快速二维累积剩余Tsallis熵阈值分割方法

对灰度直方图呈现为双峰的图像，传统的二维直方图阈值分割方法虽然比较有效，但在灰度直方图呈现为无峰、单峰或多峰模式时，它们的分割结果较差。考虑到经过二维直方图映射得到的二维生存函数存在密度连续和形态统一等优点，本文基于图像二维生存函数提出一种快速二维累积剩余Tsallis熵阈值分割方法。该方法首先基于二维直方图构造二维生存函数，然后在二维生存函数的基础上定义计算分割阈值的二维累积剩余Tsallis熵目标函数。通过递推算法将计算目标函数的时间复杂度降为O (L²)。最后，基于递推形式的二维累积剩余Tsallis熵准则得到最优阈值向量以进行阈值分割。在26幅合成图像和76幅真实世界图像上将提出的方法与2种快速二维阈值分割方法、2种聚类分割方法以及1种活动轮廓分割方法分别在时间和误分类率(Misclassification Error,ME)2个指标下进行了比较。实验结果表明，在合成图像和真实世界图像中，相比于性能第2的方法，本文方法的时间平均缩短0.013 s,ME值平均降低0.051～0.089。提出的快速二维累积剩余Tsallis熵阈值分割方法不仅在计算效率方面优于...     

二维直方图θ-划分Tsallis熵阈值分割算法

鉴于常用二维直方图区域直分法存在错分,最近提出的斜分法不具普遍性,而Tsallis熵与传统的Shannon熵相比,具有普适性且更为有效,本文提出了适用面更广的基于二维直方图θ-划分和最大Tsallis熵的图像阈值分割算法。首先给出了二维直方图θ-划分方法,采用四条平行斜线及一条法线与灰度级轴成θ角的直线划分二维直方图区域,按灰度级和邻域平均灰度级的加权和进行阈值分割,斜分法可视为该方法中θ=45o的特例;然后导出了二维直方图θ-划分最大Tsallis熵阈值选取公式及其快速递推算法;最后给出了θ取不同值时的分割结果及运行时间,θ取较小值时,边界形状准确性较高,θ取较大值时,抗噪性较强,应用时可根据实际图像特点及需求合理选取θ的值。与常规二维直方图直分最大Tsallis熵法相比,本文提出的方法所得分割结果更为准确,抵抗噪声更为稳健,且所需运行时间及存储空间也大为减少。      

基于分解的二维指数交叉熵图像阈值分割

尽管用对数定义的Shannon熵是测度信息不确定性的有效方法,但存在无定义值和零值的问题,且现有的二维Shannon交叉熵法其运行速度仍有提升空间。为此,提出了一维和二维指数交叉熵阈值分割算法。首先给出了指数交叉熵的定义,并导出了一维指数交叉熵阈值选取方法;然后将其推广提出了基于分解的二维指数交叉熵阈值分割算法。通过分别求原像素灰度级图像和邻域平均灰度级图像的一维指数交叉熵最佳阈值,并将其组合求解二维指数交叉熵最佳阈值,从而将二维运算转换到两个一维空间上,大大缩小了搜索空间,使计算复杂度由O(L4)降为O(L)。实验结果表明,与最近提出的二维Shannon交叉熵法及二维Tsallis交叉熵法相比,所提出的方法能够得到更为优越的分割效果,且运行时间大幅减少。      

中值邻域二维最小交叉Tsallis熵的快速图像分割

鉴于邻域窗口影响二维阈值法的分割结果,提出了一种基于中值邻域二维最小交叉Tsallis熵的快速图像分割方法.首先利用中值滤波法构建中值邻城二维直方图;然后将最小交叉Tsallis熵运用在这种直方图上构建中值邻城二维最小交叉Tsallis熵分割法,由于中值滤波后的图像优于均值滤波后的图像,此法能获得更理想的阈值;最后将递...     

基于多尺度多方向Gabor变换的Tsallis熵阈值分割方法

为了能在统一框架内处理无模态、单模态、双模态或者多模态直方图情形下的自动阈值选取问题,该文提出一种基于多尺度多方向Gabor变换的Tsallis熵阈值分割方法(MGTE)。该方法先通过Gabor变换得到多尺度乘积图像,然后利用内外轮廓图像从多尺度乘积图像中重构1维直方图,并在重构1维直方图上采用Tsallis熵计算模型来选取4个方向Tsallis熵取最大值时对应的阈值,最后对4个方向的阈值进行加权求和作为最终分割阈值。将提出的方法和5个分割方法在4幅合成图像和40幅真实世界图像上进行了实验。结果表明提出的方法虽然计算效率不占优势,但它的分割适应性和分割精度有明显的提高。     

二维最大熵和二维最小交叉熵结合的图像分割

二维最大熵法和二维最小交叉熵法是目前常用的两种阈值分割方法,但在某些时候因为两种方法获取的阈值过高或者过低,使得分割失效.针对此问题,提出了基于二维最大熵法和二维最小交叉熵法结合的图像分割方法.首先,对二维最小交叉熵公式进行转化;然后,利用多目标规划理论将这两种方法有机结合使得到的阈值既满足二维最大熵原则,又满足二维最...     

一种风驱动优化Tsallis相对熵的图像多阈值分割方法

本文提出了一种风驱动优化Tsallis相对熵的图像多阈值分割算法.首先分析了Tsallis相对熵阈值分割原理,并将其推广到多阈值分割.利用高斯分布拟合分割后的图像直方图信息,利用Tsallis相对熵作为衡量最佳分割阈值的度量函数.将风驱动优化算法与Tsallis相对熵度量函数结合,求解Tsallis相对熵函数的最优解,提高阈值分割算法的速度.最后将所提算法与穷举法、粒子群算法做比较,并且与经典的Otsu算法和基于二维熵的多阈值分割法进行对比.实验结果表明所提算法速度快、准确性高能够用于图像的多阈值分割.     

基于NSCT和Tsallis熵的SAR图像快速分割方法

针对小波域SAR图像分割结果粗糙及运算速度低的不足,本文提出一种基于非下采样Contourlet变换(NSCT)和混沌粒子群优化(CPSO)的最大Tsallis熵的SAR图像快速分割方法。首先,利用NSCT提取SAR图像的概貌和细节信息,并建立相应的概貌-细节灰度级矩阵模型;然后,利用Tent映射CPSO算法搜索最优阈值,并提出递推算法大大减少迭代过程中适应度函数的重复计算。实验结果表明,与小波域SAR图像快速分割方法相比,该方法采用了具有多方向性和移不变性的NSCT分解图像,信息提取更为有效,分割结果更佳;同时由于引入混沌序列并以递推方式计算粒子适应度,粒子群搜索的收敛精度更高,运算时间更少。      

遗传算法在二维熵图像分割中的应用

对改进遗传算法的二维熵图像分割方法进行了研究和实现，并用几幅经典图像的分割结果对比表明，本文方法可以有效的提高二维熵图像分割的计算速度，提高了图像处理的实时性。     

基于Tsallis交叉熵快速迭代的河流遥感图像分割

为了使河流遥感图像分割的精度和速度进一步提高,本文提出了一种基于二维Tsallis交叉熵快速迭代的河流遥感图像分割方法。鉴于现有的Tsallis交叉熵阈值法运算效率不够高,首先提出了一维Tsallis交叉熵阈值选取的快速迭代算法;然后导出了基于灰度级—邻域平均灰度级直方图的Tsallis交叉熵阈值选取公式,以进一步提高分割精度,并采用递推方式计算阈值选取准则函数中的中间变量,避免其重复运算,加快运算速度;最后,提出了二维Tsallis交叉熵阈值选取的快速迭代算法,推导出相应的公式,大大减少了运算量。大量实验结果表明,与近年来提出的4种阈值分割方法相比,本文方法在对河流遥感图像的分割效果及运行时间上均有明显优势,是河流检测与类型识别系统中可选择的一种快速有效的分割方法。      

基于Tsallis熵的红外偏振热像分割算法

传统红外热像存在对比度低、边缘模糊等不足而使目标区域分割困难,红外偏振热像能够凸显边缘和轮廓特征,因此在环境监测、军事侦察、工业无损检测等领域得到广泛的应用,但如何进行红外偏振热像分割目前研究较少.为此,本文提出了一种基于Tsallis熵的红外偏振热像分割算法.首先通过Tsallis阈值对偏振方位角热像进行初分割,然后以最小化初分割热像交集与并集误差率优化Tsallis指数,再利用指数优化后的Tsallis阈值对偏振方位角热像进行优化分割并通过连通域检测去除误分割得到二次分割图,最后以二次分割图交集区域为种子区域、并集区域为边界,通过区域生长法得到最终分割热像.实验结果显示,本文算法相对最小Tsallis交叉熵法、Otsu法和模糊聚类法错分区域小,在主观视觉效果和区域间对比度、形状测度评价指标上有较大的改善,能够更准确地分割出目标.     

一种应用Tsallis熵的红外图像边缘检测算法

提出一种基于Jensen-Tsallis熵的红外图像的边缘检测方法,通过分析红外图像的成像特点,利用红外图像的局部的熵信息,计算滑动窗口内图像的Jensen-Tsallis散度-方向对,由Jensen-Tsallis散度确定候选边缘像素,再利用Jensen-Tsallis的方向信息细化并连接边缘像素,实验结果表明,该算法可以有效地检测红外图像边缘.     

基于Tsallis熵的自适应红外图像边缘检测方法

针对红外图像边缘检测这一难题,结合红外图像的特点,提出了基于Tsallis熵的自适应红外图像边缘检测方法.该方法分别计算图像子空间的边缘与非边缘的Tsallis熵,根据子空间最优Tsallis熵,构造出子空间最佳阈值的评价函数,根据评价函数,选择不同方向的边缘检测模板,增强了图像的边缘信息,从而避免了单一模板造成的边缘丢失现象.实验结果表明,与传统的边缘检测方法相比,该方法对于红外图像可以最大程度上抑制噪声,有效地提高图像的边缘检测效果.     

基于遗传算法的二维模糊C-划分最大熵SAR图像分割

在合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar)自动目标识别中,图像分割的好坏直接影响目标的识别性能。本文将二维模糊最大熵方法应用于SAR图像,并根据SAR图像的特点,对其进行了改进。为了快速搜索到最优参数,采用了遗传算法和模拟退火方法进行全局寻优。实验结果表明,本文方法可有效地对SAR图像中的人造目标进行分割,并且具有执行时间短、鲁棒性强的优点。     

基于图像局部熵的红外图像分割方法

分析了图像局部熵的性质,提出了一种基于图像局部熵的红外图像分割方法.该方法首先进行中值滤波消除图像脉冲噪声,然后计算图像局部熵进行阈值选择提取目标边缘,最后进行边缘连接分割出目标区域.对不同红外图像进行的仿真试验表明了该方法的有效性.     

基于混沌PSO或分解的二维Tsallis交叉熵阈值分割(英文)

The segmentation effect of Tsallis entropy method is superior to that of Shannon entropy method, and the computation speed of two-dimensional Shannon cross entropy method can be further improved by optimization. The existing two-dimensional Tsallis cross entropy method is not the strict two-dimensional extension. Thus two new methods of image thresholding using two-dimensional Tsallis cross entropy based on either Chaotic Particle Swarm Optimization (CPSO) or decomposition are proposed. The former uses CPSO...     

基于PSO优化空间约束聚类的SAR图像分割

相干斑噪声的存在使得合成孔径雷达(SAR)图像的分割问题变得非常复杂.本文提出一种具有鲁棒抗噪特性的SAR图像分割方法,该算法通过将多尺度条件下的边缘信息以及相邻像素的相对位置和强度信息所构成的空间信息融入模糊C-均值(FCM)聚类算法的相似性测度中,增强了分割方法的抗噪性.空间信息对FCM聚类算法的调控由粒子群优化(PSO)算法完成,优化的调控参数有助于获得良好的分割结果.该算法对初始分割不敏感,并具有鲁棒的抗噪性能.MSTAR数据的分割实验结果表明:该算法能够有效地分割SAR图像,与通过改进型FCM(IFCM)算法获得的分割结果比较,分割结果明显改善.     

二维直方图准分的Otsu图像割及其快速实现

传统二维Otsu法主要由于对二维直方图采用主对角线区域概率和近似为1的假设等原因,以致分割结果不够准确.针对此问题,提出了一种二维直方图准分的Otsu快速图像分割方法.(1)准确选择邻域模板构建二维直方图并将Otsu阈值法用于此直方图上以便提高分割性能;(2)对二维直方图主对角线上的目标和背景两区域的Otsu公式中对应...     

基于最佳熵的三维Otsu图像分割算法

针对三维Otsu分割算法运算量大的问题,本文提出了一种基于最佳熵的三维Otsu图像分割算法。文章中,我们首先采用最佳熵方法初步提取图像的目标区域,并根据目标区域的平均灰度确定三维Otsu图像分割算法的背景区域搜索范围,然后采用三维Otsu算法并结合遗传算法对原图像进行分割。实验结果表明,与三维Otsu阈值分割方法的递推算法相比,该方法能够进一步减少运算时间。     

一种改进的一维模糊熵图像分割算法

传统的一维最大模糊熵图像分割算法对于图像的局部信息干扰噪声处理能力存在不足。文中研究实数编码混沌量子遗传算法（RCQGA）与一维模糊熵算法相结合的新算法。该算法将图像的空间信息和像素信息引入到一维模糊熵图像分割算法中,并运用实数编码混沌量子遗传算法对一维最大模糊熵图像分割算法进行改进,从而提高了一维最大模糊熵分割精度。研究结果表明,该算法分割效果明显优于传统一维模糊熵图像分割算法,并具有较强的抗噪性能。