适用于高分辨SAR图像的全局稳态最小水平集分割方法

该文针对高分辨率SAR图像的分割问题提出了一种新的快速的水平集方法。该方法基于G0分布能够同时描述高分辨率和中低分辨率条件下的SAR图像统计特性,通过水平集方法求解能量泛函最小化实现SAR图像的分割。由于能量泛函被设计为具有全局稳态最小值,使得该方法具有较好的全局分割能力和比较快的分割速度,从而增强了该方法的实用性。利用模拟和真实SAR图像上的分割实验验证了该方法的有效性。     

基于图割框架的改进多层图彩色图像分割方法

彩色图像中所含有的颜色信息和纹理信息量很大且非常复杂,伴随着多个目标区域的出现,当前图像分割法很难整合纹理特征与颜色特征,图像分割效果不佳,因此,提出一种基于图割框架的改进多层图彩色图像分割方法,将多层图彩色图像分割问题看作是计算机视觉中的二元标识问题,转换成能量函数最小化问题,给出多标签MRF马尔科夫随机场能量函数,将颜色信息与纹理信息进行融合,通过建立多层图割模型对多类彩色图像能量函数的最小化问题进行求解。为了得到多类分割结果,采用一种自适应迭代收敛准则进行修改,在图割框架下进行多次迭代分割。实验结果表明,所提方法不仅分割效果良好,而且性能优越。     

距离保持水平集在汽车门锁图像分割中的应用研究

针对基于机器视觉的汽车门锁装配尺寸检测系统中摇臂距离的检测问题,研究了距离保持水平集的图像分割算法。该算法是将轮廓表示为一个符号函数,符号函数的零水平面与实际轮廓相对应,并在能量泛函中加入了内部能量泛函,表示两个函数之间的差异。实验表明,与一般的基于边缘检测的图像分割算法相比较,该算法能够很好的解决汽车门锁图像中摇臂外弧线分割问题,提高了汽车门锁检测系统的精度。同时,该算法也可应用到其他类似工业装配件局部图像分割中。     

基于量子粒子群优化算法的图像分割方法

利用量子粒子群优化算法(QPSO)对二维Fisher准则图像分割评价函数进行了全局优化,提高了分割阈值的求解速度。并针对量子粒子群优化算法存在收敛性差、易早熟的问题,提出了量子粒子群优化算法和邻域搜索双重寻优的改进算法。实验结果表明,改进后的分割方法具有良好的分割效果和求解速度。寻找到的最佳阈值与二维Fisher准则函数算法完全相同,而阈值求解时间只有二维Fisher准则函数算法的1/3。     

一种基于iPiano非凸优化的图像分割方法

文中提出一种新的基于iPiano非凸优化算法的图像分割方法。该方法通过核函数将低维空间数据映射到高维特征空间。图像分割模型中的数据项涉及非光滑的L1范数形式,并且以Ginzburg-Landau泛函作为正则项。因此该分割模型是非凸非光滑的,采用iPiano非凸优化算法对其进行直接求解。该分割模型能够适应于多种不同的图像数据类型,不受初始条件的影响,能够获得同其他主流图像分割算法相类似的分割结果。同时该方法是iPiano非凸优化算法在图像分割领域的第一次应用,扩展了iPiano算法的应用领域。     

无线供能移动边缘网络中计算时延最小化资源分配方法研究

针对无线供能移动边缘计算(MEC)网络,该文将计算时延定义为数据卸载与计算所消耗的时间,并提出一种节点计算时延之和最小化的多维资源分配方法。首先,在节点能量因果约束下,通过联合优化专用能量站工作时长、任务分割系数、节点计算频率和发射功率来建立一个计算时延之和最小化的多维资源分配问题。由于存在优化变量耦合与max-max函数,所建问题非凸且无法采用凸优化工具获取最优解。为此,通过引入一系列松弛变量和辅助变量来进行优化问题简化以及优化变量解耦,并在此基础上,通过深入分析简化问题的结构特性,提出一种基于二分法的迭代算法来求解原问题的最优解。最后,计算机仿真验证了所提迭代算法的正确性以及所提资源分配方法在计算时延方面的优越性。     

基于分裂Bregman方法的全变差图像去模糊

针对全变差图像去模糊问题,提出一种基于分裂Bregman方法的全变差图像去模糊算法,利用分裂Bregman方法来优化其求解问题模型.首先,利用辅助变量及其二次惩罚泛函把全变差去模糊优化问题转化为一个等价的无约束优化问题;其次,基于Bregman迭代将其分解为两个子优化问题采用交替最小化方法进行求解;最后,根据子问题结构特点,采用离散傅立叶变换及收缩技术实现子优化问题的快速计算.实验结果表明,在不同尺寸模糊核条件下本文算法能获得有效、稳定的图像复原结果,相比FTVd、IRN去模糊方法,本文算法复原效果更好,计算更加快速.     

一种鲁棒的非均匀灰度图像分割算法

针对非均匀灰度图像分割困难及分割效率低下的问题,该文提出了一种基于活动轮廓模型的高效图像分割算法。不同于传统水平集方法中仅用单一信息定义的能量泛函,该算法结合图像的边缘信息和区域统计信息定义了一个新的能量泛函。边缘信息的利用便于演化轮廓线快速精确地定位至物体边缘;区域统计信息由局部统计信息和全局统计信息构成,一方面,局部统计信息的利用能够有效处理图像的灰度分布不均匀现象,另一方面,全局统计信息的利用避免了轮廓线陷入局部极小值。最后,在轮廓线演化过程中,通过高斯卷积核实现快速规则化,避免了传统模型计算代价高昂的重新初始化或规则化。合成图像和真实图像的实验结果表明,该文算法不仅能够快速有效分割灰度分布不均匀的弱边缘物体,而且对于多灰阶复杂结构物体也能够精确分割;同时,该算法对噪声和初始轮廓线具有较好的鲁棒性。     

一种基于二维拉格朗日连续水平集的图像分割方法

在图像分割领域中,基于离散水平集的图像分割方法不但对低信噪比图像难以实现正确地分割,而且分割速度较慢。针对这一问题,该文提出了一个基于连续水平集的图像分割方法。利用2维拉格朗日基函数的线性组合把水平集函数表示成连续函数。最小化实现图像分割的能量函数,建立基函数系数演化的微分方程。因此能量函数的最小值可直接根据拉格朗日的系数值获得。利用简单有限差分法对系数演化微分方程求解,实现了低信噪比图像的快速分割。实验结果表明该方法具有理想的分割结果。     

基于统计模型的变分水平集SAR图像分割方法

针对SAR图像感兴趣区域分割问题,提出了一种基于统计模型的变分水平集分割方法。该方法在分析SAR图像特征的基础上,利用相干斑噪声的统计模型直接定义了关于水平集函数的能量泛函,不同于一般水平集方法中关于参数化曲线的能量泛函。通过极小化能量泛函,建立了水平集函数演化的偏微分方程。对水平集演化方程的数值求解,实现了对SAR图像感兴趣区域的分割。分别采用模拟和真实SAR图像对提出的方法进行了验证,试验结果表明该方法充分利用了SAR图像的特征信息,不需要相干斑噪声预处理,能够准确实现对SAR图像感兴趣区域的分割。     

基于长边检测的视频分割算法

针对前景和背景交界处颜色相似度较高时的图像分割问题,提出了基于长边检测的视频分割算法,首先建立包括颜色分量和对比度分量的能量函数,然后将基于边缘长度的边缘检测方法应用到基本模型的颜色模型中,利用长边检测的结果改进能量函数的颜色分量和对比度分量,最后使用图割算法,通过对能量函数求最小化得到最终的前景提取结果。实验结果表明,在前景和背景在交界处颜色相似度较高时,较其他算法具有明显的优势。     

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。     

Color Texture Segmentation Based on the Modal Energy of Deformable Surfaces

This paper presents a new approach for the segmentation of color textured images, which is based on a novel energy function. The proposed energy function, which expresses the local smoothness of an image area, is derived by exploiting an intermediate step of modal analysis that is utilized in order to describe and analyze the deformations of a 3-D deformable surface model. The external forces that attract the 3-D deformable surface model combine the intensity of the image pixels with the spatial information of local image regions. The proposed image segmentation algorithm has two steps. First, a color quantization scheme, which is based on the node displacements of the deformable surface model, is utilized in order to decrease the number of colors in the image. Then, the proposed energy function is used as a criterion for a region growing algorithm. The final segmentation of the image is derived by a region merge approach. The proposed method was applied to the Berkeley segmentation database. The obtained results show good segmentation robustness, when compared to other state of the art image segmentation algorithms.     

动态背景下融合运动线索和颜色信息的视频目标分割算法

针对现有动态背景下目标分割算法存在的局限性,提出了一种融合运动线索和颜色信息的视频序列目标分割算法。首先,设计了一种新的运动轨迹分类方法,利用背景运动的低秩特性,结合累积确认的策略,可以获得准确的运动轨迹分类结果;然后,通过过分割算法获取视频序列的超像素集合,并计算超像素之间颜色信息的相似度;最后,以超像素为节点建立马尔可夫随机场模型,将运动轨迹分类信息以及超像素之间颜色信息统一建模在马尔可夫随机场的能量函数中,并通过能量函数最小化获得每个超像素的最优分类。在多组公开发布的视频序列中进行测试与对比,结果表明,本文方法可以准确分割出动态背景下的运动目标,并且较传统方法具有更高的分割准确率。     

基于PC-MSPCNN模型和SLIC的彩色图像分割方法

针对简单线性迭代聚类(SLIC)方法对图像边缘细节处理效果不佳的问题,提出一种参数可控、改进的简化脉冲耦合神经网络模型(PC-MSPCNN)与SLIC结合的彩色图像分割方法。该方法首先改进MSPCNN模型的加权矩阵和连接系数,并增设辅助参数,以提高分割准确度。随后将彩色图像输入至PC-MSPCNN模型中,依据改进模型中输出Y值的分布划分物体的边缘,使分割结果更好地贴合物体的边缘,利用所提出的相似性准则合并散布的碎片,减小后续处理的复杂度;其次,在SLIC度量相似距离的基础上引入PC-MSPCNN中RGB三个通道的内部活动项U值,完成对图像剩余部分的加权融合聚类,改进聚类效果。实验结果表明,本文方法能更精确地贴合图像中物体的边界,大幅减少碎片,有效提高图像的边缘贴合度。     

Level set formulation for automatic medical image segmentation based on fuzzy clustering

The level set method is widely used in medical image segmentation, in which the performance is seriously subject to the initialization and parameters configuration. An automatic segmentation method was proposed in this paper, which integrates fuzzy clustering with level set method through a dynamic constrained term in the new energy functional. It is able to use the results of fuzzy clustering directly, which can control the level set evolution. Moreover, the added constrained term is changing continuously until getting the final results. Such algorithm eliminates the manual operation a lot and leads to more robust segmentation results. With the split Bregman method, the minimization of the new energy functional is fast. The proposed algorithm was tested on some medical images and also compared with other level set models and the state-of-the-art method such as U-Net. The quantitative and qualitative experimental results show its effectiveness and obvious improvement for medical image segmentation.     

Cost aggregation and occlusion handling with WLS in stereo matching

This paper presents a novel method for cost aggregation and occlusion handling for stereo matching. In order to estimate optimal cost, given a per-pixel difference image as observed data, we define an energy function and solve the minimization problem by solving the iterative equation with the numerical method. We improve performance and increase the convergence rate by using several acceleration techniques such as the Gauss-Seidel method, the multiscale approach, and adaptive interpolation. The proposed method is computationally efficient since it does not use color segmentation or any global optimization techniques. For occlusion handling, which has not been performed effectively by any conventional cost aggregation approaches, we combine the occlusion problem with the proposed minimization scheme. Asymmetric information is used so that few additional computational loads are necessary. Experimental results show that performance is comparable to that of many state-of-the-art methods. The proposed method is in fact the most successful among all cost aggregation methods based on standard stereo test beds.     

激光夜视图像分型分割算法研究

为解决以往采用关联规则挖掘算法对图像进行分割时,对于夜视图像中灰暗区域中颜色特征以及前景/背景特征的采集能力差,不能有效判定图像的多尺度分型特征,分型分割效果差的问题。研究激光夜视图像分型分割算法。先利用计盒维数估计方法计算激光夜视图像分型维数尺度,通过分型维数尺度获取激光夜视图像的多尺度分型特征值,将利用多尺度分型特征值获取的多尺度分型特征约束与图像颜色约束相结合获取多尺度分型特征数据项,融合该多尺度分型特征数据项与通过图像中相邻区域顶点颜色距离获取的光滑项,并加入自适应比重系数获取能量函数,利用最大流/最小割算法求解能量函数最小值,实现激光夜视图像的分割。实验结果表明,该算法可准确分割激光夜视图像中人物目标特征,分割10幅激光夜视图像准确率以及均匀性测度平均值均在95%以上。     

基于颜色和边缘特征的均值迁移目标跟踪算法

综合颜色特征对旋转、变形不敏感和边缘特征对光照、颜色不敏感的优点,提出了一种基于颜色和边缘特征的均值迁移目标跟踪算法,提高了跟踪算法的鲁棒性。利用加权求和的方法获得联合特征的Bhattacharyya系数,以此作为衡量目标模型与候选目标相似程度的依据。实验结果表明,在光照变化时,本文算法的跟踪误差大约是基于颜色特征的均...