自适应非局部空间约束与K-L信息的模糊C-均值噪声图像分割算法

针对传统模糊C-均值聚类(FCM)算法对噪声鲁棒性差的问题, 提出一种自适应非局部空间约束与K-L信息的模糊C-均值噪声图像分割算法. 首先, 通过定义平滑度, 设计自适应匹配函数, 实现非局部空间信息项搜索窗口和邻域窗口的自适应计算, 克服非局部空间信息窗口大小固定的问题. 其次, 将K-L信息引入目标函数, 利用隐马尔可夫模型计算图像像素的上下文信息, 减少分割的模糊性. 最后, 利用原始图像和非局部空间信息项局部方差的绝对差和其倒数自适应约束原始图像和非局部空间信息项, 实现约束项参数的自适应选择, 提高算法的灵活性. 含噪合成图像和彩色图像分割实验表明, 该算法在分割精准度、平均交互比、归一化互信息、模糊分割系数和模糊划分熵等性能方面均优于其他几种FCM算法. 例如, 在混合噪声密度为15%的条件下, 算法的模糊分割系数和模糊划分熵分别达到99.92%和0.14%.     

双中心组合迭代抑制式模糊C-均值聚类图像分割算法

针对抑制式模糊C-均值聚类算法应用于灰度图像分割时出现收敛速度较慢和像素误判的问题,通过挖掘图像同质区域内像素间的相关性与分析像素位置对类别判定的影响,提出一种双中心组合迭代抑制式模糊C-均值聚类图像分割算法.首先在图像上经选点、扩展、提取等环节优选出较好的初始聚类中心;然后按该中心分别查找图像中灰度值与其相等的像素位置并遴选产生隐藏中心;其次采用负指数函数对像素位置与隐藏中心之间的欧氏距离进行归一化,得到位置特征;接着在对该特征赋权后直接修正模糊划分矩阵;最后结合抑制式思想进一步减少算法的迭代次数.与现有的多种相关算法进行对比,实验结果表明,所提出算法在获得致密且分离性较好聚类的同时,能够改善图像分割的准确率和执行效率.     

非局部降噪快速模糊C-均值聚类算法

传统的模糊C-均值聚类算法未利用图像的空间信息,在分割迭加了噪声的MR图像时分割精度较差。采用了既能有效去除噪声又能较好地保持图像边缘特征的非局部降噪方法,结合基于图像灰度直方图聚类分析的快速模糊C-均值聚类算法,得到了一种具有较高分割精度的图像快速分割算法。通过对模拟图像、仿真脑部MR图像和临床脑部MR图像的分割实验,表明提出的新算法比已有的快速模糊C-均值聚类算法有更精确的图像分割能力。     

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.     

基于空间信息的直觉模糊C-均值图像分割算法

针对模糊C-均值聚类算法的单一隶属度不能充分描述图像不确定性,且聚类过程中忽略像素空间关系的问题,提出一种基于空间信息的直觉模糊C-均值算法;该算法选取3×3的模板计算邻域像素灰度均值;并引入权重项,来控制灰度信息和空间信息各自所占的比重,同时用犹豫度更新直觉模糊集的隶属度函数;对常用标准图像的仿真结果表明,该算法能更好地保留图像细节信息,得到更加理想的图像分割效果。     

一种C-均值聚类图像分割的模糊熵后处理方法

提出了一种结合C-均值聚类算法和模糊熵的图像分割方法,该方法先采用C均值聚类算法对含噪图像进行初步分割,再利用模糊熵准则作后续处理。该方法一方面能够继承C-均值聚类算法的优点,可以灵活地用在基于多特征和多阂值的图像分割中,另一方面充分考虑了图像的区域信息,利用模糊熵最小作为准则,对c均值聚类算法初步分割结果的错分类点作了进一步的处理,克服了C-均值聚类算法对噪声敏感的缺点。实验结果表明,本文方法在运算开销上只比C-均值聚类算法多4～6S,对于低信噪比的图像能够取得优于C-均值聚类算法的分割效果。     

一种快速的模糊局部C-均值聚类分割算法

针对模糊局部C-均值聚类算法计算复杂度高且对大数据样本集进行聚类时极为耗时的特点,提出了快速的模糊局部C-均值聚类分割算法。该算法将目标像素点与其邻域像素点构成的共生矩阵引入模糊局部C-均值算法,得到新的聚类隶属度和聚类中心表达式。对像素分类时,利用邻域像素隶属度进行滤波处理,进一步改善了算法的抗噪性。实验结果表明,该算法满足了图像分割有效性的需求,相较于模糊局部C-均值聚类算法,该算法具有更好的分割性能和实时性,能更好地满足实际场合图像分割的需要。     

基于PSO的模糊C-均值聚类算法的图像分割

根据粒子群优化算法（PSO）强大的全局搜索能力,提出了用PSO算法优化模糊C均值聚类（FCM）的聚类中心的方法,有效地避免了传统的FCM对初始值及噪声数据敏感,容易陷入局部最优的缺点,同时图像分割的效果也得到了提高,性能也比传统的FCM方法更加稳定。实验结果反映了该方法的有效性。     

基于邻域的多尺度模糊C-均值聚类图像分割

模糊C-均值(FCM)聚类是一种无监督聚类技术,广泛应用于图像分割。但它计算量偏大,且仅利用像素信息对像素进行聚类,而未使用空间分布信息。本文提出基于邻域信息的多尺度FCM聚类图像分割方法,该方法由小波分解得到图像多尺度框架,对框架顶层低分辨率图像的每个像素,用它的邻接像素引导它的聚类过程,来决定该像素的聚类,再由图像框架逐层对聚类分割进行细节修正。分割实验表明,该方法对比标准FCM分割,具有更好的抗噪性,且图像分割更均匀。     

稳健模糊C-均值聚类算法在图像分割中的应用研究

模糊C-均值聚类是模式识别中的重要算法之一,很早就被应用到图像分割中。由于原始的模糊C-均值聚类算法没有考虑图像的空间信息,算法对图像中的噪音点十分敏感。针对这个问题,很多稳健模糊C-均值聚类算法被提出。通常的做法是在原来模糊C-均值聚类的目标函数中加入空间信息惩罚项。本文讨论这类方法,具体分析不同算法的空间信息加入方式,并指出其优缺点。     

基于各向异性滤波和空间FCM的MRI图像分割方法

针对具复杂目标和边界模糊的MRI图像中多感兴趣区域的分割中分割MRI图像软组织难的问题, 提出了一种基于各向异性滤波和空间模糊C-均值聚类(SFCM)的MRI图像分割方法; 用新型各向异性滤波对图像进行预处理, 解决去噪平滑的同时弱化图像细节的问题; 用邻域空间信息设计空间函数, 改进传统FCM的目标函数; 用图像的空间信息实现图像各目标准确分类、有效解决孤立区域的正确归类问题, 进而使分割区域完整; 用直方图拟合曲线初始化分类数和初始聚类中心, 加快算法迭代到最优解, 进而减少运行时间。通过实验证实了各向异性滤波和空间FCM的MRI图像分割方法的综合应用显著提高了分割灰度重叠、目标不连续和目标边界模糊的MRI图像的分割效果。     

自适应加权空间信息的FCM医学图像分割

提出了改进的mFCM算法,该算法引入自适应加权系数控制邻域像素对中心像素的影响程度,充分利用像素的邻域特性对Chen聚类算法的目标函数进行改进。为了实现快速聚类,该算法的开始使用快速FCM确定初始聚类中心。实验结果表明,相对于标准FCM和FCM_S1算法,改进算法既能快速有效地分割图像,又能提高对噪声的鲁棒性。     

A fast and robust image segmentation using FCM with spatial information

Automated segmentation of images has been considered an important intermediate processing task to extract semantic meaning from pixels. In general, the fuzzy c-means approach (FCM) is highly effective for image segmentation. But for the conventional FCM image segmentation algorithm, cluster assignment is based solely on the distribution of pixel attributes in the feature space, and the spatial distribution of pixels in an image is not taken into consideration. In this paper, we present a novel FCM image segmentation scheme by utilizing local contextual information and the high inter-pixel correlation inherent. Firstly, a local spatial similarity measure model is established, and the initial clustering center and initial membership are determined adaptively based on local spatial similarity measure model. Secondly, the fuzzy membership function is modified according to the high inter-pixel correlation inherent. Finally, the image is segmented by using the modified FCM algorithm. Experimental results showed the proposed method achieves competitive segmentation results compared to other FCM-based methods, and is in general faster.     

基于GLCM特征的改进FCM的SAR图像分割方法

为了克服了较大窗口提取图像边缘处特征值的不足,提出一种基于GLCM特征矩阵的动态滑动窗口算法.针对模糊C均值算法中,聚类中心不容易确定,聚类容易陷入局部最优解的问题,将粒子群优化算法(PSO)引入到聚类算法中,实现全局搜索.应用改进的模糊C均值算法完成了基于SAR纹理特征的图像分割,克服了传统聚类算法仅依赖灰度值进行分割的局限性,也一定程度上克服了斑噪声对SAR图像分割的影响.实验结果表明,该方法应用于SAR图像分割时,取得了很好的分割效果.     

基于马氏距离的FCM图像分割算法

基于模糊C均值聚类的图像分割是应用较为广泛的方法之一,但大多数模糊C均值聚类方法都是基于欧式距离,且存在运算时间过长等问题。提出了一种基于Mahalanobis距离的模糊C均值聚类图像分割算法。实验分析表明,提出的算法在保证分割质量的前提下,能较快提高分割速度。实验结果表明了该方法的有效性。     

混合分水岭变换和改进FCM的图像分割方法

分水岭变换是图像分割的一种强有力的形态工具,能够自动生成一系列封闭分割区域。其不足之处是过分割、对噪声敏感。为克服分水岭变换固有的缺点,综合利用非线性滤波和改进的FCM算法优化分水岭变换得出的初始分割,提出了一种新的混合分割算法-HWIF（Hybrid Watershed and Improved FCM）分割法。与MeanShift算法及区域合并算法相比,该方法充分利用了区域的灰度和区域间的空间信息。实验结果表明该算法能有效克服分水岭算法的过分割问题,且分割效果优于以上两种方法。     

结合差异控制的FCM方法在MR图像分割中的应用

应用模糊核聚类产生的聚类中心作为FCM方法的初始聚类中心,同时引入差异控制函数对考虑了空间信息的FCM方法的隶属函数进行修正,加入差异控制函数的隶属函数将边缘区域、面积较小区域、噪声与区域内部点区别对待,提高了分割的正确性。实验结果表明：对加入噪声的MR图像应用该文方法分割,得到的结果相对于标准FCM方法以及加入空间信息的FCM方法具有更好的正确性和分割结果的完整性,同时算法的迭代次数也极大减少了。     

无监督模糊C均值聚类自然图像分割算法

提出一种基于无监督模糊C均值聚类的彩色自然图像分割算法。使用置信区间交集准则自适应得到Gabor滤波器中各个像素点对应的尺度,并以该自适应尺度为依据,计算相应的自适应方向、频率以及相位;使用该自适应Gabor滤波方法分别对各通道进行纹理分析得到相应的纹理图像。提出一种快速的基于多项式分割的方法对各个纹理图像进行分析,确定聚类数目,并使用无监督模糊C均值聚类算法得到最终的分割结果。实验结果表明,该算法能够很好地克服图像纹理对于分割结果的影响,有效区分目标与背景,分割结果具有较高的分割精度,是一种有效的自然彩色图像分割方法。     

Mean shift 模糊C 均值聚类图像分割算法

针对传统模糊C均值(FCM)聚类算法对结构复杂图像分割效果不理想且算法执行效率较低的缺陷,提出一种融合均值平移(mean shift)的FCM聚类算法.利用mean shift算法将图像分成若干同质区域,将此区域视为新的节点;通过图像局部信息熵描述新节点的空间和灰度特征;采用能较好模拟人眼非线性视觉响应的指数函数进行相似性测度.实验结果表明,对于复杂背景图像和含噪声图像,所提出的算法在目标提取效果和执行效率上具有较强的鲁棒性.