快速自适应非局部空间加权与隶属度连接的模糊C-均值噪声图像分割算法

针对传统模糊C-均值聚类(FCM)算法难以对噪声图像进行分割的问题,该文提出一种快速自适应非局部空间加权与隶属度连接的模糊FCM抗噪图像分割算法.首先,利用一种非局部空间信息快速计算方法,将以图像所有像素为循环的原始非局部信息计算方法,改为以搜索窗口尺寸为循环,利用空间位移图像与递归高斯滤波的计算方法,克服非局部空间信息计算复杂的问题;其次,计算原始图像与非局部信息项的差值的平方,将其作为非局部信息项的自适应权重,并将差值的平方作倒数变换,作为原始图像的自适应权重;最后,将每个聚类簇中所有像素隶属度之和的对数平方加入目标函数的分母,形成隶属度连接,减少目标函数迭代次数.含噪人工与自然图像分割实验表明,该算法在分割准确度、平均交并比、归一化互信息、运行时间与迭代次数等性能方面优于其他几种FCM算法.     

快速自适应非局部空间加权与隶属度连接的模糊C-均值噪声图像分割算法

针对传统模糊C-均值聚类(FCM)算法难以对噪声图像进行分割的问题,该文提出一种快速自适应非局部空间加权与隶属度连接的模糊FCM抗噪图像分割算法。首先,利用一种非局部空间信息快速计算方法,将以图像所有像素为循环的原始非局部信息计算方法,改为以搜索窗口尺寸为循环,利用空间位移图像与递归高斯滤波的计算方法,克服非局部空间信息计算复杂的问题;其次,计算原始图像与非局部信息项的差值的平方,将其作为非局部信息项的自适应权重,并将差值的平方作倒数变换,作为原始图像的自适应权重;最后,将每个聚类簇中所有像素隶属度之和的对数平方加入目标函数的分母,形成隶属度连接,减少目标函数迭代次数。含噪人工与自然图像分割实验表明,该算法在分割准确度、平均交并比、归一化互信息、运行时间与迭代次数等性能方面优于其他几种FCM算法。     

塔型模糊聚类及区域模糊合并图像分割方法

提出了一种新的图像分裂合并分割方法．该方法首先利用塔型模糊聚类进行图像过分割,然后利用区域模糊合并技术对过分割区域进行合并,以得到有意义的分割结果,并给出几例典型实验结果,证明了算法的有效性     

基于核自组织映射与图论的图像分割方法

为了对以特征聚类为基础的图像分割方法进行目标优化并提高分割性能,提出了一种核自组织映射与EGB(efficient graph-based)算法相结合的自适应分割方法。将依据信息理论推导出的核自组织映射应用于图像分割,使得图像经映射聚类后,同一分类内像素的相似度最高且信息熵最大,不同分类间的互信息最小,从而得到最符合图像分割目标的聚类效果。将聚类得到的区域进一步用改进的EGB算法自适应地进行合并,既充分结合了像素的空间特性,又能克服EGB算法的不足,可获得非常准确的分割结果。在综合分析多种图像分割评价方法的基础上,选取了一些量化指标对分割结果进行客观评价。实验及分析结果表明,本文的分割方法准确可靠,其图像分割结果的量化评价指标明显优于EDISON方法。     

核空间自适应非局部均值鲁棒分割算法

为改善传统模糊C均值(FCM)算 法对噪声干扰下图像的分割效果,提出了一种基于核空间邻域信息和自适应非局部均值相结 合的图像鲁棒分割算法。首先,利用传统FCM聚类算法进行初始聚类分割,将 所得聚类中心作为改进算法的初始聚类中心; 其次通过自适应非局部均值算法对图像进行平滑处理,避免图像过度分割;然后对引入核空 间邻域信息的目标函数进行最优化求解, 获取聚类中心和隶属度的迭代表达式;最后对像素进行分类时,利用邻域像素隶属度对像素 进行进一步滤波处理。实验结果表明:本文的 改进算法与传统FCM聚类算法、核空间FCM(KFCM)算法、基于邻域信息的FCM(FCM S)算法和基 于邻域信息KFCM(KFCM-S)算法相比,改进算法对强噪声干扰下的图像具有较好 的鲁棒性,并且能够有效分割图像的目标信 息和背景信息。从几种算法进行聚类分割结果所对应的峰值信噪比(PSNR)也可以看出,本文 改进算法的PSNR更高。     

基于红外CCD的掺钆液体闪烁体液位测量方法

图像分割在医学超声图像的定量、定性分析中均扮演着十分重要的作用, 并直接影响到后续的分析、处理工作。针对医学超声图像对比度低和噪声强的特点, 提出了一种将超像素和模糊聚类技术相结合的图像分割方法。该方法利用简单线性迭代聚类算法产生多个超像素子区域, 通过比较各个子区域间特征向量的相似性, 利用模糊C均值(FCM)聚类技术对这些过分割区域进行合并, 实现超声图像目标区域的有效分割。和传统的基于单像素的FCM聚类算法相比, 该方法具有较强的鲁棒性, 有效提高了目标区域的分割精度和分割效率, 取得了较好的分割效果。     

一种新的图像超像素分割方法

针对现有超像素分割方法无法自动确定合适的超像素数目,以及难以有效贴合图像目标边界等问题,该文提出一种新的利用局部信息进行多层级简单线性迭代聚类的图像超像素分割方法。首先,运用基于局部信息的简单线性迭代聚类(LI-SLIC)对原始图像进行超像素初分割,然后,根据超像素的色彩标准差对其进行自适应多层级迭代分割,直至每个超像素块的色彩标准差小于预设阈值,最后,利用相邻超像素间的色彩差异对过分割的超像素进行合并。为验证方法的有效性,该文采用Berkeley, Pascal VOC和3Dircadb公共数据库作为实验数据集,并与其他多种超像素分割方法进行了比较。实验结果表明,该文提出的超像素分割方法能更精确贴合图像目标边界,有效抑制图像过分割和欠分割。     

区域信息驱动的多目标进化半监督模糊聚类图像分割算法

现有的多目标进化聚类算法应用于图像分割时,往往是在图像像素层面上进行聚类,运行时间过长,而且忽略了图像区域信息使得图像分割效果不太理想。为了提高多目标进化聚类算法的分割效果和时间效率,该文将图像区域信息与部分监督信息引入多目标进化聚类,提出图像区域信息驱动的多目标进化半监督模糊聚类图像分割算法。该算法首先利用超像素策略获得图像的区域信息,然后结合部分监督信息,设计融合区域信息和监督信息的适应度函数,接着通过多目标进化策略对多个适应度函数进行优化得到最优解集。最后构造融合区域信息与监督信息的最优解评价指标,实现从最优解集中选取一个最优解。实验结果表明:与已有多目标进化聚类算法相比,该算法不但分割效果有所提升,而且运行效率得以提高。     

基于超像素和模糊聚类的医学超声图像分割算法

图像分割在医学超声图像的定量、定性分析中均扮演着十分重要的作用,并直接影响到后续的分析、处理工作.针对医学超声图像对比度低和噪声强的特点,提出了一种将超像素和模糊聚类技术相结合的图像分割方法.该方法利用简单线性迭代聚类算法产生多个超像素子区域,通过比较各个子区域间特征向量的相似性,利用模糊C均值(FCM)聚类技术对这些过分割区域进行合并,实现超声图像目标区域的有效分割.和传统的基于单像素的FCM聚类算法相比,该方法具有较强的鲁棒性,有效提高了目标区域的分割精度和分割效率,取得了较好的分割效果.     

基于ICA优化空间信息PCM的SAR图像分割

可能性C-均值(PCM)聚类算法提高了数据聚类的抗噪性能,但由于这种算法没有考虑数据的空间依赖特性,应用于合成孔径雷达(SAR)图像分割时,受SAR图像中斑点噪声的影响,通常不能得到正确的分割结果。该文在PCM目标函数中引入空间相对位置信息和多尺度空间像素强度信息,这些空间信息取值由前次迭代优化的聚类结果确定,空间信息影响程度(影响因子)由免疫克隆算法(ICA)优化,实现了空间信息影响因子的自适应调整,优化了PCM聚类结果。实验将这种算法应用于人工合成图像和实际SAR图像的分割,结果表明该文所提出的算法对初始分割不敏感,具有强的抗噪性能,改善了SAR图像的分割效果。     

基于邻接矩阵的自适应图像分割算法研究

基于聚类的图像分割算法是其中常见的一种,传统聚类算法需人为确定初始聚类中心和类别数,针对如何确定最优聚类类别数的问题,基于邻接矩阵提出一种自适应图像分割算法,该算法克服了传统聚类算法人为确定初始聚类中心和聚类类别数而导致局部最优的缺陷。利用实验数据将算法和传统聚类算法比较,并应用于图像分割。实验结果显示,算法稳定性较好,能自适应的得到准确地聚类类别数,且鲁棒性较强,在应用于图像分割时的聚类结果相对与传统聚类算法更加准确。     

一种自适应FCM彩色图像分割算法*1

针对FCM彩色图像分割算法需要给定聚类数且受初始值影响较大的缺点,提出一种自适应FCM彩色图像分割算法。该方法首先引入主分量变换,通过直方图分析,在RGB彩色空间上自动确定聚类数目,其次引入2D直方图,分析对角线投影1D直方图,并采用最大最小距离法选取初始聚类中心。利用该算法分别对人工合成的和真实的彩色图像进行分割实验,实验结果表明：本文算法能够有效且自适应地分割彩色图像。     

结合模糊聚类与区域合并的彩色图像分割方法

提出了一种结合模糊聚类与区域合并的无监督彩色图像分割方法.首先,根据彩色图像建立对应的三维直方图,运用爬山法得到初始聚类中心和聚类数;然后,运用基于空间邻域像素的模糊均值聚类算法对图像在颜色空间进行聚类,得到初始分割结果;最后,应用提出的区域合并算法合并图像初始分割结果得到最终分割图像.仿真结果表明,算法的分割结果与人的主观视觉也有较好的一致性.     

基于多阈值归一化分割的模糊图像边缘分割算法

模糊图像边缘的像素特征较为复杂,一般需要采用多个阈值作为分隔约束条件的方法来进行图像边缘分割,但是该方法存在诸如多阈值无法形成统一标准、边缘提取过程需要多次校对,以及效率较低等缺点.提出一种基于多阈值归一化分割的模糊图像边缘分割算法,通过设计超像素网格对模糊图像边缘特征的像素进行匹配,分析模糊图像的反调张量信息,并根据不同张量信息对多阈值进行归一化,以及采用灰度窗口相关系数匹配方法,将获得的多阈值归一化结果分别覆盖图中的单一目标对象,以实现模糊图像的边缘分割.实验表明,利用该算法进行模糊图像边缘分割能较好地获取图像的边缘细节特征,使得边缘具有更好的连线段连通性和宽度一致性.     

静止轨道遥感卫星海面运动舰船快速检测方法

面向静止轨道光学遥感卫星,该文提出一种海上运动舰船目标快速检测方法。该方法首先利用多结构多尺度形态学滤波对海洋背景遥感图像进行背景抑制;然后采用自适应阈值分割和自组织聚类获得候选目标;再根据目标运动特征,利用静止轨道卫星凝视序列图像对候选目标进行多目标移动式邻域判决,剔除虚假目标;最后关联舰船目标以及融合卫星平台数据,可快速计算舰船状态等深层次动态信息。实验结果与分析表明,所提方法能有效检测海洋背景遥感图像中的多个运动舰船目标,准确获取各个舰船位置、航速、航向、运动轨迹等信息,具有算法简单,目标检测率高、虚警率低,稳定性好等优点。该方法为我国静止轨道光学遥感卫星在轨数据处理与应用提供了技术支撑。     

融入局部信息的直觉模糊核聚类图像分割算法

针对传统直觉模糊C均值聚类(Intuitionistic Fuzzy C-means,IFCM)的图像分割算法对噪声和初始聚类中心敏感,导致聚类精度不高和迭代次数多的问题,提出一种结合局部信息的直觉模糊核聚类的图像分割算法。在该算法中,首先采用基于直方图的方法确定聚类中心初始值,解决算法对聚类中心的初始值敏感的问题;其次,利用核函数将待分类数据集映射到高维非线性空间,改善分类数据的线性可分性,同时在目标函数中引入局部灰度信息和局部空间信息,优化直觉模糊隶属度的计算方法,提高直觉模糊聚类的分类精度。实验结果表明,提出算法能减少迭代次数,提高聚类精度,能有效对图像进行分割;无论在对图像分割还是在聚类有效性上,提出算法都要优于传统的模糊聚类算法,如模糊C均值聚类(Fuzzy C-means,FCM)、模糊核均值聚类(Kernel-based fuzzy c-means,KFCM)）、引入空间信息的直觉模糊C均值聚类(Intuitionistic Fuzzy C-means with spatial constraints ,IFCM-S)、模糊空间聚类(Fuzzy Local Information C-means,FLICM）、直觉模糊C均值聚类(Intuitionistic Kernel-based Fuzzy C-means,IFKCM）等。      

Unsupervised multistage image classification using hierarchical clustering with a Bayesian similarity measure.

A new multistage method using hierarchical clustering for unsupervised image classification is presented. In the first phase, the multistage method performs segmentation using a hierarchical clustering procedure which confines merging to spatially adjacent clusters and generates an image partition such that no union of any neighboring segments has homogeneous intensity values. In the second phase, the segments resulting from the first stage are classified into a small number of distinct states by a sequential merging operation. The region-merging procedure in the first phase makes use of spatial contextual information by characterizing the geophysical connectedness of a digital image structure with a Markov random field, while the second phase employs a context-free similarity measure in the clustering process. The segmentation procedure of region merging is implemented as a hierarchical clustering algorithm whereby a multiwindow approach using a pyramid-like structure is employed to increase computational efficiency while maintaining spatial connectivity in merging. From experiments with both simulated and remotely sensed data, the proposed method was determined to be quite effective for unsupervised analysis. In particular, the region-merging approach based on spatial contextual information was shown to provide more accurate classification of images with smooth spatial patterns.     

一种改进的道路行车密度峰值模糊聚类算法

为解决城市道路中相邻车辆聚类精度低的问题,本文提出了一种改进的密度峰值模糊聚类算法。首先,该算法使用自适应椭圆距离代替欧式距离,并在决策图中引入指数函数曲线选择密度峰值点,以确定初始聚类中心和聚类数目;接着,将初始信息代入模糊C均值(FCM)聚类算法中,经迭代计算取得一次聚类结果;最后,根据雷达数据中同一辆车的数据点速度差值极小、不同车辆的速度差值相对较大这一特征,引入和速度相关的目标函数,并通过迭代计算取得最终的聚类结果,以对一次聚类结果进行修正。根据真实道路测量数据的实验证明,本文提出的聚类算法精度高、鲁棒性好,能正确聚类城市道路中相邻的车辆目标,具有更好的聚类效果。为道路中车辆的跟踪、交通状态预估等处理提供可靠、准确的目标信息,大大减少后续工程的计算量。     

一种基于Ｃ均值的模糊核聚类图像分割算法

模糊核聚类算法是一种结合无监督聚类和模糊集合概念的图像分割技术,已广泛应用于图像分割领域,但其算法对初值敏感,很大程度上依赖初始聚类中心的选择,并且容易收敛于局部极小值,用于图像分割时,隶属度的计算只考虑了图像中当前的像素探值,而未考虑邻域像素探间的相互关系,故对分割含有噪声图像不理想。故提出了一种改进的模糊核聚类图像分割算法,先通过数据约简,不损失数据聚类结构的前提下对数据进行挖掘,然后在模糊核聚类算法中引入特性核函数,将约简后的数据映射到高维非线性特征空间进行划分,最后再利用表征邻域像素的参数来修正当前空间像素的隶属度。实验结果表明,提出的算法较好地解决了模糊核聚类算法在局部极值处收敛和在迭代过程中出现停滞等问题,最终得到最佳全局聚类,迭代次数降低明显,并具有高鲁棒性、对噪声不敏感的特点。