一种随机游走图像自动分割算法

为了解决传统随机游走算法需要过多的人工干预因素,限制了算法的通用性,提出一种自动随机游走图像分割方法—SWRW算法。首先应用二次分水岭进行预分割,将预分割形成的若干同质区域取代传统算法中的节点来建立无向图;利用色调均值差制定准则自动选取种子区域并对它们进行标记,将彩色直方图作为区域描述算子,采用巴氏系数和高斯权函数建立区域间相似性权函数;最后应用狄利克雷边界条件,实现图像分割。该方法运算速度快,避免了用户的繁琐操作,实现了完全自动分割。结果表明,与其他相关方法比较具有更好的鲁棒性和分割精度。     

基于L0平滑和随机游走的变电设备红外图像分割

针对经典随机游走分割的不足,本文提出了基于L0平滑的随机游走分割方法。利用基于L0梯度最小化的图像平滑方法对红外图像进行预处理,在此基础上对图像进行随机游走分割。实验结果表明基于L0梯度最小化的图像平滑方法能够降低局部图像灰度值变化对经典随机游走分割路径的影响,在很大程度上提高了经典随机游走对变电设备红外图像分割的准确性。     

基于FCM和随机游走的地层图像分割方法

颜色特征是地层图像分割的重要依据,但地层图像的高噪声以及地层边界颜色混合使得颜色特征空间聚类分割方法无法获得很好的结果.本文提出了一种融合模糊C均值聚类与随机游走算法的图像分割算法,该算法在聚类过程中结合像素的空间信息计算像素的隶属度,在基于随机游走的半监督图像分割算法中像素结点构成的四连通图上插入类属结点作为已标记结点,将随机游走者第一次游走到某个类属结点的概率作为该像素隶属于该类的隶属度.实验结果表明,本算法可以对地层边界颜色混合区域的像素更准确地进行分类,噪声敏感性降低,有效解决构造模拟地层图像的分割问题.     

融合多尺度分析和水平集的交互式图分割方法

针对快速水平集算法用于图像分割时,存在水平集初始化和阈值设置的困难,该文提出一种融合金字塔模型、随机游走及水平集(PYR-RW-LS)的新算法。首先将多尺度分析引入随机游走算法,把分割结果作为快速水平集算法的初始化曲线,解决其初始化问题;接着把水平集演化看成对曲线上的点不断进行模式分类的过程,引入贝叶斯分类决策和最小距离分类决策交替工作,产生曲线演化所需的驱动力,同时将两种分类决策的失效条件作为新算法迭代停止的条件,解决了快速水平集算法阈值设置的困难。仿真实验结果表明:PYR-RW-LS算法比只采用模式分类思想的快速水平集算法拥有更高的计算效率,且在抗噪性方面亦优于随机游走算法,同时保留了随机游走算法对弱边缘不敏感的优点,尤其适用于大尺寸,高清晰度的图像处理。     

基于LBP纹理特征的随机游走图像分割

本文通过求解融入纹理特征信息的对称、半正定线性方程组,提出一种新的基于随机游走(Random Walker)的纹理图像分割算法。为了构造该方程组,首先通过局部二元模式(Local binary pattern,简称LBP)算子来描述纹理,将图像映射至不同纹理之间有显著区别的LBP图(LBP map)上,进而将其与梯度和几何信息结合并构造倒数型像素相似度,形成方程所需的权值矩阵,在随机游走模型下使已标号区域向未知区域传递,从而实现纹理图像分割。最后以纹理图像、噪声合成图像、MRI、CT图像为实验对象来验证算法的有效性。定性及定量实验结果表明,在多目标分割任务下,本方法有更好的有效性和精确性。     

一种改进的一维模糊熵图像分割算法

传统的一维最大模糊熵图像分割算法对于图像的局部信息干扰噪声处理能力存在不足。文中研究实数编码混沌量子遗传算法（RCQGA）与一维模糊熵算法相结合的新算法。该算法将图像的空间信息和像素信息引入到一维模糊熵图像分割算法中,并运用实数编码混沌量子遗传算法对一维最大模糊熵图像分割算法进行改进,从而提高了一维最大模糊熵分割精度。研究结果表明,该算法分割效果明显优于传统一维模糊熵图像分割算法,并具有较强的抗噪性能。     

基于协同热扩散模型的协同图像分割算法

针对传统的图像分割算法由于缺乏先验知识得不到 理想的分割结果,或需要大量的人工交互问题,本文提出 了一种基于协同热扩散模型的协同图像分割算法。算法通过建立图像集合中的扩散模型, 利用传导边将图像连接成一 个统一的扩散网络,从而将图像集合的协同分割问题转化为3D 扩散模型最大增益的求解问 题,最终根据子模优化理论 对其进行求解。在协同分割数据集上的大量对比实验,验证了本文协同分割算法的优异性能 。     

基于Otsu和改进CV模型的SAR图像水域分割算法

图像分割是SAR图像处理中基本而关键的技术之一,也是影响SAR图像自动解译性能的一个重要步骤。由于受相干斑噪声影响严重,SAR图像分割一直是一个公认的难题。针对Otsu算法对SAR图像分割精度不高以及CV模型对初始条件敏感和演化效率低等问题,本文提出了一种融合分割算法。采用快速一维Otsu算法对图像进行粗分割,分别将得到的水体区域和水体轮廓作为CV模型的分割区域和初始条件,降低了CV模型的场景复杂度,提高了分割速度,减弱了CV模型对初始条件的敏感性。利用图像边缘强度信息代替CV模型中的Dirac项,改进了CV模型的偏微分方程,使分割算法更好地适应SAR图像的同时提高了CV模型的收敛速度。实验结果表明,融合分割算法具有分割边界定位准确、运行高效、无需设置初始条件等优点。      

基于改进SLIC算法的SAR图像海陆分割

海陆分割在提高SAR图像舰船目标检测精度方面具有十分重要的意义。针对传统算法不能很好地对SAR图像进行海陆分割,提出了基于改进SLIC超像素分割和分层区域合并准则(HSWO)的海陆分割算法。针对SAR图像统计特性,首先对SLIC超像素分割和HSWO算法模型分别进行改进,然后用SLIC超像素分割算法对图像进行超像素分割,并按照分层区域合并准则对超像素块进行聚类,最终实现海陆分割。实验表明,所提出的改进模型具有较高的处理精度和处理效率,相比于其他算法更适用于SAR图像的海陆分割,具备一定的工程应用价值。     

基于二维直方图的曲线分割法

针对传统十字分割模型对于二维直方图的划分不合理,提出一种曲线分割模型,并通过多条线段拟合简化该模型.在分割阈值的求解过程中,将二维阈值转换为一维阈值,且为获得快速算法,采用了迭代和优化搜索策略.实验表明,曲线分割模型比十字分割模型具有更优的抗噪性能,对于图像边缘形状保持得好,并且此算法的运算量大大降低.     

EM image segmentation algorithm based on an inhomogeneous hidden MRF model

This paper introduces a Bayesian image segmentation algorithm that considers the label scale variability of images. An inhomogeneous hidden Markov random field is adopted in this algorithm to model the label scale variability as prior probabilities. An EM algorithm is developed to estimate parameters of the prior probabilities and likelihood probabilities. The image segmentation is established by using a MAP estimator. Different images are tested to verify the algorithm and comparisons with other segmentation algorithms are carried out. The segmentation results show the proposed algorithm has better performance than others.     

抑制式非局部空间直觉模糊C-均值图像分割算法

针对传统的模糊C-均值(FCM)算法没有考虑图像像素的空间邻域信息,对噪声敏感,算法收敛较慢等问题,该文提出一种抑制式非局部空间直觉模糊C-均值图像分割算法。首先,通过计算像素的非局部空间信息提高抗噪能力,克服传统的FCM算法只考虑图像单个像素的灰度特征信息的缺陷,提高分割精度。其次,根据直觉模糊集理论,通过“投票模型”自适应生成犹豫度作为抑制因子修正隶属度,提高算法的运行效率。实验结果表明,该算法对噪声鲁棒性较强并且有较好的分割性能。     

基于信息熵和改进粒子群算法的医学图像分割方法研究

针对传统的医学图像分割算法存在组织边缘模糊、灰度不均匀和图像噪声高的问题,将信息熵和改进的粒子群算法相结合,提出了一种基于信息熵和改进的粒子群算法的医学图像分割方法,在确保信息熵最大的条件下,实现医学图像的最佳阈值分割.将信息熵最大化作为适应度函数,通过改进的粒子群算法优化获得最佳分割门限,实现医学图像的最佳阈值分割.选择不合噪声和含噪声的脑部图像为研究对象,通过直观分析、客观分析和分割速度分析发现,提出的新方法在很大程度上克服了传统医学图像分割算法存在的缺陷,分割速度和精度得到显著提升;与此同时,新的算法具有很强的鲁棒性和抗噪声能力.     

大规模真实感雪景实时渲染

 本文提出一种大规模真实感雪景实时渲染方法.首先建立雪花模型及其在降雪过程中的运动模型;其次将风的运动速度分为平均风速与随机风速,简化了风场计算,通过Perlin噪声生成了随机风,并将计算结果存储在3D纹理中,减轻粒子系统的计算负荷;第三,建立积雪与融化模型,实现雪的积累和融化的模拟;最后建立基于GPU的粒子系统,提高粒子系统的渲染效率.仿真结果表明本文的方法适合大规模雪景实时渲染,并已成功应用于某直升机模拟器中.     

一种基于HMRF模型的无监督图像分割算法

研究了基于隐马尔可夫随机场(HMRF)模型的无监督图像分割问题.对于每一阶模型的图像分割,该算法充分利用了相邻模型之间的相关信息,由此,该算法克服了均值场算法对初始化条件要求非常苛刻的缺点.而且,针对无监督图像分割的模型选择问题提出了带惩罚项的误差平方和阶次判定准则.实验结果证实本文提出的阶次判定准则优于伪似然信息准则(PLIC),并且,该算法具有满意的分割结果.     

一种基于Levy-人工蜂群的三维Otsu阈值分割算法

针对图像分割过程中三维Otsu算法运算时间长、计算量大的问题,提出了一种基于Levy-人工蜂群算法的三维Otsu阈值分割算法。首先,以像素灰度值-邻域均值-邻域中值的三维类间方差作为人工蜂群算法的适应度函数;其次,采用Levy飞行模式评价像素的适应度,对其种群更新及邻域搜索过程进行优化,以增强其全局搜索能力;最后,利用改进后的算法得到的分割阈值对图像进行分割。仿真实验结果表明,与传统三维Otsu阈值分割算法相比,所提算法能够有效降低图像存储空间,处理时间降低了30.8%,具备更好的抗噪性能,分割效果也更为理想。     

基于分形理论的改进型二维最大熵红外图像分割算法

提出了一种基于分形理论的改进型二维最大熵红外图像阈值分割算法。该算法利用图像分形维数挖掘像素的空间分布信息,然后将原图像灰度及其分形维数映射图像灰度相结合组成二维随机向量,并构造出联合离散概率分布。在此基础上,以二维最大熵原则来确定一个最佳二维分割阈值,进而取得分割结果。实验结果表明,该算法在分割效果上优于传统的二维最大熵分割算法。     

Segmentation of stochastic images with a stochastic random walker method

We present an extension of the random walker segmentation to images with uncertain gray values. Such gray-value uncertainty may result from noise or other imaging artifacts or more general from measurement errors in the image acquisition process. The purpose is to quantify the influence of the gray-value uncertainty onto the result when using random walker segmentation. In random walker segmentation, a weighted graph is built from the image, where the edge weights depend on the image gradient between the pixels. For given seed regions, the probability is evaluated for a random walk on this graph starting at a pixel to end in one of the seed regions. Here, we extend this method to images with uncertain gray values. To this end, we consider the pixel values to be random variables (RVs), thus introducing the notion of stochastic images. We end up with stochastic weights for the graph in random walker segmentation and a stochastic partial differential equation (PDE) that has to be solved. We discretize the RVs and the stochastic PDE by the method of generalized polynomial chaos, combining the recent developments in numerical methods for the discretization of stochastic PDEs and an interactive segmentation algorithm. The resulting algorithm allows for the detection of regions where the segmentation result is highly influenced by the uncertain pixel values. Thus, it gives a reliability estimate for the resulting segmentation, and it furthermore allows determining the probability density function of the segmented object volume.     

一种基于随机码本的运动目标检测算法

针对传统码本算法模型建立时间过长、更新效果 差等问题,将视觉背景提取(ViBe)算法中模型建 立和更新的 思想用于改进码本算法,提出了一种基于随机码本(RCB)的运动目标检测算法。为减少计算 量,提出了一种基于 YUV空间的码本模型;为减少背景建模时间、提高模型的洁净度 ,提出了随机选取第1帧图像空间领域内 像素点的码本训练方法;为提高背景模型对复杂场景的适应能力,提出了基于随机策略的码 本更新方式。 与典型算法进行了两组实验。结果表明,本文算法兼有二者的优点,不仅能迅速适应场 景的转换,而 且在检测精度、动态适应能力和实时性等方面都有较大提高。     

基于视觉感知和MARMA-MRF模型的SAR图像分割

模拟人类视觉感知机制,提出了一种基于多尺度 自回归滑动平均(MARMA,multiscale auto-regressive and moving average model)模型 和Markov随机场(MRF,markov random field)的合成孔径雷达(SAR)图像分割新方法。首先 ,分析人类视觉感知系统的工作机制 和特点,利用SAR的成像机理,构建了SAR图像的金字塔结构和MARMA模型, 以此模拟视觉过程中的空间尺度和朝向感知机制;然后,通过不同尺度上的MRF模型和改 进的模拟退火(SA)算法实现更有效的多尺度分割策略。实验结果表明,本文提出的方法在SA R图像分割任务中有非常良好的表现。