气液两相流图像中黏连气泡分割技术研究

针对气液两相流图像中的气泡黏连现象，提出了一种同时依据灰度和形状分布特性进行黏连气泡分割的图像处理算法.利用差影算法滤除背景干扰，依据形态梯度和自适应阈值分离前背景，得到预分割图像.基于面积重构顶改进变换滤除噪音能力强的特点，分别提取预分割图和距离灰度图中的峰值区域，融合后作为分水岭改进变换的标识，由此得到分水线，从而完成对黏连气泡的分割.实验结果表明，与现有的算法相比，该算法能够有效地分割开前背景和黏连气泡，具有分割效果好、分水线定位准确等优点.     

基于形状先验与轮廓预定位的目标分割

针对单帧图像中特定目标的分割一直面临着由于背景复杂和光照变化等因素带来的分割精度偏低的问题,提出一种基于轮廓预定位的先验局部二值拟合(local binary fitting,LBF)算法,用于人体上肢图像的分割.首先,利用浅层卷积神经网络对上肢形状模板进行筛选和预定位,得到分割目标的粗轮廓曲线;然后,利用基于先验形状的LBF算法对粗轮廓曲线进行演化,得到分割目标的精确轮廓曲线.实验结果显示算法的成功率在90%以上,表明该方法对于背景复杂和光照变化情况下的特定目标分割具有良好的效果.     

飞机图像的轮廓提取与多边形拟合研究

本文讨论在简单背景下,对飞机图像进行轮廓提取,以及在此基础上的多边形拟合技术.首先根据掏空内部点的准则和"探测准则",经过边界跟踪,得到只有一个像素宽度的飞机图像边界曲线.然后采用一种基于弦高度的多边形拟合算法,对得到的边界曲线进行拟合,从而得到了轮廓多边形.实验证明,该拟合算法去除了大量的冗余像素点,保留了重要的特征点,拟合效果令人满意,为进一步几何特征向量的提取奠定了基础.     

工件角度的图像测量法研究

通过CCD将拍摄的工件图片进行图像灰度化、滤波、二值化预处理,然后对图像进行开、闭运算,用八领域算法来提取边缘轮廓。应用Hough变换得到工件图像轮廓角点的位置,再利用最小二乘法对图像轮廓进行拟合,最终求出工件角度。     

点云分割匹配的三维重建算法

对三维空间进行测量并获得空间模型的任务中,目前的配准算法无法拼接两帧重叠区域过小的点云。以ICP算法为基础,提出基于多重高斯概率模型的点群匹配拼接算法。通过点云欧式分割算法对点云聚类,得到对应的点云子集,求取子集的高斯模型,根据高斯模型匹配互为映射的子集,利用改进的最近点迭代配准算法求取旋转和平移矩阵,再利用求得的矩阵对分割前的点云进行坐标转换,最终实现与目标点云的拼接。实验结果表明多重高斯概率模型的点群匹配拼接算法解决了目前因重叠区域过小不能准确拼接点云的问题。     

一种新的活动轮廓模型图像分割方法

局部二值拟合模型利用图像的局部邻域信息拟合能量函数,局部二值拟合模型相当于对活动轮廓内外进行局部均值滤波,因此该模型对高斯噪声有一定的抗噪性,但是该模型对椒盐噪声污染的图像不能取得令人满意的分割结果。为了提高活动轮廓模型对椒盐噪声的鲁棒性,结合局部二值拟合模型中的局部拟合项,提出一种能消除椒盐噪声影响的新的局部拟合项。提出的拟合项的能量函数极小值是局部区域的中值,新的拟合项相当于对活动轮廓内外进行局部中值滤波,中值滤波对椒盐噪声不敏感。原模型中边缘停止函数是基于图像梯度信息,难以区分图像不同区域间模糊的弱边缘和灰度渐进图像目标,并且容易受到各类噪声的影响,抗噪声能力弱。提出一种新的边缘检测算子,重新定义边缘停止函数,进一步提高模型的抗噪性,降低高斯噪声和椒盐噪声对分割结果的影响。为了保持活动轮廓在演化过程中的稳定性,在曲线演化迭代过程中必须周期地初始化以使水平集函数重新变成带符号的距离函数,但重新初始化的计算量大。引入一个惩罚能量,解决水平集函数在演化过程中的重新初始化难题。对不同噪声污染的图像进行试验的结果表明,提出的模型可以取得较好的图像分割结果,比CV模型、LBF模型和LIF模型更具有优势。     

基于水平集和凹点区域检测的粘连细胞分割方法

为解决具有灰度不均匀、低对比度以及边缘模糊等缺陷的粘连细胞分割问题,提出结合水平集方法的轮廓提取和凹点区域检测的细胞分割方法.利用水平集方法可很好地解决曲线演化过程中的拓扑变化问题,结合细胞图像的区域信息和边缘信息,能有效提取细胞的边缘轮廓.该方法可最大限度地保留细胞边缘轮廓的几何特征.根据多边形的凹凸性,循环迭代检测粘连细胞轮廓上的凹点区域,确定细胞的粘连位置,最后确定粘连位置的分割连接线.对几十幅不同粘连细胞图像的分割实验结果表明,该方法易于实现,鲁棒性强,效果明显,细胞分割的平均准确率达到83.01%,优于分水岭及聚类分割方法.     

基于视觉传感器的相贯线焊缝特征提取方法

针对相贯线焊缝自动焊接时焊缝识别误差大、焊接效率低等问题,设计一种针对相贯线焊缝的图像采集方式,提出基于视觉传感器的相贯线焊缝特征提取方法,改进了传统的摄相机标定算法.首先,使用工业相机采集带有激光条带的焊缝图像;其次,通过高斯滤波、顶帽变换、Otsu阈值分割、Sobel边缘检测算子、非极大值抑制等算法相结合的方式对焊缝图像进行处理;再次,利用概率Hough变换对激光条带的轮廓线段进行拟合,计算得到焊缝特征点像素坐标值,经相机标定得到映射矩阵,最终得到相贯线焊缝的三维模型.实验结果表明：焊缝图像处理算法平均处理时间为106 ms,平均误差为0.26 mm,最大误差为0.49 mm;此方法满足识别相贯线焊缝的速度与精度要求.     

基于抽风矢量场的深度凹陷图像分割算法

为了解决深度凹陷图像分割中的分割瓶颈问题,提出一种基于抽风矢量场的深度凹陷图像分割算法.该算法对凹陷图像进行初次图像分割,获取初次分割曲线及图像梯度矩阵;依据图像梯度矢量的分布规律,对分割曲线的控制节点进行分割瓶颈检测,并以分割瓶颈的弦线中点为中心坐标,引入算法预置的抽风矢量场;以图像梯度标识矩阵为参考,对抽风矢量场中的梯度矢量进行点积运算,并将矢量的点积结果作为分割曲线的外部图像驱动力,实现分割曲线在凹陷区域内部的继续收敛.实验数据显示;在不同凹陷程度情况下,该算法始终能够将图像分割的平均误差和覆盖比率控制在有效范围.不同算法的分割对比实验表明,该算法分割曲线对深度凹陷结构的拟合程度优于其他同类算法.     

基于最小二乘法拟合的Otsu快速图像分割方法

针对经典Otsu算法计算量大、实时性与抗噪性差的问题,提出了一种基于最小二乘法拟合的Otsu快速图像分割方法.首先,算法在实验图像有效灰度区间上选取9个均匀分布的灰度点,同时计算对应的类间方差数值;其次,利用最小二乘法对这9个点类间方差数值进行二次曲线拟合;最后对二次曲线二次求导,求取拟合曲线最大值时对应的阈值.实验结...     

一种改进分水岭乳腺肿块图像分割方法

针对分水岭算法对噪声敏感、易产生过分割现象的问题,在图像的滤波和区域合并方法上做了改进.该算法首先对肿块图像做初步预处理,设计高斯差分滤波器,实现平滑滤波,增强图像的信噪比,并计算图像的梯度幅值;然后,依据传统分水岭变换算法进行粗分割,计算各个子区域的灰度均值并排序,依次合并灰度均值相似的区域,直到将整个肿块区域完整分割出来;最后,保留合并后灰度均值最大的肿块区域,去除灰度值较小的区域,得到最后的分割结果.实验结果表明:该算法相较于三层地形分割方法、自适应区域生长算法和二次分水岭算法,能够得到更准确的肿块边缘轮廓,误分率减少到23.07%,运行速度高.     

基于分水岭的粘连雾滴图像分割方法

针对雾滴图像中粘连雾滴的特点,运用基于距离变换的分水岭分割算法对粘连雾滴进行分割,对距离变换的算法进行优化,使该算法的效率得到提高,应用灰度重建方法避免雾滴图像过分割现象的产生。实例表明,该方法可实现对粘连雾滴的分割。     

基于目标形态特征的工件自动分割方法

为了使交互式工件分割算法满足实时性的要求,提出了一种将工件形态特征与图像分割算法相结合的工件自动分割方法.利用MeanShift算法分割图像提取目标区域;利用形态学开运算消除目标区域的噪声,进而分离相连的目标区域;对目标区域进行边缘检测,计算完整的工件轮廓信息,然后根据外轮廓的面积确定工件区域;利用工件区域的最小外接矩形在图像中标出前景和背景区域,再利用GrabCut算法分别对前景和背景建立高斯混合模型,然后通过mincut/maxflow算法分割前景与背景区域,最终实现工件目标的提取.实验结果表明,对于制造商提供的样本,该方法分割工件的召回率和准确率分别为94.97%和88.48%,具有较强的实用性和良好的实时性.     

利用.NET组件技术实现刀具图像的检测

为了实现刀具图像的轮廓跟踪,提取轮廓点,采用Matlab.NET component与Mi-crosoft Visual Studio C Sharp混和编程技术,并运用模糊C均值聚类（Fuzzy C Mean cluste-ring,FCM）算法对图像进行处理,返回分割阈值,实现对灰度图像的分割.同时为避免出现轮廓断点,引入编码技术,再经过8邻域搜索目标轮廓,最终完成刀具图像轮廓跟踪.与微分算子的边缘检测对比,本文算法利用FCM分割图像,又引入编码技术,实现轮廓连续的跟踪检测,该方法分割效果较好,界面编写简单,运行简便.     

基于分水岭变换的浮选泡沫图像分割

针对煤泥浮选泡沫图像中煤泥气泡互相粘连、边界模糊的情况,根据分水岭变换模拟浸水原理,提出一种新的、有效的分割算法,同时应用数学形态学中的腐蚀和膨胀算法,解决了过分割和欠分割问题,使得粘连的煤泥气泡得到了有效的分割。并对分割后的图像进行了物理特征提取,如气泡的数目、颜色、大小分布等,这些特征参数是评价浮选过程好坏的重要信息,利用它们可监测和优化浮选过程。该分割算法成功的用于煤泥浮选泡沫的分割,并且提取出了煤泥泡沫图像所有静态的物理特征参数。     

基于区域合并与轮廓模型的图像序列人物轮廓分割

为解决受图像背景复杂度影响,分水岭算法较难高精度实现图像序列中人物轮廓的分割与追踪这一问题,提出了利用颜色空间转换的区域合并实现目标轮廓区域的划分、并基于人物头部轮廓信息生成人物领域轮廓模型的方法。通过对人物领域边界线生成的初步轮廓模型进行高斯函数的卷积运算,生成形态轮廓模型的有效对象模板,实现图像序列的人物领域中不依靠序列差分和移动向量亦能在图像序列中追踪移动对象。基于颜色空间转换的区域合并和轮廓模型算法,可满足视频背景变动并且背景复杂的情况下对图像序列中的人物轮廓进行有效分割。实验结果验证了本算法的有效性与鲁棒性,可有效而稳定实现图像序列中人物轮廓的分割。     

一种基于MRF与区域合并的图像分割改进算法

针对现有基于马尔科夫随机场的图像分割算法容易出现过分割、分割结果不理想等问题,提出了一种基于马尔科夫随机场与区域合并的图像分割改进算法。该算法首先基于马尔科夫随机场与高斯混合模型理论的图像分割算法得到初始分割结果;然后利用各个区域间的相邻关系、颜色关系以及边界情况等信息,给出各个区域间的距离;最后按照区域间的距离与区域合并前后的颜色散度变化率对初始分割结果进行区域合并,输出最终的分割结果。使用伯克利标准图像库进行实验仿真,采用Dice系数和Jaccard系数作为评价指标。仿真结果表明,相比于现有基于MRF理论的算法,本文算法具有更好的分割效果。     

基于高斯多峰拟合与直方图规定化的红外图像增强

为提高红外图像清晰度,提出一种基于高斯多峰拟合和直方图规定化的红外图像增强算法。首先对图像直方图进行平滑处理,通过求导获得直方图波峰数目,对直方图进行高斯多峰拟合,并通过BML映射规则获得规定化图像。为补偿丢失的弱边缘信息,采用四方向Sobel算子获得原图的梯度,利用梯度对规定化图像进行锐化以增强图像轮廓细节。实验表明,经过该算法处理的红外图像,可识别度和层次感都明显优于传统算法,使红外图像视觉效果得到很大的改善。     

基于Circular_Mellin变换的纹理图像分割算法

介绍一种比较新颖的算法——旋转及伸缩不变的纹理分割算法,其核心是利用圆周变换和Mellin变换产生一个Circular_Mellin操作数(CMO),将CMO与图像进行卷积,以达到旋转及伸缩不变纹理分割的目的．实验结果表明,这种算法是相当有效的．     

粒子群优化增强大津法的气泡分割方法研究

提出了粒子群算法优化增强大津法来实现气泡图像的快速准确的分割.首先介绍了阈值分割中的直方图法、经典大津法、迭代法的阈值选取原理,并利用这三种方法对垂直上升管气液两相流中稀疏上升气泡图像进行了分割,通过效果比较,并结合气泡图像的特点,提出了一种以粒子群算法优化增强大津法的图像分割法,然后利用粒子群算法的全局搜索能力改善增...