基于Co-PSPNet的轻量级水下鱼体图像分割算法

为解决水下环境中图像模糊和资源有限等问题,提出了一种基于Co-PSPNet网络的轻量级水下鱼体图像分割算法;主干网络使用了MobileNetV2,以降低网络的计算复杂度和参数量;引入了CoordConv模块,以增强网络对鱼体边界等细节信息的感知能力;将全局池化后的特征作为注意力机制网络的输入,以增强具有较高语义信息的特征;经过大量的实验评估,该算法在公开的水下鱼体图像数据集上取得了优越的性能;实际应用中,该算法满足了水下生态研究和水下机器人领域对水下鱼体图像分割的工程需求;通过对水下环境下图像模糊和资源限制等问题的解决,该算法为水下生态研究和水下机器人领域的应用提供了有效的图像分割解决方案。     

FCM与马氏空间约束条件下的快速图像分割技术研究*

提出了一种FCM与马氏空间约束的快速图像分割技术.在FCM图像分割算法的基础上,引入了Markov 随机场用以描述图像分割中的空间约束信息,并通过多级级联的方式获得最后的图像分割结果.这样既克服了传统模糊C均值聚类算法只考虑图像中的数值特征信息,忽略像素间的空间约束关系的缺点,又最大限度地保证了分割算法计算的简单有效性.实验证明,与其他模糊C均值聚类算法相比,本文方法有更好的可靠性与有效性.     

基于图像分割和控制点的立体匹配算法研究

提出了一种基于图像分割和地面控制点（GCP）的立体匹配算法。利用Mean-shift算法将参考图像根据彩色信息快速聚类成不同区域,利用像素点的RGB信息与梯度信息相结合计算初始视差;引入地面控制点（GCP）约束,构造能量函数,利用动态规划方法（DP）计算能量函数最小值;在图像分割区域内采用快速投票方式优化初始视差并获得最终视差图。实验结果表明：该算法能有效处理视差不连续和遮挡区域,也解决了DP算法带来的条纹等问题。     

基于塔形信息的空间约束FCM图像分割算法

为使传统模糊C均值(FCM)算法更加适用于图像分割,提出一种基于塔形信息的空间约束图像分割算法。引入塔形结构减少运算时间,并将其用于求解隶属度,在FCM算法的目标函数中,添加不含任何参数的约束项,以约束像素邻域空间信息。实验结果表明,该算法能保留图像的细节信息,提高图像的分割质量。     

一种基于数据竞争的高分辨率图像的聚类分割算法

近些年,机器人技术得到了迅猛的发展,应用越来越广泛.随着机器人技术的推广和普及,对机器人使用的要求也越来越高,其中对智能机器人的要求尤显迫切.机器视觉是智能机器人研究领域的一个重要研究方向.在机器人视觉系统中,核心问题是目标提取,对目标实时、准确、快速提取的关键技术是图像分割.由于机器人感知的环境的复杂性及目标的多样性,往往导致机器人感知获得的图像数据量较大且图像本身存在不可预知的复杂性,这就对准确的目标分割和提取处理提出了挑战性问题.本文针对高分辨率图像数据集的分割处理,提出一种新的聚类算法,即根据数据点能量和的大小识别类代表点和类成员点,通过数据点间的竞争识别出最有能力成为簇成员的数据点,并将其与mean shift聚类算法有效地结合应用于彩色图像分割问题中,能够快速高效地实现高分辨率图像的目标分割,并得到较好的图像分割效果.实验结果表明,本文算法在分割效果和分割效率上明显优于传统聚类算法.     

一种稳健的足球机器人目标识别算法

视觉系统是类人足球机器人获取环境信息的主要途径。在比赛中,受场地光照等比赛环境的影响,用传统的分割识别算法难以达到满意的效果。文中提出一种结合目标颜色和形状信息的识别算法。该算法在HSI空间执行基于颜色信息的快速阀值分割,获取目标像素,并且加入了自适应阀值更新,然后利用目标像素和目标形状信息执行优化边缘检测识别目标,最终获得目标在图像中准确的位置信息。实验证明：该算法能长时间在不同光照条件下稳定获取对象在图像中的位置信息,满足实时性的要求。     

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。     

基于熵约束的快速FCM聚类多阈值图像分割算法

针对传统FCM聚类多阈值分割算法计算费时、应用范围受限制的缺点,提出基于信息熵判据的快速FCM聚类多阈值分割算法.研究在保持图像信息前提下重采样率必须满足的最基本条件,并给出约束公式.根据信息熵原理,计算原图像和重采样图像的熵,根据重采样图像相对信息熵变化情况,判别满足熵约束的采样率.实验结果表明,在多阈值图像分割中,本文算法在基本保持与传统FCM聚类同水平分割效果的前提下,平均计算用时较传统FCM分割算法缩短,效率明显提高,实验结果和理论分析相符.证明本文算法的正确性.     

基于几何不变性原理图像分割算法研究

研究图像分割精度质量问题,由于图像中存在噪声和伪影,造成区域边界不连续,影响提取质量。传统的图像分割算法提取的图像质量差。为了解决上述问题,提出了一种利用几何旋转不变性特征和直线特征的图像分割算法,有效地提高了图像分割的准确率。算法首先分别对图像提取SIFT和LOFO特征,并在两种特征基础上进行匹配,获得匹配值,然后算法将两个匹配结果有机的结合起来,得到最终的匹配值。仿真结果表明,提出的新的几何不变性原理图像分割算法能快速的有效的分割图像,不仅可以得到了比较高的分割精度,获得有效的提取。还大大减少了计算量,并能够改善图片分割的效率和质量。     

通信距离约束下异构水下爬游机器人任务分配

为了保证执行任务的水下爬游机器人之间时刻保持信息交互,提出了一种带通信距离约束的异构水下爬游机器人集群任务分配方法;首先,建立了异构水下爬游机器人集群的任务分配数学模型;其次,分析了多水下爬游机器人通信距离、航程等约束条件;最后,采用蚁群优化算法对异构水下爬游机器人集群的任务分配问题进行求解,在满足约束条件情况下实现了多爬游机器人总航行距离最短;仿真验证了该方法在通信距离约束下实现多水下爬游机器人任务分配的有效性.     

基于准最大最小模型预测控制的AUV视觉对接

针对六自由度自主式水下机器人(autonomous underwater vehicle, AUV)视觉对接这一重要课题,提出一种基于融合深度信息的改进准最大最小模型预测控制(quasi-min-max model predictive control, QMM-MPC)方法,有效提高复杂水下视觉伺服对接系统性能.首先,针对水下AUV视觉由于能见度低导致深度信息存在不确定性的影响,建立新的六自由度AUV视觉伺服模型;然后,结合AUV运动和图像特征运动的测量数据,设计在线深度估计器,同时提出结合多李雅普诺夫函数的QMM-MPC算法,通过求取凸多面体中各顶点不同上界值,降低传统QMM-MPC算法中单李雅普诺夫函数上界所带来的强保守性;最后,通过仿真验证所提出方法的有效性和优越性.     

三维FMF的HFCM水声数据分割

针对三维水声数据背景复杂、受噪声干扰严重等特点,提出一种结合三维FMF的HFCM水声数据分割算法,以提高水声数据分割的精度和效率。该算法首先选取三维滤波窗口,利用最大熵阈值法计算出模糊阈值;再结合半高斯模糊隶属度函数对水声数据进行模糊中值滤波;最后采用HFCM算法对滤波后的数据进行分割。对两组不同的三维水声数据进行分割处理的结果表明该算法能够有效地降低噪声干扰,分割效果要优于未滤波的HFCM以及均衡FMF的HFCM分割算法,并且在分割效率上要明显优于传统的模糊C均值算法。     

基于分水岭的多目标核聚类图像分割

传统的聚类图像分割方法一般仅仅利用图像中的灰度信息。为了更好地利用图像中的区域和边缘信息,提出一种基于分水岭过分割的多目标模糊核聚类图像分割算法。该算法采用分水岭算法获得图像的过分割区域,采用多目标模糊核聚类算法对区域代表点和分水岭上的像素进行聚类。根据聚类结果将图像中的像素进行标记,得到最终的分割图像。实验结果表明,由于利用了图像区域信息,使得目标能够比较完整地从背景中分离出来。     

基于半监督的多目标进化模糊聚类算法

为了解决传统聚类由于缺少有效指导而导致图像分割结果不理想的问题,将半监督方法引入到多目标进化模糊聚类算法中,提出了一种基于半监督的多目标进化模糊聚类。图像分割算法通过构造基于半监督的类内紧致性函数和类间分离度函数,利用监督信息指导聚类过程获得非支配解集。为了从非支配解集中选择一个最优解,利用监督信息构造了基于相似性度量的有效性指标。实验结果表明,提出的方法在分割准确率和视觉效果上明显优于无监督的聚类方法。     

结合SCoW的改进FLICM医学图像分割研究*

为了改善医学图像的分割精度和分割效率,针对模糊局部C-均值 (fuzzy local information C-Means, FLICM)系列算法分割效率低、局部空间信息描述不够准确,提出结合空间约束分水岭 (Spatial-Constrained Watershed, SCoW)的改进FLICM分割算法。首先对图像SCoW预处理分块,压缩预处理数据;然后修正细分割处理,提取各超像素块的均值特征;最后设计一种改进的FLICM算法对各超像素块聚类,完成图像分割。相比较于原FLICM算法的图像分割,本文算法的分割精度更高,分割效率大大提升。经理论分析和实验测试表明,该改进算法更适用于医学临床诊断的需要。     

基于脑图谱和模糊聚类的磁共振图像分割标注

利用TT Atlas中丰富的结构信息,文章提出了一种自动分割脑MRI(magnetic resonance image)图像的方法.这种方法可分为两步.首先,将MRI图像和TT Atlas配准,通过图像和医学图谱的匹配,利用图谱中结构信息的先验知识,就可以对图像作初步的分割标注.然后,利用这个预分割的模板对MRI图像进行模糊聚类分割,从而提高分割的精度.为了自动地将预模板中的结构信息用于分割,文章还提出了一种引入形状因子的FCM聚类算法.除了在匹配时需要手工定出一些点之外,该方法基本上是自动的.     

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。     

基于SSA-模糊PID的AUV姿态控制研究

针对AUV高精度、高稳定性姿态控制的提升需求,提出一种结合麻雀算法(SSA)和模糊PID控制的姿态控制器。采用麻雀算法对模糊PID控制器参数进行优化,并将寻优后模型用于算法的反馈补偿,有效解决了模糊PID控制过度依赖经验,难以应对水下复杂工况的问题。仿真结果表明,SSA-模糊PID控制器在AUV姿态调节中表现出较传统模糊PID控制器更好的响应速度和抗干扰能力,有效改善了AUV姿态控制性能。经实际应用验证,控制器在复杂工况下可快速收敛至期望姿态并维持稳定。