基于遗传算法和二维直方图的仪表图像的阈值分割

针对指针式仪表检定图像的特性,给出一种改进的遗传算法结合改进的传统阈值分割方法运用于此类图像分割中,改进的遗传算法根据个体适应度大小和群体的分散程度自动调整遗传控制参数,从而能够在保持群体多样性的同时加快收敛速度。改进的传统阈值分割方法,考虑了像元点之间的空间相关信息,增强了识别能力。     

基于斜分倒数交叉熵和蜂群优化的火焰图像阈值选取

提出了基于斜分倒数交叉熵和蜂群优化的火焰图像阈值选取方法以便更为准确地分割火焰图像。以最小倒数交叉熵作为阈值选取准则,解决了Shannon熵定义中存在的无意义值问题。同时,以二维直方图斜分方式更加准确地划分目标和背景,提高了算法抗噪性能,且使需要选取的阈值个数由两个变为一个,减少了算法运行时间。此外,采用蜂群优化算法加速对最佳阈值的搜索,使速度提升了约80%~140%,进一步提高了算法的实时性。最后,针对火焰图像进行了大量实验,并与二维斜分最大Shannon熵法、基于混沌小生境粒子群优化(NCPSO)的二维斜分最大倒数熵法进行了比较。结果表明,提出的方法在分割效果上优势明显,且抗噪性能更好,是一种实时有效的火焰图像分割方法。     

基于萤火虫算法的二维熵多阈值快速图像分割

提出了基于萤火虫算法的二维熵多阈值快速图像分割方法以改善分割复杂图像和多目标图像时存在计算量大、计算时间长的问题。首先,分析了二维熵阈值分割原理,将二维熵单阈值分割扩展到二维熵多阈值分割。然后,引入萤火虫算法的思想,研究了萤火虫算法的仿生原理和寻优过程;提出了基于萤火虫算法的二维熵多阈值快速图像分割方法。最后,使用该方法对典型图像进行阈值分割实验,并与二维熵穷举分割法、粒子群算法(PSO)二维熵多阈值分割法进行比较。实验结果表明:该方法在单阈值分割、双阈值分割和三阈值分割时分别比二维熵穷举分割法快3.91倍,1040.32倍和8128.85倍;另外,在阈值选取的准确性和计算时间方面均优于PSO二维熵多阈值分割法。结果显示,基于萤火虫算法的二维熵多阈值快速图像分割方法能快速有效地解决复杂图像和多目标图像的分割问题。     

二维直方图准分的Tsallis熵阈值分割及其快速实现

传统二维Tsallis熵阈值法主要由于对二维直方图采用近似假设等原因,导致分割结果不够准确,由此提出了基于二维直方图准分的Tsallis熵快速图像分割方法.首先,准确选择邻域模板构建二维直方图并将Tsallis熵法用于此直方图上以便提高分割性能;然后,舍弃二维直方图中关于主对角区域的概率和近似为1的假设而准确计算使阈值选取更准确;最后,结合Tsallis熵公式对二维直方图进行分析得到其特性和2个定理,利用此特性和2个定理导出新型、快速的递推算法来降低计算复杂度.实验结果表明,与传统二维Tsallis熵法相比,所提出的方法不仅分割更准确和抗噪性更强,而且占用的存储空间和运行时间都更少.     

基于二维对称Tsallis交叉熵的小目标图像阈值分割

现有的阈值分割方法应用于目标与背景面积相差悬殊的小目标图像时,几乎都失效.为此,提出了基于对称Tsallis交叉熵及背景与目标面积差的小目标图像阈值分割方法.对称Tsallis交叉熵准则能确保准确分割时目标和背景内部的灰度均匀,而背景与目标面积差可抑制均等分割的趋势,二者综合构成了更为合理的阈值选取准则函数.首先导出了一维阈值选取公式;然后经推广得到基于二维斜分对称Tsallis交叉熵及背景与目标面积差的阈值选取公式,给出了其快速递推算法及相应的简化方法.大量实验结果表明:与目前性能较优越的二维斜分Otsu、最大熵、非对称交叉熵阈值分割方法相比,所提出的方法在小目标图像分割效果上具有极为明显的优势.     

基于Otsu准则和直线截距直方图的阈值分割

对二维Otsu法中类间离散度测度进行了分析,发现按该算法对被噪声污染图像的二维直方图进行划分时,所得两类的类内均值点容易远离主对角线,因而抗噪声能力不足。针对以上情况,本文提出了一种新算法,该算法基于二维直方图中直线阈值分割的思想,利用像素点的二维信息直接建立阈值直线的截距直方图;然后应用Otsu准则对该一维直方图求解最佳截距阈值,并应用该阈值和二维信息完成图像分割。对提出的算法与传统二维Otsu法进行了比较和分析,结果表明:提出的算法可以有效避免传统算法在抗噪方面的缺陷,当实验图像的噪声方差大于0.003且逐渐增加时,提出的算法抗噪表现稳健;另外,提出的算法计算阈值的速度比基于二维Otsu法的直分法和直线阈值法快2个数量级以上,占用内存空间更少。因而提出的算法是一种抗噪稳健且快速有效的阈值分割算法,更适于实时应用。     

基于积分图像的快速二维Otsu算法

Otsu自适应阈值算法是图像分割的经典方法之一,在其基础上发展起来的二维Otsu阈值算法却因为计算复杂而制约了其应用.本文针对二维Otsu的耗时瓶颈问题,引入积分图像简化了二维直方图最佳阈值搜索过程的计算复杂度,从而大大缩短了算法处理时间.实验结果表明,本文提出的算法在分割效果上与原始算法完全相同,但计算时间远远小于后者,具有很好的实时性.     

基于灰度直方图拟合曲线的数字图像多阈值分割技术研究

在数字图像处理中,图像分割技术能够对待处理部分进行分割处理,以突出显示所要研究的目标对象.在对数字图像灰度直方图进行高次样条函数曲线拟合之后,通过求取若干个局部最小值作为图像的分割阈值,对图像像素进行多阈值分割,最后采用区域背景像素点增长合并法进行背景区域合并,从而获得完整清晰反映图像各个组成部分的分割结果.实验结果证明,此方法能准确表达图像各个灰度组成部分,克服了传统单阈值分割所带来的缺陷与不足.     

低对比度图像中改进的二维熵阈值分割法

为了实现对低对比度图像中目标的识别和提取,采用二维熵值理论,重新定义了二维直方图坐标的含义,利用二维最大熵作为判定准则,对图像进行阈值切割.利用低对比度图像的特点,采取了压缩循环边界条件方法并结合递推加速算法,对比传统的阈值切割方法,取得了良好的分割效果,同时也提高了原始二维最大熵的计算效率,增强了低对比度下图像目标识别率,有良好的应用前景.     

基于区域生长的生物图像分割方法

针对基于区域的分水岭算法中通常存在的严重过分割现象,采用两点措施来改进:其一是在分水岭分割之前采用迭代阈值分割算法对图像进行分割,从而有效地抑制了由图片表面的灰度变化引起的过分割,使边缘定位更加准确;其二是在分水岭分割之后以基于面积,对比度和深度控制的区域合并准则,有效抑制过分割现象,同时满足感兴趣区的分割要求,实验表明该方法简单有效,能够得到符合人类视觉系统特性的分割结果。     

基于最小Tsallis交叉熵的阈值图像分割方法

利用Tsallis熵的非广延性(nonextensivity),本文提出了一种最小Tsallis交叉熵阈值分割方法.该方法通过引入一个参数q.在阈值的选择过程中不仅考虑了目标和背景之间的信息昔差异,而且考虑了目标和背景之间的相互关系,克服了传统最小交叉熵忽略目标和背景之间的相互关系所导致的阈值选择不恰当的缺点.实验结果表明,通过选择合适的参数q,所提出方法的分割效果明显优于传统的最小交叉熵阈值法.     

基于粒子群算法的二维Otsu阈值分割法

二维Otsu方法同时考虑了图像的灰度信息和像素间的空间邻域信息,是一种有效的图像分割方法。针对二维Otsu方法计算量大的特点,采用粒子群算法来求解最优二维阈值向量。通过分别用快速递推算法和改进粒子群算法对显微细胞图像的实验表明,后者不仅能得到理想的分割效果,且相较于前者,计算量大大减少,达到了快速分割的目的,有利于提高图像处理的实时性。     

基于类内分块PCA方法的人脸表情识别

主成分分析方法（PCA）是目前广泛应用在人脸等图像识别领域的重要手段。为了更准确地识别人脸的表情信息,有效抽取出图像中对表情识别贡献较大的局部特征,提出了一种类内分块PCA方法对人脸表情进行特征提取。首先对图像进行分块,再对分块得到的所有子图像块利用PCA方法进行鉴别分析,并计算出各类训练样本的子空间,然后计算测试样本到各类子空间的距离,最后输入最近邻分类器得到分类结果。在JAFFE人脸表情库上进行的实验结果表明,使用该方法后获得的识别率优于传统的PCA方法。     

An ADC histogram test based on small-amplitude waves

This paper deals with a new method improving the static test for analogue-to-digital converters. The method is based on a histogram procedure using as test signals small-amplitude triangular waves superimposed on suitable constant offset values. The histogram is built over the converter fullscale by varying the offset step by step systematically. A small amplitude and a reduced time slope in comparison to the converter range and slew rate, respectively, lead to static test conditions. This procedure allows inexpensive function generators to be used and the test duration to be dramatically reduced. Experimental results of tests aimed at validating, characterizing, and comparing the proposed method on two different converter architectures are presented.     

一种基于FPGA的实时直方图统计方法

介绍了采用Altera公司的Cyclone Ⅱ系列现场可编程门阵列(FPGA)实现灰度直方图实时统计的实现方法和设计技巧.充分利用Cyclone Ⅱ系列FPGA提供的片上硬件资源,配置一个三端口RAM作为像素统计值的存储单元,分别完成统计、结果读出、清零的过程.统计过程采用同步有限状态机实现,占用很少的逻辑单元,提高了系统的时钟频率.通过时序仿真和硬件平台,验证了设计的正确性.     

基于非下采样Contourlet变换系数直方图匹配的自适应图像增强

由于非下采样Contourlet变换(NSCT)域图像增强方法需要手动调节参数,无法实现自适应增强,本文将直方图均衡化和NSCT域增强相结合,提出了一种基于NSCT系数直方图匹配的自适应图像增强算法。该算法首先对低对比度含噪原图像进行直方图均衡化,然后对原图和直方图均衡化后的图像分别进行NSCT分解,得到低频子带系数和各高频方向子带系数。对低频子带,将原图的低频子带系数直方图匹配到直方图均衡化后图像的对应系数直方图上。对各个高频子带,则先进行阈值去噪,再将原图的各个高频子带系数直方图匹配到直方图均衡化后图像的对应系数直方图上。最后,经NSCT重构得到增强后的最终图像。实验结果表明,本文方法增强效果明显优于直方图均衡化,与Contourlet变换增强法相比,实验所采用的两组图像的图像评价函数(EMEE)值分别提高了24.05%、16.97%、13.29%和20.63%,且与NSCT域非自适应增强法(人工选取参数)的处理效果相当。该方法无需手工调节参数,具有自适应性和实用性强的优点。     

基于改进小波阈值的分布式光纤温度传感数据处理

温度分辨力和空间分辨力是分布式光纤温度传感系统相互制约的两个关键指标,针对分布式光纤温度传感系统的噪声特点,提出一种改进的小波阈值选取方法,将其应用于含突变热点的温度分布数据小波去噪处理。去噪结果表明,改进的阈值选取方法在光纤尾端处能更加有效抑制温度曲线噪声,使光纤尾端的温度分辨力从1.47℃减小到0.56℃,SNR提高2.63倍,获得良好的去噪效果。