结合变精度粗糙熵和遗传算法的图像阈值分割方法

将图像用变精度粗糙集表示,提出一种适合于图像分割的粗糙熵度量.结合遗传算法,提高了求解最大粗糙熵的效率.给出了基于变精度粗糙熵的图像阈值分割方法,并通过精度的调节获取所需要的最佳分割阈值,以实现图像的目标提取.仿真实验结果表明,所提出的算法具有很好的图像分割效果和灵活性.     

变精度最小平方粗糙熵的图像分割算法

图像处理是获取信息的重要途径且被广泛地应用到军事、医学和交通等重要领域,图像分割在图像处理中占有重要地位。针对图像处理分割过程中的不确定性,为获取更加精确的图像分割效果,提出变精度最小平方粗糙熵和粒子群的图像单阈值分割算法。该单阈值分割算法用变精度粗糙集表示图像,以变精度最小平方粗糙熵求解最佳分割阈值,借助粒子群优化算法提高分割效率。实验表明,该单阈值分割算法明显优于最大平均信息熵法,且说明了变精度粗糙熵能够处理图像分割过程出现的不确定性。     

基于改进PSO的三维Tsallis熵图像分割

针对二维Tsallis熵图像分割不精确以及优化图像阈值分割函数的元启发式优化算法容易陷入局部最优这两个问题,提出了一种新的三维Tsallis熵阈值分割法以及一种新的改进粒子群优化算法。通过引入均值、中值、梯度三种因素,构建出三维直方图,并结合Tsallis熵理论提出了一种三维Tsallis熵阈值分割法。为了避免粒子群优化算法陷入局部最优,通过引入综合学习策略并改进粒子群优化算法的迭代方式,提出了综合学习改进粒子群优化算法。将提出的三维Tsallis熵阈值分割法与综合学习改进粒子群优化算法结合进行图像分割。与其他元启发式算法相比,综合学习改进粒子群优化算法能在低维环境下有效避免局部最优。实验结果表明相比于二维Tsallis熵阈值分割法,三维Tsallis熵阈值分割法分割效果更好,且具有更好的抗噪性能。由此可以表明综合学习改进粒子群优化算法结合三维Tsallis熵进行图像分割可以取得更好的结果。     

钢轨表面缺陷检测的图像预处理改进算法

由于线阵相机拍摄的图像光照不均、对比度低,使得钢轨表面离散缺陷检测成为机器视觉检测的难点,为此提出局部非线性对比度增强法和改进最大熵阈值分割法对钢轨图像进行预处理.该算法将局部区域内相对较低的灰度级映射到更低的范围,相对较高的灰度级映射到更高的范围,实现对比度拉伸;通过分析图像的目标熵、背景熵、灰度概率分布曲线,使用图像目标熵最大、目标概率较小的改进最大熵阈值分割法对图像进行分割,得到包含噪声相对较少的图像.实验结果表明,文中提出的非线性对比度图像增强算法简单、快速、有效,而且增强效果与光照无关;与原始的最大熵、目标最大熵、OSTU阈值分割法相比,改进的最大熵分割阈值较小,分割后的图像包含的噪声少;改进的预处理算法对测试图像的漏检率和误检率分别是6.2%和7.3%.     

基于VPRS粗糙熵的图像分割

变精度粗糙集是解决模糊决策问题的重要工具，图像边缘信息本身就具有一定的不确定性和模糊性，而图像分割的效果直接依赖于对图像边缘像素的判断精度，因此变精度粗糙集可以更精确地表达图像边缘。将经典图像粗糙集模型扩展到图像变精度粗糙集模型，并将其应用于灰度图像边缘判定问题，利用变精度粗糙集的上下近似定义，构造了变精度灰色形态学算子，依据灰度图像粗糙熵的定义，提出一种基于VPRS粗糙熵的图像分割算法。针对噪声图像，该方法用变精度粗糙集模型判断目标、背景和边界像素集，在不同参数下判断近似集时容忍部分噪声点的存在，从而可获得较好的灰色边缘图像。实验结果说明，由于变精度灰度形态学算子避免了复杂参数优化过程，算法时间执行效率高；同时由于粗糙形态学算子对噪声的优良处理能力，新算法具有较好的噪声鲁棒性。     

基于Curvelet变换和多目标粒子群的混合熵MRI图像多阈值分割

针对因噪声干扰多、灰度不均匀、目标边界模糊导致的核磁共振成像（MRI）图像难以精确分割的问题,提出了一种基于Curvelet变换和多目标粒子群（MOPSO）的混合熵MRI图像多阈值分割算法。首先,对待分割MRI图像进行Curvelet分解,提取低频子带和高频细节子带构建概貌-细节灰度级矩阵模型,以提高算法的目标细节表示能力;其次,同时考虑目标与背景的类间差异性与类内均匀性,将提出的二维多阈值倒数熵和倒数灰度熵组合定义为混合熵,作为多目标粒子群算法的目标函数,协同搜索得到最优的分割多阈值,以实现MRI图像的精确分割;最后,为提高算法的求解速度,提出了二维倒数熵和倒数灰度熵多阈值选取的梯度算法。实验结果表明：与二维tsallis熵、自动细菌觅食分割法（ABF）和改进的Otsu多阈值分割算法相比,所提方法对灰度不均和含噪的MRI图像具有更好的适应性,分割结果更为精确。     

加权调和平均型最大熵图像阈值选取法

基于最大熵阈值法可看成是目标和背景信息熵的算术平均,基于此给出一种基于目标和背景信息熵的调和平均的图像阈值分割方法.为了进一步增强该方法的分割性能,又给出加权调和平均型最大熵图像分割法以及权重参数的一种选取方法.加权调和平均型最大熵图像分割法通过计算图像中目标和背景的加权调和平均熵,寻找加权熵最大的灰度值作为图像的分割阈值.实验表明该方法可获得比传统熵阈值法更好的分割效果.     

基于2维灰度熵阈值选取快速迭代的图像分割

目的 为了使图像阈值分割的精度和速度进一步提高,提出了一种基于2维灰度熵阈值选取快速迭代的图像分割方法。方法 首先,提出了1维灰度熵阈值选取的快速迭代算法;然后,考虑图像目标和背景的类内灰度均匀性,给出了基于灰度—邻域平均灰度级直方图的灰度熵阈值选取准则;最后,提出了2维灰度熵阈值选取的快速迭代算法,并采用递推方式计算准则函数中的中间变量,避免其重复运算,加快了运算速度,大大减少了运算量。结果 大量实验结果表明,与近年来提出的3种阈值分割法相比,所提出的方法分割性能更优,分割后的图像中目标区域完整,边缘清晰,细节丰富且运行时间短,仅为基于混沌小生境粒子群优化的二维斜分倒数熵分割法运行时间的3%左右。结论 本文方法对不同类型灰度级图像的分割效果及运行速度均有明显优势,是实际系统中可选择的一种快速有效的图像分割方法。     

基于最小方差滤波的相对嫡闭值分割方法

基于共生矩阵的相对熵阈值分割法是一类常用的图像分割方法。采用自适应滤波方法构造非对称共生矩阵,对相对熵阈值分割法进行改进,使其更好地适应含噪图像的阈值分割问题。实验结果表明,该方法能更有效地降低噪声干扰,使分割目标更为完整,边缘更加清晰。     

基于自适应CPSO算法的二维模糊熵图像阈值分割

由于PSO算法会出现虚假收敛或者早熟等现象,提出了一种自适应混沌粒子群算法(ACPSO)及其在图像分割中的应用。首先提出了一种改进的自适应粒子群优化算法(IAPSO)。然后在IAPSO的基础上,加入了混沌优化方法,用混沌变量来初始化粒子的位置和速度,并用新的无限折叠混沌映射对算法进行混沌变异,从当前群体中择优选择部分粒子进行混沌优化。最后将ACPSO算法应用到图像分割中。通过与最大模糊Shannon熵阈值分割法、基于基本PSO的最大模糊Shannon熵阈值分割法进行对比,验证了基于自适应CPSO算法的二维模糊熵阈值图像分割方法的性能更好。     

基于微粒群优化和粗糙熵的图像分割算法

提出一种基于微粒群优化(PSO)的边界区域粗糙熵的阈值图像分割算法。该算法采用边界粗糙熵作为图像分割的评价标准,利用优化领域的PSO功能把图像分割问题转化为优化问题。实验结果表明,该方法使用PSO算法避免了早期大量熵的计算,相对于分块大小的敏感性较小,得到较好的分割效果,并且能提高计算速度,是一种实用有效的图像分割方法。     

改进的交互式Otsu红外图像分割算法

为提高红外图像中目标分割的精度和抗噪性能,提出了一种改进的交互式Otsu图像分割算法。采用图像信息熵特征和类间方差特征对经典Otsu算法的阈值判别函数进行改进,获得的最优阈值能较好地将目标从背景中分割出来,且具有良好的边缘保持效果,提高了算法的分割精度。同时,针对红外图像目标单一的特点,采用交互式粗分割的思路,先在红外图像中提取包含目标的局部封闭区域,进而在提取的区域内进行改进的Otsu分割。通过对红外图像激光光斑目标提取过程的实验结果表明：改进的Otsu分割算法大大降低了背景噪声对分割算法的影响,提高了抗噪性能与分割精度,且最大程度地减少分割算法的运算量,并较好地保持了目标模糊边缘,分割效果优于传统的Otsu算法和相关的改进Otsu算法。     

基于变精度粗糙信息熵的特征约简算法

为解决传统粗糙集不确定度量存在的局限,提出将变精度粗糙信患熵作为度量标准.该度量标准不仅具有变精度粗糙集良好的抗噪声干扰性能,而且具有基于信息理论的粗糙信息熵更全面反映系统不确定性的能力.给出了基于变精度粗糙信息熵的特征约简算法,实验结果表明该算法具有良好的运行效果.     

K-均值聚类算法在电容器外观图像分割中的应用

电容器是电子整机产品的必要器件。由于制造工艺及设备水准的限制,露白是一种常见的电容器外观缺陷。基于K-均值聚类算法,结合露白电容器外观图像的特点,提出了电容器露白区域分割算法。根据Ohta等人的研究成果,选取能有效表示彩色特征的彩色特征集中的第一个分量,用来替代K-均值聚类图像分割中的灰度;确定分类类别数为两类,采取了粗糙集理论的算法,求出初始聚类中心和间距阈值。实验表明,该图像分割算法能有效分割出电容器图像的露白区域,具有较好的精确度和准确度。     

广义模糊熵图像阈值分割参数选取的ADE方法

针对广义模糊熵图像阈值分割参数不能自动选取,提出自适应差分进化（Adaptive Differential Evolution,ADE）的广义模糊熵图像阈值分割方法。利用自适应差分进化算法作为优化工具来选取广义模糊熵阈值分割所需要的最佳参数,引入自适应变异算子和提出交叉概率自适应函数对优化过程进行控制,通过把参数带入广义模糊熵的补函数得到图像的阈值,进而得到图像最优分割。为验证其有效性与可行性,分别同基本图像质量评价准则的模糊熵图像阈值分割算法和粒子群优化广义模糊熵图像阈值分割算法相比较,实验表明,针对不同细节的图片,该算法所得分割结果多数情况下背景信息更少,目标信息更清晰,用时更短,分割更稳定且效果良好。     

基于引导滤波和Tsallis熵的SAR图像分割算法

针对合成孔径雷达(SAR)图像易受噪声干扰、分割方法精度低的问题,提出了一种基于频域引导滤波和Tsallis熵的SAR图像多阈值分割算法.利用非下采样Contourlet变换(NSCT)对图像多尺度分解,提取图像各方向的高频信息;通过引导滤波增强高频分量的边缘信息,在保持边缘的同时抑制了相干斑噪声;利用改进的二维Tsallis熵多阈值对增强图像精确分割.实验结果表明:分割算法对噪声不敏感,分割精度和适应性明显提高.     

基于商空间理论的遥感图像分割

Sankar K.Pal等最近提出了一种基于"粗糙熵"的图像分割算法,主要是按照目标和背景这两大类对图像进行分割,不足之处在于不能满足多类目标提取的需要。为此,基于商空间的粒度分解和粒度合成原理,综合粗糙集和聚类算法对之进行改进。通过对遥感图像进行分割处理,证明了改进后算法的有效性。