结合光谱相似性与相位一致模型的高分辨率遥感图像分割方法

提出一种结合高分辨率遥感图像的光谱相似性与相位一致边缘检测模型的分水岭分割方法。分水岭分割算法的性能依赖于图像边缘梯度图。利用同类地物的光谱相似性特点,可有效抑制相位一致模型边缘检测中产生的伪边缘和噪声信息,从而获得更好的遥感图像分割结果。本文首先基于目标像元与其邻域像元之间的光谱曲线距离之和定义光谱相似性模型,结合相位一致模型获得边缘响应强度;然后利用自动标记分水岭变换方法实现高分辨率遥感图像分割。使用本文方法和其它方法对遥感图像进行了分割实验,并利用基于多光谱信息熵方法对分割结果进行了非监督评价和比较,同时对计算耗时进行了对比分析。结果表明本文所提方法可以有效地抑制遥感图像的过分割现象,并取得较好的分割结果。     

结合光谱相似性与相位一致模型的高分辨率遥感图像分割方法

提出一种结合高分辨率遥感图像的光谱相似性与相位一致边缘检测模型的分水岭分割方法.分水岭分割算法的性能依赖干图像边缘梯度图.利用同类地物的光谱相似性特点,可有效抑制相位一致模型边缘检测中产生的伪边缘和噪声信息,从而获得更好的遥感图像分割结果.首先基于目标像元与其邻域像元之间的光谱曲线距离之和定义光谱相似性模型,结合相位一致模型获得边缘响应强度;然后利用自动标记分水岭变换方法实现高分辨率遥感图像分割.基于此方法和其它方法进行了分割实验,并利用基于多光谱信息熵方法对分割结果进行了非监督评价和比较,同时对比分析了计算耗时.结果表明此方法可有效抑制遥感图像过分割现象,并取得较好的分割结果.     

基于改进的变分水平集和区域生长的图像分割方法的研究

针对水平集和区域生长方法都存在对噪声和初始边界敏感以及容易从弱边缘处泄露等不稳定的问题,提出了结合待分割目标灰度统计信息和图像梯度信息的水平集演化函数对水平集方法进行改进,并利用区域生长方法解决水平集方法对初始边界敏感的问题.分别用传统区域生长方法、阈值方法、GAC模型、C-V模型、Snake模型以及本文方法进行从腹部CT图像分割肝脏区域的实验比较,实验结果表明:本文方法不仅可以减少图像分割的时间,而且显著地提高了分割质量.     

基于改进Canny算子的双水平集医学图像分割

医学图像常常伴有噪声以及灰度不均匀等问题,且图像边缘具有复杂性,因此传统的双水平集模型无法达到理想的分割效果.针对该问题提出了一种基于改进Canny算子的双水平集医学图像分割算法,首先在Canny算子的基础上加入梯度模板,用来解决传统Canny算子无法完全检测出复杂图像边缘的问题,然后将检测后的图像融入到双水平集模型中...     

基于相位一致性改进的活动轮廓分割模型

为了实现甲状腺超声图像中结节组织的快速准确分割,克服图像灰度分布不均匀和边缘模糊对分割结果造成的影响,采用了基于相位一致性改进的活动轮廓分割模型。首先,利用相位一致性边缘检测原理构造一种新的速度函数,不仅弥补了梯度算子边缘检测中由于滤波处理造成边缘损坏的缺陷,而且可以灵活地控制曲线演化速率;然后,将该速度函数乘入到无边缘主动轮廓模型的能量项中,避免了线性组合中的权重分配问题,同时具有全局分割能力。通过理论分析和实验验证,改进模型的相对差异度均小于1%,运行时间均低于对比模型。结果表明,新模型实现了灰度分布不均匀图像的精确分割,同时分割效率也有所提高。     

改进边界指示函数的水平集活动轮廓模型

由于受成像原理的限制,导致超声图像对比度低、边界模糊,因此基于边界的水平集分割效果很不理想。为了提高超声图像的分割精度和分割效率,提出了一种梯度信息与区域信息相结合的水平集分割算法。首先对基于边界的距离正则化水平集演化(DRLSE)模型进行改进,将区域信息引入到边界指示函数中,并用改进后的边界指示函数代替DRLSE模型中的边界指示函数,最后,得到一个梯度与区域信息相结合的水平集演化模型。结果表明,本文中的模型能准确分割甲状腺肿瘤超声图像,且在分割效率和分割精确度方面均比DRLSE模型有所提高。     

一种基于三维直方图的改进C-V模型水平集图像分割方法

对Chan-Vese提出的基于简化Mumford-Shah模型的水平集图像分割方法(C-V模型)做了改进.传统的C-V模型仅将灰度同(homogeneity)作为区域分离准则,这使其对于对比度明显的图像能够取得很好的分割结果.但单一的分离准则往往致使其在分割噪声信息丰富的、灰度分布复杂的医学、遥感以及自然图像等时产生大量的冗余轮廓.为此,本文在改善C-V模型全局优化特性的基础上,整合图像的灰度分布信息、邻域空间信息以及图像所固有的模糊信息构造三维向量(灰度值、模糊均值和模糊中值),提出了一种基于三维直方图的改进C-V模型水平集图像分割方法.自然图像和红外光学图像的试验结果证明了该方法的有效性.     

基于边缘梯度特征的图像分割

图像的边缘包含了大量的梯度信息,图像中的真实边界点处的梯度强度大于其左右领域的梯度强度值。根据这个特性提出了改进的阈值分割算法,首先利用高斯平滑对图像进行预处理,再利用Krisch算法对图像进行梯度运算得到图像的梯度信息,然后利用改进的二维最大类间方差法根据图像梯度进行阈值分割,最后利用目标和背景的空间关系去除少量误提边缘。实验结果表明,该方法能有效地检测出低信噪比图像中的目标并显著提高了目标检测的概率。     

结合边界和区域的水平集超声图像分割算法

针对距离正则化的水平集演化（DRLSE）模型难以处理弱边缘图像、初始轮廓敏感以及曲线演化方向单一等问题,提出一种结合边缘和区域信息的变分水平集超声图像分割模型。该模型采用改进的四阶偏微分方程进行滤波,实现在去除噪声的同时保护图像边缘信息;构造了自适应加权系数,实现曲线自适应地向内或者向外演化;引入CV模型的外部能量项,将图像的边缘信息和区域信息相结合,提高了全局分割能力。实验结果表明：该方法在分割超声图像时,具有演化结果稳定,边缘定位准确的特点,可以较好地提取超声图像中的目标。     

基于小波方向滤波的有云层遥感图像舰船检测方法

提出了小波分析和方向滤波相结合的有云遥感图像目标检测方法。首先对原始遥感图像进行小波分解,采用比率-平均边缘检测法检测人造目标的边缘方向,在该方向上进行Frost滤波,有效抑制云层干扰的同时突出了人造目标及其边缘信息;然后进行阈值分割并剔除大块云层,根据区域的平均边缘梯度剔除小块云层,实现了有云遥感图像的舰船目标检测。实验证明,该方法能减少遥感图片云层对舰船检测的影响,并具有较高的目标检测率。     

基于梯度信息的C-V模型图像分割算法

针对传统的C-V模型对于含有多灰度级目标的图像难以准确分割并且分割速度缓慢等问题,提出了在C-V模型中引入梯度信息的图像分割算法。该算法在C-V模型的偏微分方程中加入了基于梯度信息的加速因子和弱目标边界控制力,加速因子的引入可以显著地提高C-V模型的分割速度,弱目标边界控制力可以有效地防止弱目标边界泄漏和漏分割。实验结果表明:该算法能够有效分割出弱目标和提高图像分割速度。     

图像边缘权重优化的最小生成树分割提取

针对无监督图像分割方法对噪声敏感而导致图像建模困难、分割结果准确率低等问题,该文提出一种图像边缘权重优化的最小生成树分割提取方法。首先,利用L0梯度最小值平滑处理噪声再结合Otsu优化Canny边缘检测,得到更加准确的边缘信息;其次,重新设计权重函数,采用更加合理的色差空间构建加权图,通过改进分割准则优化物体合并与区分过程;最后,选择不同类型图片进行抗噪性、分割效果实验。实验结果表明：相对于其他算法,该文算法的抗噪性能优秀,分割精度平均提升5.15%,过分割率平均下降32.07%,欠分割率平均下降2.69%。将其运用在实际航空遥感图像的河道湖泊提取中,所得结果相比其他主流算法结构更加完整,无关信息更少,抗噪性能更好。     

高分辨率遥感影像的快速分割方法

近年来,C-V模型被广泛用于图像分割,但计算速度是制约其应用的一个重要因素,如果处理数据量较大、内容复杂的高分辨率遥感图像,耗费时间更长.本文采用C-V模型与小波变换的结合,不仅大大提高了影像的处理速度,而且实现了图像的多尺度分割,并具有良好的抗噪能力.实验结果显示,在保证分割质量的前提下,与直接使用C-V模型的多尺度分割方法相比,该方法能够提高处理速度1-2倍.     

基于改进C-V模型的B超图像分割

图像分割是医学超声图像学中的难题之一.针对传统的水平集图像分割法速度较慢,提出了一种基于改进Chan-Vese(C-V)模型和加强中值滤波的B超图像分割方法,并与传统的C-V模型分割方法进行比较,最后用最大香农熵等方法评价分割结果.实验结果表明:改进的C-V模型B超图像分割法具有较好的分割性能,并且耗时方面明显优于传统C-V模型分割方法,可以将其应用于医学超声图像的分割中,能够到达实时性的要求.     

基于边缘和区域信息相结合的变分 水平集图像分割方法

 针对GAC模型和C-V模型分别存在对弱边缘和灰度渐进图像分割效果不理想以及演化效率低等问题,提出了一种基于边缘和区域信息相结合的变分水平集图像分割方法.结合了图像边缘梯度信息和区域全局信息的能量函数作为模型的外部能量项,引入内部变形能量约束水平集函数来逼近符号距离函数,省去了重新初始化水平集函数的过程,并融入了物体形状先验知识的附加约束信息,提高了分割精度.实验结果表明,论文所用方法对分割噪声弱边缘图像和灰度渐进图像具有一定的有效性和可行性.     

结合局部能量与改进的符号距离正则项的图像目标分割算法

针对传统C-V模型对颜色不均匀图像分割失败并且对初始轮廓和位置敏感问题,以及现有符号距离正则项存在周期性振荡和局部极值问题。该文提出结合局部能量信息和改进的符号距离正则项的图像目标分割算法。首先,将全局图像信息扩展到HSV空间,并使用局部能量项信息分析每个像素及其领域内的统计特性,从而在较少的迭代次数内有效分割颜色分布不均匀图像。其次,改进现有符号距离正则项,改进后的符号距离正则项在避免水平集函数的重新初始化的同时,提高了计算效率,保证了水平集函数演化过程的稳定性。然后,定义阈值判断法的水平集函数演化的终止准则,使曲线准确演化到目标轮廓。该算法与同类模型的对比实验表明该模型具有较高的分割精度和对初始轮廓的鲁棒性。     

基于C-V模型的红外图像自动分割方法研究

为解决红外图像分割中背景噪声及边界轮廓的影响,引入了基于曲线演化理论、水平集方法和M-S分割函数的C-V模型。通过将图像表达为分段常量函数来建立适当的能量函数模型,引入水平集的表示方法,在整个图像域中依据最小化分割寻找全局极小值,可令活动轮廓最终到达目标边缘。由MATLAB实现的仿真结果表明采用C-V模型对红外图像进行自动分割不受边界轮廓线连续性限制,对初始轮廓线位置不敏感,对图像噪声具有很强的鲁棒性,对均匀灰度目标分割效果良好。     

基于改进型C-V模型的红外图像自动分割

将C-V模型引入到红外图像分割中,同时提出了一种改进的模型。该模型通过增加偏离能量项,避免了标准C-V模型的重新初始问题。模型允许选取较大的时间步长,可以用简单的有限差分格式实现。实验证明,改进的模型在分割效果不变的情况下可以有效加速演化过程,提高分割效率。     

一种自适应初始轮廓的水平集演化方法的研究

距离规则水平集存在对噪声、初始轮廓敏感、收敛速度慢以及容易从弱边缘处泄露等不稳定问题.结合待分割目标灰度统计信息和图像梯度信息,提出了一种自适应初始轮廓的水平集演化方法,利用图像信息构成的自带符号目标信息函数代替面积项中的边缘指示函数,解决水平集方法对初始轮廓敏感问题.另外,还设计一个自我调整的面积项系数解决水平集方法对收敛速度慢以及弱边缘处泄露问题.实验结果表明：本文方法不仅可以减少图像分割时间,提高了分割质量,同时能够解决对初始轮廓敏感问题.