基于小波分解的变尺度多分辨率纹理分割

针对常见的多分辨率分割算法在每一尺度分割过程中信息利用不充分的问题,提出了一种基于小波分解的变尺度多分辨率纹理图像分割新算法.该算法在每一尺度的分割过程中充分利用了各尺度上的有关信息:通过变尺度特征场考虑了更高分辨率尺度上的特征数据;通过变尺度标记场考虑了更低分辨率尺度上的标记数据.从最低分辨率尺度到原始分辨率尺度逐次进行图像分割,低分辨率尺度的分割结果通过直接投影作为相邻的更高分辨率尺度的初始分割,最高分辨率尺度上的分割结果作为本文方法的分割结果.实验表明,该算法具有较好的分类性能.     

基于小波域层次Markov模型的图像分割

针对两个状态的有限高斯混合模型逼近小波系数的不足和小波域隐马尔可夫树标号场相互独立的缺点,提出了一种基于小波域层次马尔可夫模型的图像分割算法,这种模型用有限通用混合模型逼近小波系数的分布,使有限高斯混合模型只是其一种特殊情况;在标号场的先验模型确定上,利用马尔可夫模型描述标号场的局部作用关系,给出标号场的具体表达式,克服了小波域马尔可夫树模型标号场相互独立的不足,然后利用贝叶斯准则,给出相应的分割因果算法。该模型不仅具有空域马尔可夫模型有效的递归算法的优点,同时具有小波域隐马尔可夫树模型中的马尔可夫参数变尺度行为。最后用真实的图像和合成图像同几种分割方法进行了对比实验,实验结果表明了本文算法的有效性和优异性。     

基于纹理基元的图象分割

纹理分割是图象处理的基本问题之一．针对广泛的纹理图象，需要一个高效、鲁棒的分割方法，因此提出了一种基于纹理基元的纹理图象分割算法．首先，以Harr小波为变换工具，得到具有方向性的纹理子图象；然后给出了一种新的纹理基元提取方法，并在此基础上，应用统计方法和矢量场，对纹理区域进行由粗到细的分割．通过这种方法不仅可以对纹理图象进行分割，还可以对同一区域的纹理结构进行描述，从而有利于在这种分割方法基础上，进行更高层次的图象处理．     

基于多节点拓扑重叠测度高阶MRF模型的图像分割

针对低阶马尔科夫随机场(Markov random field, MRF)模型难以有效表达自然图像中复杂的先验知识而造成误分割问题, 提出一种基于多节点拓扑重叠测度高阶MRF模型(Higher-order MRF model with multi-node topological overlap measure, MTOM-HMRF)的图像分割方法. 首先, 为描述图像局部区域内多像素蕴含的复杂空间拓扑结构信息, 利用多节点拓扑重叠测度建立图像局部区域的高阶先验模型; 其次, 利用较大的局部区域包含更多的标签节点信息能力, 基于Pairwise MRF模型建立基于局部区域的部分二阶Potts先验模型, 提高分割模型的抗噪能力; 再次, 为有效描述观察图像场与其标签场的似然特征分布, 研究利用局部区域内邻接像素的Hamming距离引入图像局部空间相关性, 建立局部空间一致性约束的高斯混合分布; 最后, 基于MRF框架建立用于图像分割的多节点拓扑重叠测度高阶MRF模型, 采用Gibbs采样算法对提出模型进行优化. 实验结果表明, 提出模型不仅能有效抵抗图像强噪声和复杂的纹理突变干扰, 鲁棒性更好, 而且具有更准确的图像分割结果.     

一种基于区域分割和M带小波变换的图像融合算法

针对目前小波域图像融合所存在的问题,文中阐述了一种基于区域分割和M带小波变换的图像融合算法,在图像配准的基础上对各幅源图像进行M带小波分解,由分解结果产生图像纹理向量,对纹理向量进行聚类,形成源图像的多尺度区域分割,通过区域重叠得到指导融合的联合区域分割图像,然后进行图像融合;此算法充分利用了图像中体现象素间关系的区域信息和M带小波变换在能量紧致性和方向选择性等方面的优势;仿真实验表明,该算法的结果不论在主观视觉效果还是在客观评价指标方面都优于传统的二带小波融合算法.     

基于小波变换和蚁群算法的纹理分割

纹理分割是图像模式识别中的关键步骤,但直到现在仍然没有一种有效的方法能够解决。本文提出了一种新的基于小波变换和蚁群算法的纹理分割方法。该方法首先用小波变换提取图像不同频带的纹理特征,然后提出具有聚类能力的蚁群算法数学模型,并用这个模型来进行分割。实验结果表明,该方法是一种有效的纹理分割方法。     

基于半监督的超像素谱聚类彩色图像分割算法

近年来谱聚类算法被广泛应用于图像分割领域,而相似性矩阵的构造是谱聚类算法的关键步骤。 针对传统谱聚类算法计算复杂度高难以应用到大规模图像分割处理的问题,提出了基于半监督的超像素谱聚类彩色图像分割算法。该算法利用超像素将彩色图像进行预分割,利用用户提供的少量标记信息构造预分割区域的基于半监督的模糊相似性测度,利用该相似性测度构造预分隔区域的相似性矩阵并通过规范切图谱划分准则对预分割区域进行划分得到最终的图像分割结果。由于少量标记信息和模糊理论的引入,提高了传统谱聚类的分割性能,对比实验也表明该算法在分割效果和计算复杂度上都有较大的改善。     

Multiscale Bayesian texture segmentation using neural networks and Markov random fields

This paper presents a wavelet-based texture segmentation method using multilayer perceptron (MLP) networks and Markov random fields (MRF) in a multi-scale Bayesian framework. Inputs and outputs of MLP networks are constructed to estimate a posterior probability. The multi-scale features produced by multi-level wavelet decompositions of textured images are classified at each scale by maximum a posterior (MAP) classification and the posterior probabilities from MLP networks. An MRF model is used in order to model the prior distribution of each texture class, and a factor, which fuses the classification information through scales and acts as a guide for the labeling decision, is incorporated into the MAP classification of each scale. By fusing the multi-scale MAP classifications sequentially from coarse to fine scales, our proposed method gets the final and improved segmentation result at the finest scale. In this fusion process, the MRF model serves as the smoothness constraint and the Gibbs sampler acts as the MAP classifier. Our texture segmentation method was applied to segmentation of gray-level textured images. The proposed segmentation method shows better performance than texture segmentation using the hidden Markov trees (HMT) model and the HMTseg algorithm, which is a multi-scale Bayesian image segmentation algorithm.     

Segmentation of psoriasis vulgaris images using multiresolution-based orthogonal subspace techniques.

In this paper, a method is proposed for the segmentation of color images using a multiresolution-based signature subspace classifier (MSSC) with application to psoriasis images. The essential techniques consist of feature extraction and image segmentation (classification) methods. In this approach, the fuzzy texture spectrum and the two-dimensional fuzzy color histogram in the hue-saturation space are first adopted as the feature vector to locate homogeneous regions in the image. Then these regions are used to compute the signature matrices for the orthogonal subspace classifier to obtain a more accurate segmentation. To reduce the computational requirement, the MSSC has been developed. In the experiments, the method is quantitatively evaluated by using a similarity function and compared with the well-known LS-SVM method. The results show that the proposed algorithm can effectively segment psoriasis images. The proposed approach can also be applied to general color texture segmentation applications.     

基于分割的图像超分辨率重构算法

鉴于当前算法不能很好解决重构效果和算法复杂度之间的矛盾,提出了一种基于分割的图像超分辨率重构算法.首先提出了一种基于纹理的图像分割方法,将图像分为纹理较多和较少两个区域,然后针对纹理较少区域提出了改进型小波多尺度插值方法,纹理较多区域提出了固定训练集神经网络方法.本算法综合了小波方法的简单性和神经网络方法的精确性.实验结果表明,新算法重构效果良好,复杂度较低,操作性好.     

结合小波变换的梯度场图像渐进融合算法

基于梯度场的图像融合算法只适用于尺度差异不大于1∶4的多光谱图像与全色图像。针对尺度差异为1∶8的北京一号卫星多光谱图像及高分辨率全色图像的融合问题,提出一种结合小波变换的梯度场图像尺度渐进融合算法。利用小波变换方法将多光谱图像与高分辨率全色图像尺度差异倍数缩小,得到基于小波变换的初级融合,再进行基于梯度场的Poisson图像融合。实验结果表明,渐进融合图像与多光谱图像的平均颜色差异值为23.5,与高分辨率全色图像的平均梯度差异值为2.1,多尺度纹理特征值差异值分别为3.98、10.2、18.9,渐进融合图像与高分辨率全色图像的空间细节和纹理细节吻合程度更好。     

基于离散平稳小波变换和FCM的纹理图像分割

采用离散平稳小波变换对纹理图像进行分解,以各层小波系数中能量为特征相向量,采用模糊c-均值聚类（FCM）对图像分割,并对分割方法进行了改进,提出采用网格法,将图像分解成若干子图像,对图像进行粗分割,再对边缘部分的网格进行细分的两步分割法。试验结果表明该方法显著提高了分割速度和精度。     

结合边界的小波域马尔科夫模型的图像分割算法

针对基于马尔科夫随机场(MRF)的分割算法常存在边界块效应,且对整幅图像进行建模运行效率低等问题,提出了结合边界的小波域马尔科夫模型的图像分割算法,把影像的特征场建立在一系列小波域提取的边界上,并建立相应的边界标号场MRF模型,借助贝叶斯框架和SMAP准则实现分割。利用Matlab GUI实现了分割系统,通过医学图像检验,结果表明:相比于小波域分层随机场模型(WMSRF),该算法在有效区分不同区域的同时很好地保留了边界信息,提高了运行效率。     

基于对偶树复小波变换的模糊纹理分割

提出了一种基于对偶树复小波变换的模糊纹理图像分割算法,该方法包括纹理特征提取和纹理分类两个阶段,其中,特征提取在对偶树复小波变换的基础上进行;纹理分类可以直接用模糊C均值算法进行聚类从而完成纹理的分割,但由于该算法中隶属度函数是基于样本到类中心的距离设计的,这对非球形分布数据很不合理,针对该问题,引入样本与样本的紧致度来度量类中各个样本之间的关系从而修正隶属度函数,并将其用于纹理分类。实验结果表明与模糊C均值算法在运行时间上相差不大的情况下,改进的方法在分割精度、边缘准确性和区域一致性上都得到了明显的改善。     

结合纹理去除的遥感图像分割

针对包含复杂纹理信息的遥感图像难以进行精准图像分割的问题,提出了一种结合纹理去除的遥感图像分割方法。首先,改进了相对全变差纹理去除方法,通过引入新的范数约束使相对全变差纹理去除方法可以在去除纹理信息的同时凸显图像中的主要结构,达到辅助分割的效果;然后,使用均值漂移算法对经过纹理去除的遥感图像进行无监督聚类,达到分割的目的;最后,提出的遥感图像分割算法在不同遥感图像上进行了测试。实验结果表明,在高分辨遥感图像的分割上,所提算法可以分割出遥感图像中的主要目标,和直接分割或者结合其他纹理去除方法相比取得了更好的分割结果。所提出的分割算法可以降低纹理信息对图像分割的影响,提高遥感图像分割的精度。     

Study on segmentation and interpretation of multi-look polarimetric SAR images

The segmentation and interpretation of multi-look polarimetric synthetic aperture radar (SAR) images is studied. We first introduce a multi-look polarimetric whitening filter (MPWF) to reduce the speckle in multi-look polarimetric SAR images. Then, by utilizing the wavelet multiresolution approach to extract the texture information in different scales and the Markov random field (MRF) model to characterize the spatial constraints between pixels in each scale level, a multiresolution segmentation algorithm (MSA) to segment the speckle-reduced SAR images is presented. The MSA first segments the image at the lowest resolution level and then proceeds to progressively higher resolutions until individual pixels are well classified. An unsupervised step to estimate both the optimal number of texture classes and their model parameters is also included in the MSA so that the segmentation can be implemented without supervision. Finally, in order to interpret the results of the unsupervised segmentation and to understand the whole polarimetric SAR image, we develop an image interpretation approach which jointly utilizes the scattering mechanism identification and target decomposition approaches. Experimental results with the real-world multi-look polarimetric SAR image demonstrate the effectiveness of the segmentation and interpretation approaches.     

基于纹理的雷达与多光谱遥感数据小波融合研究

众所周知,多光谱与雷达影像融合具有重要的意义,但雷达影像小尺度的纹理特征在先前的融合方法中却没有被考虑。为了更好地对多光谱与雷达影像进行融合,基于双正交小波变换,提出了一种小尺度纹理影像参与融合的三影像小波融合方法。该方法借鉴多通道滤波及基于亮度调节的平滑滤波(SFIM)融合的原理,首先提取多时相雷达影像的小尺度纹理数据;然后再将该纹理数据、单时相JERS-1SAR数据及TM多光谱数据进行小波融合。分析表明,该方法的融合结果较雷达与多光谱影像小波融合的结果不仅具有更丰富的光谱特征,而且由于继承了雷达影像丰富的小尺度纹理特征,因而具有更高的清晰度。实验证明,该方法可获得较好的融合结果,是一种切实有效的融合法。     

复杂纹理图像分割方法研究与实现

复杂纹理分割是图像分割领域的难点之一,给出了基于模糊粒度计算与模糊聚类相结合的分割算法,实验表明该算法对复杂纹理图像分割十分有效。     

一种基于小波变换的马尔可夫随机场的视频对象分割

马尔可夫随机场（Markov Random Field,MRF）理论已经被广泛地应用于视频图像的分割。提出一种基于小波变换的马尔可夫随机场模型的视频对象分割算法。该算法利用小波变换将图像序列分解到小波域,并在此基础上建立马尔可夫随机场模型,构造相应的能量函数。通过迭代求解能量函数的最优解,得出标记场,提取出运动对象。仿真结果表明,该算法能够有效地抑制噪声,提高构成对象边界像素的数量,快速有效地提取出视频对象。