一种基于边缘检测及纹理分析的水坝图像分割算法

针对边缘检测算法的局限性及灰度水坝图像的特点,提出了一种基于边缘检测及纹理分析相结合的灰度图像分割算法,首先利用边缘检测算法对待处理图像进行边缘检测得到图像的粗分割,然后在原灰度图像中对得到的边缘位置点进行纹理分析,去除检测到的非目标对象的边缘从而得到分割图像,即细分割。将该算法应用到河坝监测系统中,实验证明该算法达到了很好的分割效果。     

基于声呐图像的水下目标检测、识别与跟踪研究综述

水下目标检测、识别和跟踪是具有重要意义的热点研究问题,在军事和民用领域都有重要的应用.鉴于此,对基于声呐图像的水下目标检测、识别和跟踪原理、方法以及典型算法的研究进展进行全面阐述.首先论述基于声呐图像的水下目标检测、图像去噪、图像分割等方面的主要进展以及典型算法和算法扩展;然后对水下目标声呐图像识别中的特征提取、特征分类方法和主要技术难点进行讨论;最后阐述基于水声信号处理和声呐图像信息的水下目标跟踪方法和算法.通过对水下目标处理过程各个过程的深入讨论和对比分析,指出基于声呐图像的水下目标检测、识别和跟踪中急需解决的关键科学问题及可能的解决思路,并对该领域的未来发展方向做进一步的展望.     

结合形状先验的水平集灰度纹理图像分割方法

传统水平集图像分割方法多考虑图像底层数据而忽略高层语义特征,对灰度纹理图像的分割效果较差。针对该问题,结合形状先验设计水平集灰度纹理图像分割方法。通过ASLVD滤波获取纹理项,同时对滤波图像进行局部化处理得到形状先验,以形状概率表示形状先验能量项,将其与灰度项、规则化项和纹理项相结合,构造整体水平集曲线演化能量函数,并最小化能量函数得到分割结果。实验结果表明,该方法能够对目标背景遮挡的灰度纹理图像取得较好的分割效果。     

亮度不均匀低质量图像中压印字符分割方法

字符分割效果,直接影响识别精度。在处理亮度不均匀低质量图像中的压印字符时,由于亮度分布不均匀、目标字符与背景区域对比度较低,传统基于二值化图像的字符分割方法在处理上述情况下的压印字符时,难以确定最优二值化阈值,分割准确率较低。提出基于分割效果评价函数的迭代闭环反馈分割方法,通过建立评价函数对分割效果进行评估,以提高分割效率及准确率。借助加权平滑滤波,去除灰度波形图中的畸变波形;并利用广义学习矢量量化算法,确定最优滤波权重因子;通过分析波形变化趋势,确定字符分割位置。实验结果表明,该算法在批量处理亮度不均匀低质量图像中的压印字符时,分割准确率可达98.5%。     

最优算法组合在目标检测图像信号处理中的应用

针对网域内简单背景下目标感知识别处理速度慢、准确率低的问题,提出了基于最优算法组合的目标检测方法;该方法将多种图像处理方法融入目标识别算法中,在采用不同算法对采集到的图像进行预处理、分割和特征提取效果比较的基础上,确定出最优算法组合并设计实验验证其可靠性和鲁棒性;试验结果表明该方法能够快速有效的判别行人目标,识别率达到96.67%,解决了网域内目标检测问题;与其他单一算法相比具有处理速度更快、判别更加有效,实时性高等特点,明显优于一般算法。     

基于边缘检测的SAR图像自适应区域分割

受相干斑噪声影响,合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）图像成像质量低,目标判读困难。针对传统方法对SAR图像分割存在噪声敏感、细节缺失、过度分割等问题,提出一种基于边缘检测的SAR图像自适应区域分割方法。首先引入双边滤波构建级联滤波器,对SAR图像进行保边抑噪;然后建立基于纹理复杂度的阈值估算模型,实现阈值自适应目标SAR图像边缘检测;最后提出基于边缘特征的自适应区域生长分割方法,较好解决了传统区域生长算法对SAR图像分割时出现的过度生长和过度分割之间的矛盾问题。该方法综合利用了SAR图像二维熵、边缘灰度信息、区域灰度信息,实现了对单极化目标SAR图像的自动分割。实验表明,相较于其他传统分割方法,该方法保边抑噪能力更强,目标细节检测更准确,较好解决了SAR图像过分割问题。     

基于背景差分法的运动目标分割

运动目标分割在基于视频的运动目标检测与识别研究中发挥着重要作用。以图像差分法为基础,实现了一种复杂背景下快速分割运动目标的方法。通过中值滤波对原始图像进行预处理;运用改进的Surendra算法快速提取并更新背景图像;利用数学形态学运算对差分二值图像进行处理,进行运动区域的初始检测;将RGB图像转换到HSI域中进行适当的阴影去除,完成运动目标分割。实验结果表明该方法能够较为有效地分割出感兴趣区域(ROI)内的运动目标。     

一种基于双边滤波和图像融合的增强方法

在系统研究可见光和红外图像融合技术的基础上,提出一种图像融合算法用以检测可见光图像中的隐含目标。为了在检测隐含目标的同时平滑图像中目标的边缘信息,采用双边滤波来去除噪声并在此基础上进行图像融合以获取图像完整信息。首先通过对图像添加噪声得到降质退化图像,然后采取双边滤波算法对降质图像进行平滑去噪,此后,再对滤波去噪后图像进行融合。结合双边滤波和图像融合方法,设计四种算法来验证双边滤波和图像融合在多源图像应用中的强大功能。研究测试了算法对可见光图像中因光线原因隐藏的人体目标检测性能。实验结果表明,该方法可以有效提高在背景图像中进行目标检测或识别的概率。     

具有规则度约束的红外图像多层阈值分割方法

针对红外图像的噪声和模糊边缘给红外图像的分割和目标检测带来的困难,为了得到边缘连续的目标区域,提出了一种具有规则度约束的多层最佳阈值图像分割方法,在根据灰度对图像进行多阈值的初始分割的基础上,通过各个区域的规则度等参数对分割区域进行过滤处理,消除过分割区域,降低因为过度分割造成的目标识别困难,实验结果表明,该算法具有良好的效果和实用价值,不仅用于红外图像,也可以应用于自然光图像的分割。     

多聚焦图像灰度重叠特征自适应识别仿真

传统方法对多聚焦图像进行预处理,由于图像灰度重叠区域合并使原图像细节信息损失,导致多聚焦图像灰度重叠区域识别效果不理想,为此提出基于Mean-shift算法和OTSU阈值分割算法的多聚焦图像灰度重叠特征自适应识别方法。使用Mean-shift算法对多聚焦图像进行平滑处理,对平滑处理过后的多聚焦图像进行小波变换,将图像的灰度重叠区域灰度值增强;再使用阈值分割将经过灰度增强的重叠区域分类;通过OTSU算法识别出灰度重叠特征区域。实验结果表明,提出方法在图像灰度重叠区域的识别效果上较为突出,并且能够有效保留灰度重叠区域的细节信息。     

基于偏振成像和显著区域自补偿的水下显著目标检测

在浑浊的水下环境中,受水体多重散射以及噪声的影响,造成水下成像质量大幅下降,现有显著性目标检测算法无法满足目标检测准确性的任务需求。因此,提出一种基于偏振成像和显著区域自补偿的水下显著目标检测算法。提出的算法分为两个阶段：采用基于偏振角估计后向散射光的方法去除后向散射的影响,同时引入引导滤波进行水下去噪,再通过PSF函数去除前向散射造成的模糊效应;利用改进的栅格扫描算法结合局部特征描述符识别前景超像素,根据前景超像素生成显著区域对网络进行优化补偿,再结合DeepLabv3+网络生成最终的分割图。在浑浊水下环境进行了多组对比实验结果表明,所提复原算法可以有效地增强目标,提高了目标的对比度和清晰度,所提显著目标检测算法能够准确地检测出水下显著目标,并且可以保留细节信息。结合偏振成像模型的优点,该算法能够较好地克服水下复杂的光学成像环境,并且能快速准确地检测出水下显著目标。     

UTP/DR组合导航算法研究

针对UUV水下作业时航位推算存在导航误差积累的问题,研究了水下应答器辅助航位推算组合导航算法。采用"当前"统计模型作为航位推算模型,更准确地描述了航行器的运动状态。利用水下应答器与航位推算算法相组合,对航位推算导航误差进行校正。为获得更好的滤波效果,采用平方根容积卡尔曼滤波算法作为组合导航系统的滤波算法,并将其与EKF滤波算法进行比较。仿真实验表明,平方根容积卡尔曼滤波算法较EKF算法具有更好的滤波精度;UTP/DR组合导航算法有效避免了因导航误差积累而导致的导航定位误差发散问题,获得了较好的导航定位效果。     

基于灰度直方图的运动目标特征检测算法

为提高运动目标的检测效果和指导性，提出一种基于灰度直方图分析的运动目标特征检测算法。采用视觉成像技术进行运动目标图像采集和视觉特征分析，提取运动目标的动态视觉特征量。根据运动目标边缘差分变换和空间位置关系进行运动图像的特征分离，提取运动目标图像的边缘轮廓特征量。采用统计形状模型进行运动目标图像的二值化分离，构建运动目标图像的灰度直方图。根据灰度直方图中的统计信息进行目标特征检测和动态特征提取，实现运动目标图像的视觉检测和动态识别，有效提取运动目标的关键特征，实现目标特征检测。仿真结果表明，采用该方法进行运动目标图像的特征检测性能较好，对运动目标的动态识别能力较强。     

基于三维指数灰度熵的快速图像分割算法

针对现有阈值分割法通常只考虑图像直方图的统计信息,而忽略了图像目标和背景类内灰度分布的均匀性,提出指数灰度熵分割算法,并推广得到三维指数灰度熵分割算法。给出了一维指数灰度熵阈值法及三维指数灰度熵阈值法的原理,在三维直方图上,将降维处理和优化搜索策略相结合,得到最优分割阈值。理论证明,阈值搜索复杂度由原来的[O(L3)]降至[O(L12)]。实验结果表明,与现有的多种阈值法相比,所提算法抗噪性能更强、分割效果更优,且运算时间大为减少。     

钢板表面低对比度微小缺陷图像增强和分割

目的 环境干扰及光学元件不稳定等因素往往会造成钢板表面图像照度不均,钢板表面的微小缺陷具有图像灰度不均、对比度低、形态微小等特点,给后续图像分析和缺陷识别带来因难。为此,提出一种钢板表面低对比度微小缺陷图像增强和分割算法,以消除照度不均并突出缺陷信息,从而有效分割缺陷目标。方法 采用小波-同态滤波算法进行图像增强处理,即先利用小波变换对图像进行分解,再基于同态滤波对小波低频系数进行图像灰度修正,同时对高频系数进行高通滤波,然后将处理后的小波低频系数和高频系数进行重构得到增强的图像,从而达到消除照度不均、增强缺陷细节信息的目的。最后利用最大类间方差法（Otsu法）确定自适应阈值提供给Canny算子进行边缘检测。结果 采用本文算法对钢板表面多类型低对比度表面微小缺陷进行研究,有效消除了光照不均;单一的Otsu阈值分割和Canny算子难以有效检测这些缺陷,而本文Otsu-Canny算法的正确检测率达96%。结论 采用小波-同态滤波进行图像增强处理后,再利用Otsu-Canny算法对钢板表面多类型、低对比度的微小缺陷进行边缘检测取得了良好效果。     

基于自定义灰度空间分布密度矩阵的Otsu改进算法

Otsu自适应阈值法作为图像阈值分割的经典算法,在图像处理与模式识别领域有着广泛应用.将图像中灰度级的空间分布特性应用到图像分割中,自定义适当的灰度空间分布密度矩阵结合先验知识,提出Otsu改进算法.实验证明在图像中目标与背景的灰度差异不是特别大的情况下,该算法的分割效果优于经典的Otsu算法以及其它分割算法.     

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。     

弱小目标分割算子耦合特征匹配的杆菌识别

针对复杂背景下弱小目标识别困难,实时性要求高等难题,提出了弱小目标分割算子;并引入特征匹配,设计了二者相融合的自动图像识别机制。该方案基于H－S分割与图像融合,再结合形态学滤波与特征匹配,解决弱小目标难识别的问题。该方案计算量小并基于经过汇编优化的OpenCV实现,解决实时性要求高等难题。实验结果表明,相对于传统方法,该方案应用在自动图像识别上可以达到较好的效果,在工程上应用是可行的。     

改进YOLOv3-SPP水下目标检测研究

针对水下目标检测任务中图像模糊、背景复杂以及目标小而导致误检和漏检问题,提出一种改进YOLOv3-SPP的水下目标检测算法。利用UWGAN网络对水下原始图像进行恢复,采用Mixup方法增强数据,减少错误标签记忆;以YOLOv3-SPP网络结构为基础,增加网络预测尺度,提高小目标检测性能;引入CIoU边框回归损失,提高定位精度;利用K-Means++聚类算法,筛选最佳Anchor box。将改进YOLOv3-SPP算法在处理后的URPC数据集上进行实验,平均检测精度由79.58%提升到88.71%,速度为28.9 FPS。结果表明,改进算法综合检测能力优于其他算法。     

基于自适应双阈值的地下目标自动检测算法

在使用探地雷达（GPR）生成的Bscan图像进行地下目标检测时，当前基于深度学习的目标检测网络模型存在训练样本需求量高、耗时长，不能区分目标显著程度，难以识别复杂目标等问题。针对以上问题，提出一种基于直方图的双阈值分割算法。首先，根据地下目标的GPR图像直方图分布特性，快速从直方图中计算出分割地下目标所需的两个阈值；然后，采用支持向量机（SVM）和LeNet的组合分类器模型对分割结果进行分类识别；最后，进行分类结果整合并统计精确度数值。相较于传统的最大类间方差法（Ostu）、迭代法等阈值分割算法，所提算法获得的地下目标分割结果结构更加完整，并且几乎不含噪声。在真实数据集上，所提算法的平均识别准确率达到了90%以上，比仅使用单一分类器的平均识别准确率提高40%以上。实验结果表明，所提算法能够同时有效分割显著和非显著性地下目标，且采用的组合分类器能够获得更好的分类结果，适用于小样本数据集的地下目标自动检测和识别。