邻域约束模型的眼底图像硬性渗出聚类检测方法

硬性渗出是糖尿病视网膜病变的重要表现和诊断依据.针对硬性渗出检测容易受到图像背景和噪声干扰的问题,提出基于邻域约束模型的眼底图像硬性渗出聚类检测方法.首先设定检测区域,结合区域像素的灰度和空间信息定义目标检测函数,通过迭代计算完成图像的聚类分割;然后计算邻域的灰度差异,将最大灰度变化作为相似性判决的约束条件,进而判定每个聚类图像是否属于硬性渗出.在公开的眼底图像数据库上进行实验的结果表明,该方法能有效地识别和检测眼底图像中可能存在的硬性渗出,对正常图像的判断正确率达到90%,对存在病变图像的检测灵敏度和阳性预测值分别达到79%和81%,有助于眼底疾病的计算机辅助诊断.     

基于捕食者—食饵微粒群优化的二维FCM图像分割方法

传统模糊C均值聚类算法进行图像分割时仅利用了像素的灰度信息,没有考虑像素的空间邻域信息,因此抗噪性能差．为了克服传统模糊C均值聚类算法的局限性,提出了一种基于捕食者—食饵微粒群算法的二维模糊C均值聚类图像分割方法．该方法将图像的聚类分割转化为一个优化问题,根据像素的灰度信息和改进二维直方图描述的像素邻域关系特性,建立包含邻域信息的适应度函数,并利用捕食者—食饵微粒群的全局优化能力,通过迭代优化获得最优聚类中心,实现图像分割．仿真结果表明,所提算法不易陷入局部最优,抗噪能力强,聚类正确性高,分割效果好,是一种有效的图像分割算法．     

基于灰度空间特征的模糊C均值聚类图像分割

模糊C均值(FCM)聚类算法广泛用于图像的自动分割,但是该算法没有考虑像素的灰度和空间特征,对噪声十分敏感.因此提出一种改进的算法,在传统的FCM聚类的基础上,运用邻域像素的灰度相似度和聚类分布统计来构造新的隶属函数,对图像进行聚类分割.该方法不仅有效地抑制了噪声的干扰,而且把错分类的像素很容易的纠正过来.对两种类型的含噪图像的实验结果表明该方法对噪声具有很强的鲁棒性和对像素聚类的正确性.     

蚁群模糊聚类的图像分割

蚁群算法的离散性、并行性、鲁棒性、正反馈性特点,非常适合于图像分割.但基本蚁群算法中蚂蚁运动的随机性使得算法进化速度慢且易于陷入局部最小等缺陷.提出了一种基于改进的蚁群模糊聚类的图像分割方法,给出了多种信息素的更新方式.针对算法循环次数多,计算量大的问题,综合考虑图像中像素的灰度,邻域平均灰度,梯度等特征来设置初始聚类中心进行蚁群模糊聚类.实验结果表明,该方法在图像分割中的确能够得到较好的分割结果.     

基于图论的快速FCM图像分割算法

研究基于图论的最短路径算法与加权直方图方法,结合快速模糊聚类思想,提出一种改进的快速模糊C-均值(FCM)图像分割算法。利用最短路径算法对图像进行初始化处理,使处理后的灰度值准确反映邻域像素对原像素的影响。通过加权直方图改变灰度变化剧烈区域像元在图像分割中的影响程度,并自适应寻找初始聚类中心。实验结果表明,该算法能快速准确地分割图像,具有较强的抗噪性。     

一种快速灰度图像彩色化算法

灰度图像的彩色化是将一幅彩色图像的颜色特征传递给另一幅灰度图像,使灰度目标图像具有与源彩色图像相似的颜色。提出了一种快速灰度图像彩色化算法,将图像像素邻域相关特性引入到匹配像素的搜索过程中。搜索匹配像素时,先在当前像素的邻域范围内进行搜索,只在邻域搜索失效时才进行全图范围的搜索,由于像素邻域相关特性,大部分像素可以在邻域搜索中找到匹配像素,只有极少像素需要进行全图搜索,从而较大地降低了搜索代价,在取得较好的彩色化效果的同时,显著地提高了彩色化速度。     

一种快速鲁棒核空间图形模糊聚类分割算法

针对现有鲁棒图形模糊聚类算法难以满足强噪声干扰下大幅面图像快速分割的需要，提出一种快速鲁棒核空间图形模糊聚类分割算法。该算法将欧氏空间样本通过核函数映射至高维空间；采用待分割图像中像素邻域的灰度和空间等信息构建线性加权滤波图像，对其进行鲁棒核空间图形模糊聚类；并引入当前聚类像素与其邻域像素均值所对应的二维直方图信息，获得鲁棒核空间图形模糊聚类快速迭代表达式。对大幅面图像添加高斯和椒盐噪声进行分割测试，实验结果表明:本文算法相比基于图形模糊聚类等分割算法的分割性能、抗噪鲁棒性和实时性有了显著提高。     

一种嵌入局部信息的快速KFCM聚类分割算法

针对核空间模糊局部C-均值聚类分割算法时间复杂性过大而不适合实时场合图像分割需要的问题,提出了一种核空间局部模糊C-均值聚类分割的快速算法。利用像素与其邻域像素之间的空间距离信息和灰度方差信息构造一种加权共生矩阵;将图像像素的一维直方图以及像素与邻域像素之间的二维共生直方图相结合构造了一种新的核空间模糊C-均值聚类分割目标函数,并对其推导获得隶属度和聚类中心迭代表达式;将图像像素采用该算法聚类所得隶属度进行邻域滤波处理,以便改善该算法的抗噪性能。实验结果表明,该分割算法相比核空间局部模糊C-均值聚类分割更有利于实时场合和大幅面图像分割的需要。     

基于改进的直觉模糊核聚类的图像分割方法

针对噪声图像模糊性的本质，提出了基于改进的直觉模糊核聚类的图像分割方法。采用直觉模糊集描述噪声图像包含的不确定性信息，将图像的灰度信息转换到直觉模糊域进行处理；将模糊核聚类拓展为直觉模糊核聚类，在图像的直觉模糊域进行聚类；通过高斯核函数和欧氏距离分别对像素8-邻域的灰度和空间信息进行建模，综合平衡灰度和空间信息对聚类的作用，并将其作为惩罚项加入到直觉模糊核聚类的目标函数中；通过梯度下降法，推导了迭代求解算法；通过典型的合成图像和自然图像分割实例，验证了所提算法的有效性和鲁棒性。     

自适应灰度加权的鲁棒模糊C均值图像分割

针对传统模糊C均值(fuzzy C-means,FCM)算法以及结合空间信息的相关改进算法分割精度较低、对噪声敏感的问题,提出一种自适应灰度加权的鲁棒模糊C均值图像分割算法。首先,通过定义像素间的局部灰度相似性测度来反映各像素对局部邻域的影响程度,并根据邻域窗口中各像素的灰度差异,利用指数函数进一步控制邻域像素的影响权重,实现像素灰度的自适应加权,从而提高像素灰度计算的准确性。其次,构造出一种改进的距离测度代替传统的欧氏距离,用于计算各像素与聚类中心之间的相似距离,增强算法对噪声和异常值的鲁棒性。最后,将提出的自适应灰度加权方法与改进的距离测度应用到FCM算法中,实现图像分割。实验结果表明,该算法需根据图像噪声的强度适当地选取邻域窗口大小,在此条件下算法能够取得较优的分割效果和运行效率,且对噪声具有较强的鲁棒性。     

一种基于相容粒度空间的图像分割方法

定义归一化邻域方差,选取它和像素灰度值、邻域均值作为图像相容粒度空间的条件属性,构造出基于条件属性的相容粒度空间.根据相容关系进行图像粒化,定义相容决策粒间距离测度函数,利用思维进化算法(MEA)最优选取阈值,合成决策粒,实现对目标区域的提取,完成图像分割.实验结果表明所提出算法去噪效果明显,具有较好的稳定性和收敛速度.     

基于改进型NSCT 变换的灰度可见光与红外图像融合方法

针对灰度可见光与红外图像融合,提出一种基于改进型非下采样轮廓波变换(NSCT)的图像融合方法.不同于经典NSCT模型,改进型NSCT变换摈弃了细节捕捉能力不强的非下采样金字塔分解机制,采用冗余提升不可分离小波变换实现对源图像的多尺度分解;然后,分别采用基于区域平均能量匹配度、邻域系数差和信息熵的融合规则,得到融合图像的低频系数和高频系数;最后,通过改进型NSCT逆变换得到了融合图像.实验结果验证了该方法的有效性.     

一种人工免疫算法优化的高有效性模糊聚类图像分割

针对传统模糊聚类初值敏感、易陷入局部最优的缺陷,将具有良好勘探和开采能力的人工免疫算法用于模糊聚类的优化并提出了相应的图像分割算法.利用改进的Hausdorff距离提出一种新的抗体浓度评价算子并定义了相应的免疫算子,简化了免疫操作,增强了算法自适应寻优能力.采用最近提出的一种有效性函数作为聚类适应度函数,以人工免疫算法寻优,从而自适应地确定聚类数日与中心,实现自动图像分割.仿真实验表明,该算法可以实现图像的自动高有效性分割.     

区间二型模糊相似度与包含度

相似度与包含度是模糊集合理论中的两个重要概念,但对于二型模糊集合的研究还较为少见．鉴于此,提出了新的区间二型模糊相似度与包含度．首先选择了二者的公理化定义;然后基于公理化定义提出了新的计算公式,并讨论了二者的相互转换关系;最后通过实例来验证二者的性能,并将区间二型模糊相似度与Yang-Shih聚类方法相结合,用于高斯区间二型模糊集合的聚类分析,得到了合理的层次聚类树．仿真实例表明新测度具有一定的实用价值．     

基于新直觉模糊相似度的聚类方法

针对现有直觉模糊聚类方法大都未考虑属性(指标)权重,计算过于复杂且计算结果为实数的问题,提出一种基于新直觉模糊相似度的聚类方法,计算结果为直觉模糊数,运用直觉模糊熵得到属性权重,构造了一种考虑属性权重的直觉模糊相似度公式,得到直觉模糊相似矩阵,设计了风险参数,决策者根据自己风险偏好选择风险参数进行聚类.最后通过算例验证了所提出方法的可行性和合理性.     

基于灰关联分析的KFCM-LSSVM蒸发过程软测量

针对氧化铝蒸发过程出口浓度在线检测问题,提出一种基于灰色关联分析和核模糊聚类相结合的多支持向量机蒸发过程建模方法.该方法采用灰色关联分析提取影响出口浓度较大的变量,再用核模糊聚类算法将样本划分成不同的子类,并对各子类构建的支持向量机模型的输出综合加权得到最终输出.对蒸发过程生产数据进行实验,并与核模糊聚类最小二乘支持向量机(KFCM-LSSVM)相比较,结果表明新模型鲁棒性较强、精度较高、泛化性更好,可以用于蒸发过程的优化控制.     

通信受限网络控制系统的H∞ 控制

针对一类通信受限的网络控制系统,研究其随机稳定性和 ∞控制问题.考虑到系统存在随机丢包、时延、对数量化和概率传感器故障等因素,提出一种新的网络控制系统模型.基于Lyapunov稳定性理论,得到了系统随机稳定性的充分条件,并利用线性矩阵不等式技术,给出了系统 ∞控制器的设计方法.数值仿真算例验证了所得结论的有效性.     

快速鲁棒核空间模糊聚类分割

目的 传统模糊C-均值聚类应用于图像分割仅考虑像素本身的聚类问题,无法克服噪声干扰对图像分割结果的影响,不利于受到噪声干扰的工业图像、医学影像和高分遥感影像等进行目标提取、识别和解译。嵌入像素空间邻域信息或局部信息的鲁棒模糊C-均值聚类分割算法是近年来图像分割理论研究中的热点课题。为此,针对现有的鲁棒核空间模糊聚类算法非常耗时且抑制噪声能力弱、不适合强噪声干扰下大幅面图像快速分割等问题,提出一种快速鲁棒核空间模糊聚类分割算法。方法 利用待分割图像中像素邻域的灰度信息和空间位置等信息构建线性加权滤波图像,对其进行鲁棒核空间模糊聚类。为了进一步提高算法实时性,引入当前聚类像素与其邻域像素均值所对应的2维直方图信息,构造一种基于2维直方图的鲁棒核空间模糊聚类快速分割最优化数学模型,采用拉格朗日乘子法获得图像分割的像素聚类迭代表达式。结果 对大幅面图像添加一定强度的高斯、椒盐以及混合噪声,以及未加噪标准图像的分割测试结果表明,本文算法比基于邻域空间约束的核模糊C-均值聚类等算法的峰值信噪比至少提高1.5 dB,误分率降低约5%,聚类性能评价的划分系数提高约10%,运行速度比核模糊C-均值聚类和基于邻域空间约束的鲁棒核模糊C-均值聚类算法至少提高30%,与1维直方图核空间模糊C-均值聚类算法具有相当的时间开销,所得分割结果具有较好的主观视觉效果。结论 通过理论分析和实验验证,本文算法相比现有空间邻域信息约束的鲁棒核空间模糊聚类等算法具有更强的抗噪鲁棒性、更优的分割性能和实时性,对大幅面遥感、医学等影像快速解译具有积极的促进作用,能更好地满足实时性要求较高场合的图像分割需要。     

从神经切片图像中识别功能束类型的研究

提出一种采用多方向梯度及其二阶梯度描述神经切片图像的纹理特征,进而识别神经功能束类型的方法。首先,在神经切片图像随机选择一些像素,获得这些像素在邻域范围内4个方向上的梯度和二阶梯度的变化曲线;其次,提取这些曲线的周期和幅值作为描述这些随机选择像素邻域的特征;再次,采用粗糙K均值算法对这些随机选择像素进行聚类处理,从而把功能束区分为不同的类型;最后,分析了在此过程中两个参数对功能束类型区分结果的影响。实验结果表明,所提出的纹理特征描述方法可以准确区分神经切片图像中不同类型的功能束,所提出的识别算法不仅能有效识别神经功能束的类型,而且识别结果与所需设置的参数无关,因此,具有比较强的适应性。