显微细胞图像分析方法的研究进展

阐述了图像处理技术在显微细胞图像处理领域的发展现状,包括显微细胞图像预处理算法、细胞分割算法、细胞跟踪算法、细胞形状变化分析、3D细胞图像分析等内容。 指出了显微细胞图像处理研究中的难点,如非刚体形状的描述,旋转、平移、尺度变化对形状描述影响的消除,3D形状信息的提取和压缩等。 并探讨了显微细胞图像处理由静态图像分析向动态图像分析,由2D图像分析向3D图像分析,由定性分析向定量分析的发展趋势。      

基于商空间理论的海量生物信息多粒度表示方法

微操作中,为研究微小目标的生物机理,需要连续获取海量微小目标的生物信息并进行特征分析与建模.针对微操作中海量生物信息多尺度、多层次和结构复杂的特点,利用商空间理论实现海量生物信息的多粒度表示,并将提取的多粒度特征运用于对显微图像进行匹配,以验证本研究算法的有效性.结果表明:算法全面且有效地描述了显微图像目标灰度、纹理和尺度空间方面的特征信息,可以为图像匹配、图像识别和图像检索等图像处理过程提供自适应特征信息,且满足实时性要求.     

基于解耦常识性关联的图像描述生成算法

基于解耦常识性关联的图像描述生成算法旨在排除各类实体间常识性关联对模型推理的干扰,提高描述生成的流畅性与准确性.针对当前图像描述生成中存在的符合常识但与图像内容不相符的关系语句,该算法先通过一种新颖的训练方式加强关系检测模型对图像中真实关系的关注程度,提高关系推理的准确性.再通过一种关系感知的实体交互方法,对存在关系的实体进行有针对性的信息交互,对关系信息进行强化.实验表明,该算法能够纠正一些常识性的虚假关系,生成较为准确的图像描述,并在各项评价指标上获得了较好的实验结果.     

基于马尔科夫约束最大后验概率三维显微图像复原算法

提出了基于马尔科夫约束的最大后验概率三维显微图像复原算法(3D MPMAP算法). 该算法根据显微图像三维的特点,构造三维PSF,对二维邻域进行三维拓展,对正则化参量进行简化,实现了三维显微图像的复原. 实验结果表明,各种信噪比的仿真三维显微图像的散焦信息干扰得到很大程度的排除,复原图像频谱得到较大的恢复,清晰度明显提高. 实际生物样本三维显微图像也获得了满意的复原效果.     

结合图像信息和几何关系的配准算法

对图像配准中的特征点检测方法和描述方法进行了研究,提出了一种快速准确的图像配准算法.使用尺度空间理论进行特征点的检测,通过两种不同的特征点描述子对特征点进行描述:一种是基于图像信息的描述子,该描述子使用尺度空间理论上的尺度不变Harris算子的自相关矩阵来描述特征点;第二种是基于空间上的几何关系的描述子,提出了一种融合局部结构特征和全局信息的描述子.在图像配准的目标函数里,将特征点匹配矩阵和图像变换矩阵分解,分别使用两种不同的描述子对二者进行迭代求解.该算法结合了两种特征点描述方法的优点,实验结果表明该方法快速、准确,具有配准精度高和计算时间短的优点.     

基于链码描述的二值图像恢复的新算法

二值图像可以用记录其边缘轮廓信息的方向链码来描述，根据这些给定的方向链码可以恢复原二值图像。本文提出了一种新的二值图像恢复算法。算法在二值图像恢复的区域填充方面给出了一种新的方法。     

最大后验概率在三维显微图像恢复中的应用

针对显微镜系统造成三维荧光显微图像模糊问题，提出一种基于线性的最大后验概率算法（LMAP），该算法以线性最小均方（LLS）为基础，引入平滑因子，通过调节小特征值克服病态问题，达到快速处理显微图像的目的，对LMAP算和LLS算法的图像处理结果进行了比较。     

细粒度全局感知多聚焦图像融合网络

多聚焦图像融合是图像融合的一个重要分支，在显微成像等方面具有广泛的应用.针对多聚焦融合中存在的纹理细节不清晰、聚焦区域误判等问题，本文从空间及通道信息全局关注的角度出发，结合Swin Transformer中的移动窗口自注意力机制和深度可分离卷积设计了一个全局信息编码-解码网络，采用综合损失函数进行图像重构任务的无监督学习；从特征邻域信息重要性的角度出发，引入了改进的拉普拉斯能量和函数在特征域进行图像聚焦属性的判别，增强图像聚焦区域判别的细粒度效果.与7种经典图像融合算法比较，本文算法在定性和定量分析中均取得了先进的融合性能表现，对原始图像的聚焦区域信息具有更高的保真效果.     

信息填涂卡文档图像预处理算法的研究

阐述了信息填涂卡文档图像标记识别系统中的预处理算法．对信息填涂卡文档图像预处理中的图像二值化、图像偏斜纠正以及图像平滑等关键步骤进行了描述．在图像二值化过程中采用全局阈值法,在图像偏斜纠正过程中给出了一种基于Wingner-Ville分布和水平投影直方图的偏斜纠正算法,在图像平滑过程中采用特定的同步孔平滑算法．结果表明这些算法能有效地解决信息填涂卡文档图像预处理问题．     

基于描述逻辑的图像检索框架

提出一种新的基于描述逻辑的、能处理带有分层信度的图像语义信息的图像检索框架,以解决不确定背景知识的图像检索问题.该框架能处理具有分层信度的不确定语义信息,给出了形状及语义两层模型表述图形信息,提出一种能描述分层信度知识的描述逻辑U-ALC,将图像信息检索化归为描述逻辑U-ALC中的逻辑推理,并给出了描述逻辑U-ALC的推理算法.     

基于灰狼优化算法的PCNN中药材显微图像分割

为有效分割中药材显微图像的目标信息,提出了一种基于灰狼优化算法(Gray wolf optimization, GWO)的改进型脉冲耦合神经网络(Pulse coupled neural networks, PCNN)中药材显微图像自动分割方法。首先,从适应处理显微图像的角度出发对传统PCNN模型进行简化与改进;其次,在训练图像中提取香农熵值作为GWO的适应度函数来自适应调节PCNN关键参数——链接系数β,进而实现图像目标的最优分割;最后,将所提算法与聚类分割法、OTSU法、传统PCNN法进行了实验比较,并用骰子系数、体积重叠误差、相对体积、精确度和交并比等常用医学图像分割评判标准对4种处理方法做了客观评价。实验结果表明,所提方法能够实现图像的自适应分割,较好地保持了图像细节、纹理及边缘等信息,对不同显微图像分割准确度高,改善了图像的分割性能,具有较强的适用性。     

微操作中显微视频编码时域可缩放性的实现

在微操作中，为了观测微目标的变化过程，需要进行时间域拓展形成显微图像序列．由于微目标变化缓慢，显微图像序列具有极高的时间冗余度，为了提高效率，提出了一种基于三雏小波变换的可伸缩帧映射算法，实现了显微视频在时间尺度上的快速伸缩，为微操作中可伸缩性算法的研究提供了新的解决方案．     

一种基于混沌序列定位的跳频盲水印算法

对基于混沌序列定位的跳频盲水印算法进行了研究.采用跳频技术,利用描述图像自身特征的分形维数对图像块进行分类.根据图像块的种类决定水印嵌入的频带,将图像块的分类信息和一维混沌映射的初始条件作为密钥,由产生的混沌序列确定水印在频带中嵌入的位置,再通过系数关系比较的方法嵌入水印信息.实验结果表明,该算法在满足水印透明性的同时,水印信息在噪声干扰、图像处理、图像压缩及各种人为恶意攻击条件下具有很好的鲁棒性.采用跳频技术和混沌序列定位增强了该算法的安全性.     

基于区域生长和水平集的肝脏提取分割算法

为了克服传统的以单幅图像作为信息来源的水平集模型分割复杂背景图像的局限性,结合区域生长法和水平集方法各自的特点,提出了一种新的由多幅图像信息构建的水平集分割算法模型。在运用水平集方法分割人体腹腔图像前,首先运用本文提出的一种有效的区域生长法在腹腔图像中得到肝脏的粗略分割结果作为先验形状图像。通过先验形状图像在Chan-Vese模型下控制水平集的演化,使活动轮廓的先验形状信息融合到水平集分割算法模型中,同时,利用Li模型在人体腹腔图像中进一步获取肝脏的边缘信息。这种融合多幅图像信息的复合水平集分割算法模型能够充分利用图像信息,有效地描述水平集方法中活动轮廓与目标区域肝脏的关系。通过实验验证,提出的算法模型能够很好地从人体腹腔图像中提取出肝脏区域。     

一种基于块分类和差值扩展的可逆数据隐藏算法

利用图像块的统计特性,描述一种新的基于差值扩展和块分类技术的可逆数据隐藏算法.首先,将图像分为数据嵌入区域和辅助信息嵌入区域.在数据嵌入区域,将分块后的图像利用周围图像块与目标图像块间的统计关系判断图像块的类型,从而根据类型差异嵌入不同数据量的信息,实现图像内容复杂度对数据嵌入量的控制.同时,利用方向判断准则选择对图像影响较小的方向嵌入,解决了单一嵌入方向对图像造成较大失真的问题.在辅助信息嵌入区域,采用MPE零溢出的特性嵌入位图辅助信息,避免嵌入辅助信息带来新的位图信息.对不同纹理图像进行实验测试以及与其他算法进行比较.研究结果表明:该算法具有良好的综合性能;在提高算法嵌入容量的同时,有效地降低了嵌入数据后对原始图像质量的影响.     

变分分解模型的模糊增强算法

将分解模型应用到模糊增强算法中,用有界变分(BV)函数描述图像的结构信息,空间G描述图像的纹理信息,提出一种基于变分分解(BV-G)模型的模糊增强算法.给出算法原理和实现步骤,并通过多组对比实验验证该算法的可行性.     

简化的图像三维重建算法

提出了一种简化的图像三维重建算法,该算法利用灰度信息的相似性测度自动寻找两幅图像对应点,再根据双目成像几何模型计算图像的深度信息.给定了相似性测度,两幅图像的匹配可以描述为一个最小化的问题.在实际应用中利用区域对应、唯一性控制等机制以增强算法的精确度和稳定性.     

岩石脆性破裂断口的分形特征

系统总结了岩石脆性破裂断口分维的计算方法及其局限性，指出岩石脆性破裂断口的分形研究应在宏观和微观层次上进行，同时应注意考察断口分维参数的物理意义，断口结构特征是岩石动态破坏过程的静态反映，蕴含着岩石断裂机制的各种信息，分维可作为断口定量描述的参数。     

一种基于Markov随机场的FCM图像分割方法

针对传统的模糊c均值聚类(fuzzy c-means,FCM)图像分割算法只考虑各像素自身的灰度信息而忽略其空间位置关系、去噪能力较差且计算冗杂的问题,提出一种基于Markov随机场的FCM图像分割方法.该算法以FCM算法为基础,采用Markov随机场来描述图像中像素间的邻域关系,并对聚类目标函数进行改进.实验结果表明,该算法分割效果好,效率高,去噪能力强,实时性好.     

管线钢落锤撕裂实验断口的图像分割分析

现有的钢材落锤撕裂实验（DWTT）断口测量方法不能基于钢材自身特点进行分析总结,很难准确快速测量出断口区域面积的问题.本文对X70管线钢的DWTT断口形貌进行分析,提出一种基于分水岭和GrabCut算法的图像分割算法,能够快速准确地完成断口区域的图像分割.实验结果表明,落锤撕裂实验（DWTT）断口评定,可快速准确得到评定结果,节约资金并有效提高工作效率.