快速模糊C均值聚类的图像分割方法

模糊C均值(FCM)聚类算法广泛应用于图像的自动分割,但标准的FCM算法存在计算量大,运算速度慢等问题。对FCM算法进行改进,提出了一种快速FCM图像分割算法(FFCM),该算法将图像从像素空间映射到其灰度直方图特征空间,并在此基础上,充分利用像素的邻域特性,对隶属度函数做一定改进,实验结果表明该算法能快速有效地分割图像,并具有较好的抗噪能力。     

改进的模糊C均值聚类的图像分割算法

传统FCM算法仅考虑了图像像素的灰度信息,因此在分割含噪图像时效果较差。为了克服传统FCM算法的局限性,提出一种基于空间邻域信息的二维模糊聚类算法,该算法利用图像像素灰度和邻域灰度组成的二维直方图中对角线元素受噪声影响较小,反映图像中相对稳定的信息,且运算只与图像的灰度级数目有关的特征,实现噪声图像的分割。实验结果表明,该算法在分割含噪图像时,不仅提高了传统FCM算法的分割效果,且分割速度明显加快。     

空间域与频域结合的FCM红外热像分割方法

由于成像特点及环境干扰,用于工件缺陷检测的红外热像通常较为模糊。为此,将空间域与频域结合的模糊C均值(FCM)聚类算法用于红外热像中缺陷及正常表面的分割。运用多种图像处理方法对原始红外热像进行预处理,将得到的高频图像及其邻域平均图像使用经典FCM聚类算法进行像素灰度的聚类。实验结果表明,该方法的分割效果较好。     

一种自适应的模糊C均值聚类图像分割方法

针对传统的模糊C均值聚类算法(FCM)在图像分割中对噪声十分敏感这一局限性,提出一种自适应的FCM图像分割方法。该方法充分考虑图像像素的灰度信息和空间信息,根据像素的空间位置自适应地计算一个合适的相似度距离来进行聚类分割图像。实验结果表明,与传统的FCM相比,该方法能显著提高分割质量,尤其是能提高对于图像噪声的鲁棒性和分割图像区域边缘的准确性。     

利用邻域差异性信息的FCM改进算法

为了克服模糊C均值（FCM）无法处理图像噪声的缺点以及常用改进算法分割不足,提出了一种利用邻域差异性信息的FCM改进算法。利用高斯函数来合理刻画邻域间像素的空间位置和灰度差异特性,实现对中心像素隶属度的调整,达到分割噪声图像的目的。实验证明,该算法可以有效地处理高斯和椒盐噪声,在去除噪声的同时较完整地保留了图像的细节,其分割效果优于几种常用FCM改进算法。     

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。     

一种融入局部信息的直觉模糊C-均值聚类图像分割算法

模糊C-均值(FCM)算法对图像噪声敏感,聚类过程中只考虑图像的数值特征信息而忽略像素间空间约束关系,同时单一隶属度并不能充分描述图像的不确定性,这使得基于FCM的图像分割不够准确.融入局部信息的改进FCM算法虽然对图像噪声有一定鲁棒性,但对图像细节保持不够,难以分割微小区域.针对上述问题,提出一种基于直觉模糊集的改进模糊C-均值(IFS_FCM)图像分割算法.该方法将直觉模糊集理论融入到FCM中,充分考虑图像的不确定性,同时在目标函数中引入空间邻域信息,使得该分割算法对噪声鲁棒性增强的同时还能保持图像细节信息.实验结果表明,IFS_FCM能获得更加理想的图像分割效果.     

基于灰度空间特征的模糊C均值聚类图像分割

模糊C均值(FCM)聚类算法广泛用于图像的自动分割,但是该算法没有考虑像素的灰度和空间特征,对噪声十分敏感.因此提出一种改进的算法,在传统的FCM聚类的基础上,运用邻域像素的灰度相似度和聚类分布统计来构造新的隶属函数,对图像进行聚类分割.该方法不仅有效地抑制了噪声的干扰,而且把错分类的像素很容易的纠正过来.对两种类型的含噪图像的实验结果表明该方法对噪声具有很强的鲁棒性和对像素聚类的正确性.     

不同噪声下超像素FCM图像分割算法优化

图像分割经典模糊C均值(FCM)算法需要较长的运行时间。为了提高图像的分割处理精度,利用超像素方法建立了FCM聚类快速分割图像算法。通过分水岭分割算法对其进行优化处理获得快速FCM(FFCM)算法,并进行了详细的试验分析。研究结果表明：相比较多尺度分水岭超像素(MGR-WT)、稳健边缘超像素(RE-SH)方法,FFCM表现出了更优的性能。设置噪声后,FFCM算法发生了分割效果下降的现象。对于高斯与椒盐噪声,采用FFCM算法表现出了优异的概率指数(PRI)、信息误差(VOI)和全局一致性误差(GCE)性能指标,具有更稳定的分割性能。该研究对提高图像分割效果具有很好的实际应用价值。     

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.     

基于人工蜂群与模糊C均值的自适应小波变换的噪声图像分割

针对传统模糊C均值（FCM）聚类算法在处理噪声图像时易受到噪声影响的问题,提出了基于FCM的小波域特征增强的噪声图像分割方法。首先,将噪声图像进行二维小波分解;其次,对近似系数进行边缘增强,同时利用人工蜂群（ABC）优化算法对细节系数进行阈值处理,并将处理后的系数进行小波重构;最后,对重构后的图片使用FCM算法来进行图像分割。选取5幅典型的灰度图像,分别添加高斯噪声和椒盐噪声,使用多种方法进行分割,以分割后图像的峰值信噪比（PSNR）和误分率（ME）作为性能指标,实验结果表明,所提方法分割后的图片相较于传统FCM聚类算法分割方法和粒子群优化（PSO）分割方法分割后的图片在PSNR上最多分别有281%和54%的提升,在ME上最多分别有55%和41%的降低。可见所提出的分割方法较好地保留了图像边缘纹理信息,其抗噪性能与分割性能得到了提升。     

改进FCM和LFP相结合的白细胞图像分类

研究白细胞图像分类识别中有效的图像分割与特征提取方法,以提高白细胞图像的正确识别率.由于某些白细胞(粒细胞)中颗粒的存在,严重影响细胞核与细胞质区域的正确分割,通过将空间信息与核函数融入模糊C-均值聚类(FCM)算法,提出一种改进的FCM算法.应用该算法对白细胞图像进行分割,并采用数学形态学方法对分割后的图像进行处理,获得了很好的分割效果,解决了粒细胞的质核分割难题.对于细胞的纹理特征提取,通过对局部二值模式(LBP)中阈值参数的模糊化,建立了基于局部模糊模式(LFP)的纹理特征提取算法.运用本文方法进行图像分割和纹理提取,以支持向量机作为分类器,对CellAtlas的100幅白细胞图像进行了分类识别的实验,结果表明白细胞的正确识别率达到93％.     

利用包含度和隶属度的遥感影像模糊分割

目的 传统FCM算法及其改进算法均只采用隶属度作为分割判据实现图像分割。然而,在分割过程中聚类中心易受到同质区域内几何噪声的影响,导致此类算法难以有效分割具有几何噪声的图像。为了解决这一类问题,提出一种利用包含度和隶属度的遥感影像模糊分割算法。方法 该算法假设同一聚类对每个像素都有不同程度的包含度,将包含度作为一种新测度来描述聚类与像素间关系,并将包含度纳入目标函数中。该算法通过迭代最小化目标函数来得到最优的隶属度和包含度,然后,通过反模糊化隶属度和包含度之积实现带有几何噪声的遥感图像的分割。结果 采用本文算法分别对模拟图像,真实遥感影像进行分割实验,并与FCM算法和FLICM算法进行对比,定性结果表明,对含有几何噪声的区域,提出算法的用户精度和产品精度均高于FCM算法和FLICM算法,且总精度和Kappa值也高于对比算法。实验结果表明,本文算法能够抵抗几何噪声对图像分割的影响,且分割精度远远高于其他两种算法的分割精度。结论 提出算法通过考虑聚类对像素的包含性,能够有效抵抗几何噪声对图像分割的影响,使得算法具有较高的抗几何噪声能力,进而提高该算法对含有几何噪声图像的分割精度。提出算法适用于包含几何噪声的高分辨率遥感图像,具有很好的抗几何噪声性。     

基于空间信息的可能性模糊C均值聚类遥感图像分割

可能性模糊C均值(PFCM)聚类算法作为模糊C均值(FCM)聚类算法的一种改进算法,能在一定程度上克服FCM算法对噪声的敏感性;但由于PFCM没有考虑像元间的空间信息,对含有较大噪声的图像分割效果依然不理想。为此,提出一种新的基于空间信息的PFCM算法(SPFCM),克服了PFCM算法对含有较大噪声的图像分割效果不佳的缺点。通过对人工图像和IKONOS遥感图像进行分析,结果表明,SPFCM算法无论是在视觉上还是在分割正确率上都优于传统的FCM算法、PFCM算法及两种加入空间信息的FCM算法;对于含有高斯噪声和盐椒噪声的图像,平均分割正确率高达99.71%,是一种去噪效果较好的图像分割算法。     

基于隶属度光滑约束的模糊C均值聚类算法

传统的FCM聚类算法未利用图像的空间信息,在分割叠加了噪声的MR图像时分割效果不理想。本文考虑到脑部MR图像真实的灰度值具有分片为常数的特性,按照合理利用图像空间信息的原则,对传统的FCM聚类算法进行了改进,增加了使隶属度趋向于分片光滑的约束项,得到了新的聚类算法。通过对模拟脑部MR图像和临床脑部MR图像的分割实验结果表明,本文提出的新算法比传统的FCM算法等多种图像分割算法有更精确的图像分割能力,并且运算简单、运算速度快、稳健性好。     

Fuzzy C-Means clustering through SSIM and patch for image segmentation

In this study, we propose a new robust Fuzzy C-Means (FCM) algorithm for image segmentation called the patch-based fuzzy local similarity c-means (PFLSCM). First of all, the weighted sum distance of image patch is employed to determine the distance of the image pixel and the cluster center, where the comprehensive image features are considered instead of a simple level of brightness (gray value). Second, the structural similarity (SSIM) index takes into account similar degrees of luminance, contrast, and structure of image. The DSSIM (distance for structural similarity) metric is developed on a basis of SSIM in order to characterize the distance between two pixels in the whole image. Next a new similarity measure is proposed. Furthermore, a new fuzzy coefficient is proposed via the new similarity measure together with the weighted sum distance of image patch, and then the PFLSCM algorithm is put forward based on the idea of image patch and this coefficient. Through a collection of experimental studies using synthetic and publicly available images, we demonstrate that the proposed PFLSCM algorithm achieves improved segmentation performance in comparison with the results produced by some related FCM-based algorithms.     

基于局部隶属度和邻域信息的GIFP-FCM图像分割算法

基于一般化的模糊划分GIFP-FCM聚类算法是模糊C均值算法(FCM)的一种改进算法,一定程度上克服了FCM算法对噪声的敏感性,但由于其没有考虑图像的邻域信息,对含有较大噪声的图像分割效果不理想。为此,提出将局部隶属度和局部邻域信息等引入到GIFP-FCM算法的目标函数中,通过重新计算每个像素的局部隶属度和邻域信息,较好地克服了噪声影响。利用该算法对合成图像、脑图分割的实验结果表明,对于含有高斯噪声、椒盐噪声和混合噪声的图像,新算法得到的划分系数值最大,划分熵最小,是一种去噪效果较好的图像分割算法。     

基于二维直方图的图像模糊聚类分割新方法

基于二维直方图的模糊聚类分割算法可以有效地抑制噪声的干扰。但是,FCM算法用于图像数据聚类时的最大缺陷是运算的开销太大,这就限制了这种方法在图像分割中的应用。该文根据FCM算法和灰度图像的特点,提出了一种适用于灰度图像分割的抑制式模糊C-均值聚类算法(S-FCM)。通过调节抑制因子α来提高分割速度和分类的正确率。实验结果表明,新算法对小目标灰度图像的分割效果优于FCM算法。     

基于图谱理论的FCM图像分割方法研究

利用图谱理论的思想对传统模糊C-均值(FCM)图像分割方法进行改进--将图谱理论中的权值计算方法引入到FCM方法的距离计算中,较之原来的Euclid距离不仅考虑了各样本空间上的距离,同时考虑了各样本之间的灰度差异,获得更适用于图像分割的模糊隶属度函数,从而得到改进的FCM图像分割方法。通过与传统FCM图像分割方法、基于图谱理论的图像分割方法的实验结果、错分概率及评价指标的对比分析,证明所提出的改进FCM方法能够很好地解决图像分割问题。