确分割的同时,能够较好地实现微小血管分割。