一种新的用于图像分割的活动轮廓模型

为了从灰度异质图像中更好地提取目标,本文提出了一种新的图像分割方法,采用测地时间函数作为局部二值拟合模型的核函数,并结合图像区域的局部灰度信息和全局灰度信息建立能量泛函.同时,符号函数惩罚项的引入避免了符号函数的重新初始化,而曲线长度调整项则保证了曲线演化的连续性和光滑性.通过变分水平集方法最小化新的能量泛函,得到曲线演化的梯度下降流.通过对医学CT图像进行分割实验,证明了该方法的可行性和优越性.     

基于边缘信息与偏移场矫正的多相Chan-Vese图像分割模型

图像中存在的灰度不均匀现象与演化曲线被错误的目标边缘引导给图像的多相分割带来了很大困难。针对这一问题,利用对数变换将乘性偏移场转化成线性偏移场,通过核函数引入局部灰度信息建立了偏移场矫正模型。此外,运用水平集函数与图像梯度的方向信息重建了边缘指示函数,增强了演化曲线对正确目标边缘的识别能力。人工合成图像和自然图像的分割实验结果表明文中提出的模型能够取得令人满意的分割结果。     

利用改进CV模型分割煤矿井下早期火灾图像

针对传统主动轮廓模型难以实现煤矿井下早期火灾图像火焰区域精确提取的问题,提出了一种改进的Chan-Vese(CV)模型.在计算目标和背景全局区域拟合中心的基础上,利用曲线内外区域局部灰度统计直方图获取目标和背景局部区域拟合中心,并对全局和局部区域拟合中心赋予归一化的调节比例,以综合利用图像全局和局部信息;为了加速曲线运动到目标边缘,利用曲线内外区域像素灰度的最小绝对差来取代模型中原有的内外区域能量权重,以提高模型分割效率.结果表明:与CV模型、局部二值拟合模型(LBF)、全局和局部灰度拟合混合模型(LGIF)、引入自适应能量权重的CV模型(WCV)相比较,提出的模型能更加快速、精确地提取煤矿井下早期火灾图像中的火焰区域,在分割效果和分割效率方面均有明显优势.     

基于CV模型和DRLSE模型的甲状腺结节分割

针对CV模型无法分割灰度不均匀图像,而DRLSE模型对弱边界的分割效果不佳的问题,提出了一种结合局部和全局信息的水平集分割方法。实验结果表明,文中模型不仅能处理灰度不均匀图像,而且对弱边界结节也能正确分割。     

结合全局和局部灰度拟合活动轮廓模型的图像分割算法

针对局部图像拟合(Local image fitting,LIF)模型对初始轮廓敏感和容易陷入局部极小的缺点,本文提出了一种基于图像区域信息的活动轮廓模型。本模型同时利用图像全局和局部信息来分割图像,其能量泛函由局部项、面积项、长度项和惩罚项4项组成。局部项将图像局部信息融入到模型中,使该模型能够有效分割灰度不均图像。面积项通过引入一个全局指示函数,加快了模型的收敛速度,且能避免陷入局部极小。惩罚项约束水平集函数逼近符号距离函数,使模型无需重新初始化,减少了分割时间。此外,为了实现对图像中感兴趣区域的分割,本文给出了模型的窄带实现方法。实验结果表明:本文模型对初始轮廓的敏感性低,收敛速度快,能准确分割灰度不均的图像,且其窄带实现方法能够实现对图像中感兴趣区域的分割。     

基于Bregman散度和RSF模型的水平集图像分割方法

在自然图像中经常会出现亮度不均匀的现象,虽然基于局部信息的水平集方法在不均匀图像的分割方面取得了较好的效果,但是该类方法在主动轮廓的能量上存在局部最小值和计算复杂度高等问题.针对这些问题,本文提出了基于Bregman散度分布和区域可伸缩拟合能量模型(Region-Scalable Fitting,RSF)相结合的水平集图像分割方法.本方法利用包含特征点信息(Bregman散度)的全局信息项加快远离目标边界曲线的演化速度,提高算法对初始位置的鲁棒性;利用RSF模型的局部信息项提高对亮度不均匀图像的分割能力,吸引轮廓曲线向物体边界收敛,并停止在目标对象的边界处.通过对合成图像、医学图像和其它真实图像的对比实验,可以看出本文模型与现有模型(LCV、RSF和LGIF)相比,对亮度不均匀图像具有更强的处理能力和更高的处理效率,且对噪声具有更强的鲁棒性.     

融合区域和边界信息的水平集SAR图像分割方法

提出了一种基于区域和边界信息的水平集SAR图像分割方法。该方法根据SAR图像的区域统计特征和边界梯度信息,建立SAR图像分割能量泛函模型;通过最小化能量泛函得到曲线演化偏微分方程;采用水平集方法求解演化方程,实现了SAR图像的分割。分别采用模拟和真实SAR图像对该方法进行了仿真。实验结果表明,该方法能充分利用SAR图像特征,不需要去除相干斑噪声的预处理过程,实现了对图像中目标与背景的正确分割。     

基于灰度阈值分割的锥体零件缺陷识别算法

根据人的视觉感官特性，针对锥体零件缺陷检测中的图像信号预处理，利用含有缺陷的灰度图像的灰度统计特征自动找出分割图像的灰度阈值．研究了目前使用边缘检测、阈值分割、区域增长等方法．利用曲线拟合方法计算出灰度的分布曲线，用数学分析的方法求出曲线的局部极值．对于出现多个极值情况时进行分析筛选，把分割缺陷比较理想的极值作为灰度分割的阈值．以此分割图像，其分割效果比较理想．     

结合熵与局部信息的伪影偏差场修正CV模型

针对Chan-Vese(CV)模型对含有伪影、光照不均的图像不能进行有效分割的不足,本文提出了结合熵与局部信息的动态伪影偏差场修正CV模型。模型根据区域同质性特征,利用熵构造区域能量系数,自动调节目标与背景区域在模型中的权重。采用全局与局部结合的方式自适应控制区域演化。将伪影指示函数应用到区域检测项,无需先验灰度信息即可消除异常值,精确地使像素归类。结合Retinex理论对图像进行分解,忽略亮度变化并提取不含照度信息的目标结构图像,避免偏差场对分割的影响。通过与CV模型、LIF模型对比验证了算法的有效性,结果表明,本文提出的算法在目标干扰严重情况下分割性能最优,重叠率可达0.9,误分割率控制在0.06以内。与CV模型、LIF模型相比分割精度与速度性能优势明显。     

基于水平集的转炉出钢图像钢渣检测方法

针对转炉出钢红外灰度图像具有噪声大、物体间灰度差较小和边缘模糊等特点,难以实现区域分割及下渣检测的问题,提出一种基于水平集的转炉出钢图像钢渣检测方法.根据钢水与钢渣的轮廓分布特点对Chan-vese活动轮廓模型进行改进,构造双轮廓曲线的演化函数.利用水平集方法求解模型,并通过最小化双轮廓曲线的演化函数来获得分割区域及其灰度特征值.最后通过分割区域的灰度特征值识别钢水与钢渣及计算钢渣含量,完成钢渣检测.实验表明,该方法具有较高的抗噪性和准确性,能很好地应用于红外热成像转炉出钢下渣检测.     

基于局域波分解的大系统派生模态降维研究

文章分析了当前以平衡与截裁为代表的大系统降维理论,鉴于其内容不尽完善,因此基于系统运动模态的特征,在科技与哲理的辩证分析基础上,建立了大系统派生模态理论和组合降维模型。对于工程实际中的系统响应曲线,提出了基于局域波分解的大系统派生模态提取策略实现系统降维。仿真结果表明,基于模态和图形的协同算法应用简便,并可获得较高精度的降维模型。     

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。     

锯齿状结构面剪切蠕变、松弛及长期强度研究

为对结构面的蠕变、松弛和长期强度进行综合分析,用水泥砂浆浇筑成不同角度的结构面试样,采用相同的分级加载方法,在岩石双轴流变试验机上对规则齿形结构面进行剪切蠕变试验和松弛试验.首先分析了蠕变特性与松弛特性的异同及蠕变和松弛过程中剪应力-位移曲线的差异,其次基于蠕变速率及蠕变与松弛关系,推导能够描述应力松弛的经验方程,最后分别基于蠕变试验和松弛试验确定结构面的长期强度,并对长期强度进行对比分析.研究结果表明:蠕变曲线与松弛曲线形态相似,变化趋势相反;蠕变变形量和应力松弛量都随结构面爬坡角的增大而增大;蠕变过程和松弛过程的剪应力-位移曲线显示两者的应力-应变路径不同,表明蠕变和松弛过程中能量变化不同,且由于不可逆功的存在,不能简单认为蠕变和松弛是等价的;本文提出的应力松弛方程,能够较好地描述松弛过程,但蠕变方程和松弛方程的拟合参数值相差约1个数量级;基于相同的机理,根据蠕变试验和松弛试验确定的结构面长期强度不同,相差约为9%,而且长期强度值与蠕变过程和松弛过程中剪应力-位移曲线的屈服强度比较接近.     

多源信息融合系统的主动式黑板结构与模型

多源信息融合依靠一个系统来实现,系统的体系结构特性决定了融合过程.该文提出了复合层次的主动式黑板结构,将信息融合处理单元的多种计算形式统一于一个系统模型.以步哨监视黑板上信息变化的方法实现了融合系统的主动性,利用结构上特性抽象地描述融合过程及系统行为建立了多源信息融合的主动式黑板模型.该模型能完备地描述融合过程并且认为它是一个非线性处理过程.主动式黑板模型能用于对多源信息融合过程的分析和仿真.     

交通标志对制动操作认知模型的影响

为了揭示交通标志诱发驾驶员弯道前制动操作的过程,根据认知学原理建立了驾驶员认知模型,并采用模拟驾驶的实验方法,分析了在不同条件下驾驶员第1刹车点位置与交通标志的关系.实验结果表明:当交通标志设置远离弯道入口时,制动操作直接受到交通标志影响;当设置位置距弯道入口较近时,交通标志对制动操作的作用将被弯道轮廓线所代替.另外,结果显示该过程还受到驾驶员内在记忆系统及外部环境的影响.实验结果验证了模型的有效性及相关影响规律,并且结合认知模型可以得到交通标志诱发驾驶员制动操作源于交通信息对于制动决策需求的满足.     

一种基于单片机技术的半导体激光器特性参数测量仪

针对目前国内半导体激光器测量仪器系统庞大、操作复杂、测量周期长、价格昂贵、不易于推广的情况，研制了较低成本的半导体激光器特性参数测量装置．它能够方便、准确地测量激光器的重要参数，并能根据测得的电压一电流和功率一电流特性曲线对器件的质量和性能作出评价．