基于分裂式K均值聚类的图像分割方法

模糊C均值聚类(FCM)算法是一种有效的无监督图像分割方法,适用于任意分类数,不需要预知图像特征,但其聚类效果直接受待分类样本噪声和分类初始条件的影响。因此,提出了一种适用于彩色图像分割的分裂式K均值聚类(FKM)算法,该算法首先使用中值滤波对分类样本去噪,然后使用一种分裂聚类法对图像样本进行预分类,得到一组样本集初始划分,最后以这组划分为起点,使用基于概率距离的K均值聚类对图像分割进行迭代优化。实验结果表明,该算法可以避免FCM的误分类,诸如陷于中心死区、中心重叠和局部极小值,而且提高了分割速度。     

基于随机权重粒子群和K-均值聚类的图像分割

K-均值聚类具有简单、快速的特点,因此被广泛应用于图像分割领域。但K-均值 聚类容易陷入局部最优,影响图像分割效果。针对K-均值的缺点,提出一种基于随机权重粒子 群优化(RWPSO)和K-均值聚类的图像分割算法RWPSOK。在算法运行初期,利用随机权重粒 子群优化的全局搜索能力,避免算法陷入局部最优;在算法运行后期,利用K-均值聚类的局部 搜索能力,实现算法快速收敛。实验表明：RWPSOK 算法能有效地克服K-均值聚类易陷入局 部最优的缺点,图像分割效果得到了明显改善;与传统粒子群与K-均值聚类混合算法(PSOK) 相比,RWPSOK 算法具有更好的分割效果和更高的分割效率。     

谱聚类集成的淋巴结超声图像分割算法

为了对低信噪比的超声图像进行有效分割,提出一种谱聚类集成的超声图像分割算法.首先用改进的全变差去噪模型对超声图像进行有效的去噪;然后用聚类集成的方法对去噪后的图像进行图像分割,基聚类器采用K均值算法,集成采用改进的谱聚类算法;最后用K均值算法对谱聚类集成的结果进行再次聚类,得到最终的集成聚类分割结果.实验结果表明,与现有的方法相比较,该算法分割效果更好.     

小麦冠层图像H分量的K均值聚类分割

大田环境下小麦冠层图像具有光照不均匀、背景复杂及阴影遮挡等特点,经典图像分割算法存在精度低、过分割等问题,提出一种基于HSI空间下H分量的K均值聚类算法。使用[R+G-B]归一化处理RGB空间下的彩色图像,以抑制其B分量;将归一化图像进行RGB到HSI的颜色空间转化;根据光照是否均匀,使用K均值聚类算法对彩色图像的H分量进行不同的聚类处理,经形态学开运算及去噪处理获得最终目标图像。实验表明,该方法对不同施氮量、不同光照、不同生长时期小麦冠层图像的分割效果较好,相对基于Lab空间的K-means聚类分割,该方法可一定程度避免过分割现象;相对基于H分量的Otsu算法,对光照不均匀图像分割更完整,对复杂背景图像分割更精确。     

基于改进的K均值聚类彩色图像分割方法

提出了一种改进的K均值聚类图像分割方法。针对彩色图像的像素特征,利用Ohta等人的研究成果,选取能有效表示彩色像素特征的彩色特征集中的第一个分量作为图像像素的一维特征向量,用来替代经典K均值聚类图像分割中的灰度．大大降低了运算量。基于粗糙集理论的算法,求出初始聚类个数与均值。选用对特征空间结构没有特殊要求的特征距离代替欧氏距离,应用改进的K均值聚类算法对样本数据进行聚类,从而实现对彩色图像的快速自动分割。实验表明,该图像分割算法可有效提高图像分类的精度和准确度,并且运算代价小．收敛速度快。     

基于K均值聚类分割彩色图像算法的改进

基于人类视觉将图像分割成若干个有意义的区域是目标检测和模式识别的基础.应用K均值聚类算法对图像进行分析,分析了图像的空间、色彩以及纹理特征对聚类效果的影响,针对K均值算法的存在的过分割问题提出了一种修正方法,先基于空间、颜色和纹理特征分割图像,再基于色彩及纹理特征进行合并,解决了K均值聚类产生的过分割问题,并在区域合并时引入修正函数,抑制了图像中因场景明暗变化而产生的斑点.实验结果表明提出的聚类算法对图像分割效果有明显提高.     

基于K-均值与蚁群混合聚类的图像分割

针对单一聚类算法在图像分割中容易陷人局部最优或有过分割现象,造成分割精确度低等问题,文章提出了基于K-均值聚类和蚁群聚类相结合的新算法.新算法先将K-均值算法作快速分类,根据K-均值分类结果更新蚂蚁各路径上的信息素,指导其他蚂蚁选择,以提高蚁群聚类算法的运行效率.实验结果证明,新算法在图像分割处理的精确度上较单一的K均...     

基于K均值聚类与区域合并的彩色图像分割算法

提出一种基于K均值聚类与区域合并的彩色图像分割算法。首先,对图像运用mean shift算法进行滤波,在对图像进行平滑的同时保持图像的边缘;然后,运用K均值算法对图像在颜色空间进行聚类,得到初始分割的结果;最后,给出了一种区域合并策略,对初始分割获得的区域进行合并,得到最终的分割结果。仿真结果表明,算法的分割结果和人的主观视觉感知具有良好的一致性。     

基于蚁群优化的直觉模糊聚类脑MR图像分割

针对现有模糊C均值(FCM)聚类算法存在的对初始参数敏感、迭代速度慢,以及对噪声鲁棒性差等问题,提出将蚁群优化算法(ACO)与直觉模糊聚类相结合的方法用于分割脑部MR图像.该算法采用自适应蚁群优化算法获取初始聚类中心与聚类个数作为直觉模糊聚类的初始值,将融入了局部空间信息和犹豫度的直觉模糊聚类算法应用于含噪声脑部图像及脑肿瘤图像进行分割.实验结果表明该算法能够有效抑制噪声干扰且保存图像细节,相较于FCM及相关改进算法具有更高的分割精度和分割效率.     

改进的K均值聚类算法彩色图像分割的研究

针对传统K均值聚类算法在彩色图像分割中受K值和初始聚类中心影响较大等问题。在基于图像子块划分的基础上给出了一种k值和初始聚类中心确定方法,并用区域生长算法对聚类后的子块进行块后处理,利用提出的算法对多幅自然图像进行了分割实验,并与相似的分割方法进行了比较实验,给出了详细的实验结果与分析。实验表明该方法分割速度快,效果好,具有较高的实用价值。     

Image clustering segmentation based on SLIC superpixel and transfer learning

Traditional fuzzy C-means clustering algorithm has poor noise immunity and clustering results in image segmentation. To overcome this problem, a novel image clustering algorithm based on SLIC superpixel and transfer learning is proposed in this paper. In the proposed algorithm, SLIC superpixel method is used to improve the edge matching degree of image segmentation and enhances the robustness to noise. Transfer learning is adopted to correct the image segmentation result and further improve the accuracy of image segmentation. In addition, the proposed algorithm improves the original SLIC superpixel algorithm and makes the edge of the superpixel more accurate. Experimental results show that the proposed algorithm can obtain better segmentation results.     

基于鱼群算法优化normalized cut的彩色图像分割方法

为了克服传统的谱聚类算法求解normalized cut彩色图像分割时,分割效果差、算法复杂度高的缺点,提出了一种基于鱼群算法优化normalized cut的彩色图像分割方法.先对图像进行模糊C-均值聚类预处理,然后用鱼群优化算法替代谱聚类算法求解Ncut的最小值,最后通过最优个体鱼得到分割结果.实验表明,该方法耗时少,且分割效果好.     

基于改进布谷鸟优化的模糊聚类图像分割

模糊C均值聚类算法(FCM)是一种应用非常广泛的聚类算法,但是它受初始聚类中心影响较大,容易陷入局部最优。 在标准布谷鸟算法(CS)的基础上 提出改进布谷鸟优化算法(ICS),将发现概率P由固定值转变成随迭代次数逐渐减小的变量,这样不仅可以提高搜索种群的质量,而且保证了算法的收敛。因此,可以将改进布谷鸟优化算法用于FCM算法聚类中心生成的过程(ICS_FCM),从而有效地避免FCM陷入局部最优。改进的算法具有良好的聚类效果和运行速度。实现基于改进布谷鸟优化的FCM图像分割,并与基于模拟退火的FCM算法(SA_FCM)进行对比。由实验结果可知,该算法(ICS_FCM)不仅取得了较好的分割效果,效率上也有明显的提高。     

A new hybrid image segmentation approach using clustering and black hole algorithm

Clustering technique is used in image segmentation because of its simple and easy approach. However, the existing clustering techniques required prior information as input and the performance are entirely dependent on this prior information, which is the main drawback of the clustering approaches. Therefore, many researchers are trying to introduce a novel method with user free parameter. We proposed a clustering method, that is, independent of user parameters and later we used a region merging technique to improve the performance of the clustering output. In this article, we proposed a hybrid image segmentation method which is based on a clustering algorithm and black hole algorithm. In the clustering technique, we have used recursive density estimation technique of surrounding pixels. After clustering technique, presence of small segments may be present and it would give lower a performance of segmentation output. Therefore, a segment is merged with another segment by finding best matched segment. Black hole algorithm concept has been used to define the fitness of each segment and to find the best matching segment. We have compared the proposed method with the other clustering-based segmentation methods and different evaluation indices are used to calculate the performance, and the result proved the effectiveness of the proposed algorithm.     

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。     

融合空间信息的改进FCM图像分割算法

针对FCM算法在图像分割时存在选取初始聚类中心不佳与算法抗噪性差的问题,提出一种融合空间信息的改进FCM图像分割算法;首先采用了直方图算法和LOF算法自适应地选取初始聚类中心,之后使用马尔科夫随机场得到先验概率改进目标函数,使用修正隶属度矩阵的方法改进算法流程,最后使用改进算法进行图像分割;为验证该算法性能,使用Berkeley图像数据集作为实验数据,选取Dice系数、JS系数、SA系数、PSNR指数、运行时间及迭代次数作为评价标准;实验结果表明,该算法能够获取更优初始聚类中心,在处理不同噪声图像上有更好的鲁棒性。     

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。     

Fuzzy c-means clustering with weighted image patch for image segmentation

Fuzzy c-means (FCM) clustering has been widely used in image segmentation. However, in spite of its computational efficiency and wide-spread prevalence, the FCM algorithm does not take the spatial information of pixels into consideration, and hence may result in low robustness to noise and less accurate segmentation. In this paper, we propose the weighted image patch-based FCM (WIPFCM) algorithm for image segmentation. In this algorithm, we use image patches to replace pixels in the fuzzy clustering, and construct a weighting scheme to able the pixels in each image patch to have anisotropic weights. Thus, the proposed algorithm incorporates local spatial information embedded in the image into the segmentation process, and hence improve its robustness to noise. We compared the novel algorithm to several state-of-the-art segmentation approaches in synthetic images and clinical brain MR studies. Our results show that the proposed WIPFCM algorithm can effectively overcome the impact of noise and substantially improve the accuracy of image segmentations.