小波变换在图像分割中的应用研究

在讨论基于小波变换的阈值分割算法的同时,提出了Canny算子和小波变换的边缘信息融合的图像分割方法,以及利用小波变换对图像纹理进行分解、特征提取,然后利用模糊C-均值聚类(FCM)进行纹理分割的方法;探讨了各种分割方法的特点、应用范围、及图像分割技术的发展方向.     

基于小波分析及活动轮廓模型的图像分割方法

利用小波分析方法在不同尺度下提取图像中目标的不同边界细节的特性,将小波模极大值方法应用于目标边缘检测.首先,通过小波变换计算各个尺度下的模值和相角值,求出各个尺度下沿相角方向模的局部极大值点,即为图像边缘轮廓;然后,用基于边缘的活动轮廓模型的水平集方法对目标的边缘进行定位分割.实验表明,改进算法对噪声有很好的鲁棒性.     

改进的基于模糊C-均值聚类的图像分割算法

目前的FCM类型的算法聚类数目的确定需要聚类原形参数的先验知识,否则算法就会产生误导.为了提高图像分割算法的抗噪性能,用K均值聚类算法简单、快速的优点对模糊C均值聚类算法进行改进.结合图像的邻域信息,对图像的直方图作均衡化处理,改善图像质量,通过自适应滤波,降低噪声对分割效果的影响.先用K均值聚类算法对图像进行分割,快速的获得较为准确的聚类中心和初次分割图像,避免了FCM算法中初始聚类中心选择不当造成的死点问题.用邻域灰度均值信息代替传统模糊C均值聚类算法中的灰度信息,对K均值聚类得到的图像作二次分割.该方法能更好的抑制噪声的干扰,提高了聚类算法的分割精确度.     

基于FCM和标记分水岭的粘连岩石颗粒图像分割

模糊C均值算法可利用图像的多种特征值进行准确的图像分割,但不能分割粘连物体;传统的分水岭分割算法能够获得准确的物体边缘轮廓,但容易造成过分割.为了解决这个问题,提出基于FCM和标记分水岭的粘连图像分割.该方法首先对原始彩色图像中值滤波后进行基于LUV颜色空间的FCM聚类;对聚类后的图像用形态学方法去杂质、空洞填充后进行距离变换;然后根据距离变换图像找出局部最大值,得到种子图像;最后对距离变换图像进行基于标记的分水岭分割,得到最终的分割图像.该方法对粘连岩石颗粒图像进行分割,取得了较好的实验效果.     

基于可变邻域的小波变换的球团图像边缘检测算法

提出一种基于小波变换的球团图像边缘检测算法.Mallat等提出利用小波变换的局部极大值点来表征信号的奇异点,从而进行图像边缘提取.但小波变换的局部极大值点的确定直接关系到边缘检测效果的优劣.提出一种基于模极大值的小波变换的局部极大值点选择方法,实验表明,该方法比传统的图像边缘提取方法具有更好的效果.     

小波变换模极大值多尺度边缘检测算法分析

文章利用小波变换和多分辨率分析的性质,从多尺度角度对图像边缘检测算法进行分析,总结出小波变换模极大值多尺度边缘检测算法。通过对标准图像Lena进行小波变换模极大值多尺度边缘检测结果发现,其比小波变换模极大值边缘检测算法和Canny算法在部分边缘检测中得到了更多的细节信息,使图像变得更真实。     

基于小波变换和模糊c-均值聚类的图像边缘检测

提出一种结合小波变换和模糊聚类技术对图像边缘进行检测的新算法．首先,对图像进行小波变换。并将相邻尺度小波系数相乘以增强边缘和去除噪声,然后利用模板得到四个方向的小波模梯度值,并以其作为特征作成待分类点集,最后,采用模式识别中的模糊c-均值聚类技术进行自动分类,实现边缘检测．实验结果表明,该算法具有较好的边缘检测和抑制噪声的能力。     

多尺度边缘检测与图像分割的马尔可夫随机场模型

利用小波变换模极大值检测图像的多尺度边缘信息，根据这些信息和改进的马尔可夫随机场模型对低信噪比图像进行Ｂａｙｅｓ分割，结果表明，和一般松驰算法相比这种方法改善了图像分割的质量。     

基于NSCT和KFCM聚类的图像边缘检测方法

为进一步提高现有图像边缘检测方法的性能,提出了一种基于非下采样Contourlet变换(NSCT)和核模糊c-均值(KFCM)聚类的图像边缘检测方法.首先通过NSCT将原始图像分解成低频分量和高频分量;然后对含噪声较少的低频分量提取边缘信息,并采用KFCM聚类算法进行聚类得到低频边缘图像,以提高定位精度,而对于边缘细节信息较多的高频分量各个子带,通过模极大值检测边缘以减少伪边缘,丰富图像细节;最后对低频和高频图像边缘进行融合得到完整的边缘.实验结果表明,相比于Canny方法、边缘检测算子与模糊聚类结合的方法、边缘信息与混沌粒子群优化的模糊聚类结合的方法、NSCT域模极大值方法,文中方法具有更好的边缘检测效果,边缘定位准确、完整、连续、细节丰富.     

一种差分进化二维熵的KFCM图像分割算法

为改进传统模糊C均值(FCM)聚类算法在图像分割过程中存在线性不可分问题,使得样本与样本之间的差异小,出现处理能力弱的缺点,提出了一种将差分进化二维熵算法和核模糊C均值聚类相结合的图像分割算法,使用差分进化二维熵得到最优阈值,并用于FCM算法的初始聚类中心,解决了对初始值敏感和计算速度慢的问题,最后利用KFCM算法完成有效分割,实现了线性可分.经过实验验证,本方法运行时间短,得到了较好的分割结果.     

边缘信息指导下的半模糊聚类图像分割方法

提出了一种利用边缘信息的半模糊均值聚类的图像分割算法，它先用边缘检测和区域生长算法对图像进行一次预分割，确定聚类的初始参数，然后在这个基础上对“边缘”部分的点采用模糊聚类、非“边缘”部分使用分明聚类，避免了模糊聚类时初始参数设定的盲目性，减少了迭代时的计算量，提高了迭代收敛速度．除灰度特征外，聚类时还利用了点到类的距离特征，较好地保持了分割图像的连续性．直接观察对比多幅图像的分割实验结果可以明显地发现，该算法较常用的Cksu方法、二维熵阈值分割方法以及FCM方法的分割结果更准确．就Lena图像而言，该算法的收敛速度也比一般的FCM快了将近一倍．     

基于自适应结构张量的FCM改进算法

针对传统模糊C均值聚类算法对图像特征描述单一,易受图像复杂纹理干扰而出现误分割的问题,提出一种基于自适应结构张量的FCM算法,并将其应用于图像分割.打破传统高斯滤波器在滤波方向和角度上所受限制,采用基于各向异性滤波的结构张量;引入图像边缘密度函数,用以衡量图像节点的平滑性,自适应地计算各向异性滤波函数所占比例;定义一种自适应结构张量相似性度量标准,用以计算图像中节点与聚类中心点的结构相似性,有效地代替了传统FCM中的灰度相似性度量标准;采用一种新颖的节点间距离度量公式来计算图像中节点与聚类中心点的差异.仿真结果表明,对结构复杂的图像,改进算法获得了更加精确的分割结果.     

基于快速模糊C均值聚类的图像粗集分割

传统的模糊C均值(FCM)聚类算法广泛用于图像的自动分割,但它有两个缺陷:一是收敛速度过慢;二是当图像的目标和背景像素拥有相近的灰度值,具有相似的隶属度,导致了图像边界区域的不连续和模糊.针对该问题,提出一种改进的算法,在快速FCM聚类的基础上,利用粗糙集理论中的上近似和下近似的概念来描述图像的目标和背景,引入粗糙熵的概念,选择合适的阈值,对图像进行精确分割.实验结果表明,这种算法可以达到满意的分割效果.     

基于小波变换的汽车前照灯图像边缘检测

用改进的基于小波多尺度变换的数字图像边缘检测算法,提取汽车前照灯近光图像的边缘,完成图像的初步预处理,从而为车灯的近光检测奠定基础.采用小波分解算法进行图像增强,针对小波模极大值在不同尺度下传播的特性,检测出图像在两个方向的极大值,之后通过边缘跟踪补偿和平滑细化得到图像的边缘.对比几种经典的边缘检测算子,小波变换的数字图像边缘算法对汽车前照灯近光图像的处理结果较好.     

用于图像分割的非局部空间约束的核FCM算法

图像分割是图像分析、图像理解的前提和关键,其结果直接决定着图像分析和理解的质量.模糊C均值(Fuzzy C-Means,FCM)聚类算法是一种常用的图像分割算法.然而,由于经典的FCM算法只考虑像素自身,从而对外围噪声比较敏感.因此,提出了一种改进的用于图像分割的FCM聚类算法.该算法通过利用核方法修改FCA-NLASC算法中的目标函数而实现,即用核距离替代FCA-NLASC中的欧氏距离,相应地得到核FCA-NLASC聚类算法——KNLASC-FCM聚类算法.利用提出的算法分别进行人工合成图像和实际图像的实验结果表明,当图像含有噪声时,与算法FCA-NLASC相比,KNLASC-FCM算法在主观视觉、客观量化两方面的评价中均具有更好的分割性能.     

一种改进的模糊C均值图像分割算法

针对传统的模糊C均值(FCM)图像分割算法效率较低和分割结果对噪声敏感等问题,提出了一种改进的模糊C均值图像分割算法,可以有效地根据图像灰度分布信息选取初始聚类中心,同时充分考虑了邻域像素对于聚类的影响.结果表明,该算法能够根据图像特征自动初始化合适数量的近似聚类中心,对噪声图像具有较好的分割效果.     

基于马尔可夫随机场和模糊C-均值聚类的DTI图像分割算法

传统的模糊C-均值聚类(FCM)算法只考虑了图像灰度信息,未考虑图像的邻域信息,抗噪性能不够理想.为了充分利用图像空间信息,提出一种结合马尔可夫随机场(MRF)的自适应加权FCM改进算法.该算法根据局部密度判断像素在其窗口邻域范围内的离散种类,将MRF空间约束场和隶属度场的权重根据像素离散种类进行自适应变化,在消除噪声影响的同时,尽可能保留弥散张量成像(DTI)的图像细节信息.实验结果表明:该算法可以准确分割DTI图像,得到边缘清晰且细节信息保留良好的分割结果,与FCM算法以及MRF和FCM融合算法相比,其分割系数至少提高了3%,分割熵至少降低了2%,分割聚类效果得到提高,且分割系数和分割熵都不易受噪声幅度的影响.     

基于层次聚类与峰值检测的FCM图像分割算法

针对传统FCM算法在图像分割中存在的过度依赖初始聚类中心、计算复杂度高等问题,结合层次聚类与直方图峰值检测,提出了一种新的FCM图像分割算法.首先根据图像灰度直方图统计信息对图像进行层次聚类,然后将得到的聚类中心作为FCM算法的初始聚类中心对图像进行分割.该算法无需预先设置聚类数目,能自动搜索全局最佳聚类中心.实验结果表明,相比传统FCM算法和峰值检测的FCM算法,该算法不仅可以有效地提高图像的分割效率,而且分割结果更加精确.     

一种改进的基于小波变换的图像边缘检测算法

本文研究了利用小波变换对图像进行边缘特征提取的算法.传统的小波边缘检测算法检测到的边缘均有边缘定位不准确、边缘不连续等缺点.为了解决这些问题,本文对小波边缘检测算法作了一些改进.主要改进了以下两个方面:在图像边缘检测方面,检测小波系数模的相角方向上小波系数的局部模极大值点;在阈值选取方面,不再应用全局的单一阈值,而是选择动态双阈值.实验表明,本文方法在图像边缘的连续性比较好,边缘定位上比较准确,而且能很好地保留图像的细节信息.     

一种改进的彩色图像分割方法

介绍了一种融合多尺度形态学、蚁群聚类、模糊C-均值(FCM)聚类的新的彩色图像分割方法.该算法首先利用多尺度形态学提取图像边缘,再利用蚁群聚类算法的全局搜索性和鲁棒性的优点并结合边缘信息,确定聚类中心和聚类个数,将其作为FCM聚类的初始聚类中心和聚类个数,克服了FCM算法自身并不能确定聚类中心需要人为设定的缺陷.实验结果表明,该算法可以准确地分割出目标,是一种有效的图像分割方法.