基于上下文模糊C均值聚类的图像分割算法

像素间的上下文相关信息对图像分割算法的抗噪性和准确性具有重要意义,现有的模糊C均值(FCM)聚类算法对此缺乏充分考虑。该文基于对空间上下文的可靠性度量,提出一种模糊C均值聚类算法(RSFCM)应用于图像分割:通过对空间上下文有效建模来提高聚类算法的抗噪声干扰性能,并研究了一种新的可靠性模糊度量指标,使聚类算法能更好地平衡细节保留和去噪,从而获得更加准确的分割结果。实验选取人工合成图像、交通标志图像和遥感图像3类数据测试聚类算法性能,结果表明,RSFCM在图像分割过程中能有效地抑制椒盐噪声和高斯噪声引起的类内异构及类间同构问题,能提高图像的像素可分性,并有效地保留了图像的边缘细节。     

基于上下文模糊C均值聚类的图像分割算法

像素间的上下文相关信息对图像分割算法的抗噪性和准确性具有重要意义,现有的模糊C均值(FCM)聚类算法对此缺乏充分考虑.该文基于对空间上下文的可靠性度量,提出一种模糊C均值聚类算法(RSFCM)应用于图像分割:通过对空间上下文有效建模来提高聚类算法的抗噪声干扰性能,并研究了一种新的可靠性模糊度量指标,使聚类算法能更好地平衡细节保留和去噪,从而获得更加准确的分割结果.实验选取人工合成图像、交通标志图像和遥感图像3类数据测试聚类算法性能,结果表明,RSFCM在图像分割过程中能有效地抑制椒盐噪声和高斯噪声引起的类内异构及类间同构问题,能提高图像的像素可分性,并有效地保留了图像的边缘细节.     

基于模糊C均值聚类和Canny算子的红外图像边缘识别与缺陷定量检测

针对脉冲红外热成像检测缺陷构件时,红外图像噪声较大、边缘信息模糊等特点,提出了一种基于模糊C均值聚类和Canny算子相结合的边缘检测新方法。该方法首先对输入的红外图像进行整体灰度变换,采用模糊C均值聚类对图像进行区域分割、提取和二值化;再将各个区域进行叠加,使红外图像的边缘变得连续;最后,采用Canny算子对处理后的图像进行边缘检测,实现缺陷的识别。在图像边缘检测基础上,分析了图像定位缺陷位置与实际缺陷位置之间的相对误差,并运用物像关系,实现缺陷几何尺寸的定量检测。结果表明:该方法对缺陷边缘识别完整清晰,具有较高的定位精度和抗噪能力,有利于缺陷的识别与定量检测。     

基于模糊能量聚类的变分水平集遥感图像分割算法

提出一种基于模糊能量聚类的变分水平集遥感图像分割算法,该算法保留了变分水平集能够综合利用区域和边界信息的特点,改善了变分水平集方法对带噪声遥感图像进行分割时存在去噪效果不明显、分割精度不高的问题。在通过变分法得到能量泛函取极小值的水平集函数演化方程的基础上,采用了连续的最优隶属度函数,得到模糊能量聚类的变分水平集。实验仿真及对比结果表明,该算法分割后的图像区域具有明显灰度差和边界区分,去噪效果良好,而且分割精度优于对比算法。     

基于改进Lazy Snapping算法的红外图像分割方法研究

针对红外图像含大量噪声以及对比度低等特点,提出一种结合快速模糊C均值聚类的改进Lazy Snapping分割方法。对红外图像使用快速模糊C均值聚类算法进行预分割,通过形态学骨架提取的方法在图像中标记出目标和背景种子点,将Lazy Snapping算法由全局分割转化为聚类区域分割,并构造能量函数,通过最小割算法求解能量函数的最小值并使分割效率得以提升,减少了图像存在的过分割现象,使Lazy Snapping算法由交互式算法变为非交互式算法,实现了红外图像的自动分割,提高了Lazy Snapping算法的实时性。通过对各类不同红外图像进行分割实验,再与其他分割方法进行性能评价比较,结果表明改进的算法具有良好的分割效果及较强的鲁棒性。     

基于空间信息的模糊C-均值噪声图像分割算法

针对传统模糊C-均值(Fuzzy C-means, FCM)聚类算法对噪声鲁棒性差的问题,提出一种基于空间信息的模糊C-均值噪声图像分割算法。将区域级信息加入FCM目标函数中,并用核度量方法代替传统欧氏距离,计算区域级空间信息与聚类中心的距离,提高算法对噪声的鲁棒性;用原始图像与区域级空间信息的绝对差的倒数和其本身约束原始图像和区域信息项,实现约束项参数的自适应选择;利用连通分量滤波,消除聚类结果中出现的过分割现象,提高分割精度。含噪合成图像和彩色图像实验表明,所提算法在模糊分割系数、模糊分割熵、分割精确度、平均交互比和归一化互信息等方面均优于其他几种聚类算法。     

一种新的热红外影像边缘检测方法

针对热红外影像中感兴趣温度区边缘信息模糊、对比度弱、影像存在噪声,传统的边缘检测方法难以实现边缘提取的问题,同时考虑到热红外影像边缘的不确定性,提出了一种将多层次梯形模糊增强、模糊C均值聚类以及与Sobel算子相结合的边缘检测方法。该方法首先对热红外影像进行多层次梯形模糊增强,接着运用模糊C均值聚类方法对影像中感兴趣温度目标区进行聚类,提取出目标物体,最后利用Sobel算子对目标物体进行边缘检测。基于MATLAB进行仿真模拟,实验结果表明,该方法具有较高的检测精度,既能检测出模糊影像的边缘,又能提取出传统算法所不能检测出的细节信息,边缘较细,计算量小,获得了比较理想的检测效果。     

基于行为视觉的运动过程合理化图像分解研究

针对现行的图像分解方法对于分割精确的运动目标可以准确地进行分解,但当运动环境复杂、运动目标分割过程中受到阴影干扰而导致运动目标形状特征发生突变,进一步导致图像分解抗噪性能差,阴影区域去除不完全、分割精度低等问题,提出一种基于行为视觉的运动过程合理化图像分解方法。采用背景去除法提取运动区域,依据运动目标几何特征对是否存在运动区域阴影部分进行判断及粗分割,结合区域一致性测度方法对阴影区域中全影及半影进行有效检测和去除。依据运动目标外观表征构建了一种能量变化图,提取出描述运动目标形状信息和运动信息的行为特征,利用运动行为特征作为聚类中心,采用人工蜂群模糊聚类方法求解运动过程图像中的最优聚类中心,依据最大隶属度原则对运动过程图像进行分解。实验结果表明,该方法有效去除了运动目标图像阴影区域,具有抗噪性强、分解精度高等优点。     

基于PSO优化空间约束聚类的SAR图像分割

相干斑噪声的存在使得合成孔径雷达(SAR)图像的分割问题变得非常复杂.本文提出一种具有鲁棒抗噪特性的SAR图像分割方法,该算法通过将多尺度条件下的边缘信息以及相邻像素的相对位置和强度信息所构成的空间信息融入模糊C-均值(FCM)聚类算法的相似性测度中,增强了分割方法的抗噪性.空间信息对FCM聚类算法的调控由粒子群优化(PSO)算法完成,优化的调控参数有助于获得良好的分割结果.该算法对初始分割不敏感,并具有鲁棒的抗噪性能.MSTAR数据的分割实验结果表明:该算法能够有效地分割SAR图像,与通过改进型FCM(IFCM)算法获得的分割结果比较,分割结果明显改善.     

基于灰度梯度映射函数的舰船热尾流红外图像分割

文章针对海面情况复杂,舰船热尾流红外图像受干扰大,目标区域不易辨别的特点,通过基于灰度梯度映射(GGM)函数的红外图像分割方法将原始图像中的目标区和背景区有效地分割开来.接着采用图像形态学中的腐蚀、膨胀和细化技术对图像进一步改善了图像质量,锐化了舰船热尾流的边缘,达到了令人满意的结果.为红外探测潜艇提供了科学的水面热轨迹情况的依据.     

基于Contourlet变换和模糊理论的红外图像增强算法

红外图像具有噪声大、对比度低等特点,针对该特点,提出了一种基于Contourlet变换与模糊理论的红外图像增强算法。首先对图像进行Contourlet变换,得到多尺度多方向的低通子带和带通子带。对低通子带,进行基于子带系数最大最小值的线性变换,提高图像的整体对比度;对于带通子带,先估计噪声阈值,对子带系数进行抑制噪声处理,然后通过模糊增强算法,对高频系数进行非线性增强,增强目标边缘纹理的特征,抑制背景信号。最后经过Contourlet逆变换得到对比度增强,噪声被抑制的图像。经过算法仿真,与几种现有的图像增强算法相比,该算法更能有效地抑制噪声,增强图像的对比度,突出图像的边缘与细节纹理信息。     

一种混合的遥感图像增强方法

根据遥感图像细节信息丰富,信息量大,目标和背景区分度小等特点,针对目前的遥感图像增强方法无法满足在去噪的同时增强图像对比度、细节和边缘的现象,提出了一种混合的遥感图像增强方法。首先将遥感图像做直方图均衡化,从全局增强图像的对比度,然后对遥感图像做NSCT变换,将其分解为一个低频子带和多个高频子带,对高频部分进行自适应阈值去噪和模糊对比度增强处理,为了防止过增强,对低频部分不做处理。最后对逆变换回空间域的图像用拉普拉斯滤波器增强图像的边缘。实验结果表明本文方法对遥感图像增强效果显著。     

基于聚类分析和骨架提取的含裂纹超声红外热像增强方法研究北大核心CSCD

超声红外热图像因噪声干扰及缺陷位置的热扩散,导致其存在对比度差、清晰度低、边缘模糊等问题。为了增强红外图像视觉效果,提高缺陷检测能力,提出了一种基于聚类分析和缺陷骨架的超声红外图像增强方法。采用基于kmeans的DBSCAN聚类算法对裂纹发热区域进行识别聚类,将图像分解为缺陷生热区域与非缺陷区域;然后,对缺陷区域进行骨架描述,并沿裂纹骨架走向采用改进的部分子块重叠直方图均衡算法对缺陷图像进行增强。提出的超声红外图像增强方法与常用的直方均衡化、限制对比度自适应直方图均衡化、自适应同态滤波三种方法进行对比,结果表明所提的增强方法可以得到对比度更显著的图像,具有明显的优势。提出的方法为增强超声红外图像视觉效果、提升裂纹诊断能力提供了一种有效方法。     

基于列相关的热红外高光谱遥感图像非均匀性校正

由于探测单元之间响应不一致、电子增益和偏置发生变化、焦平面污染和损伤等因素,推扫式热红外成像光谱仪获取的图像常常表现为图像列之间不均匀,条带噪声严重,影响了热红外高光谱遥感图像的后续处理和应用。结合推扫式成像光谱仪非均匀性的来源和成因,以相邻地物的相关性为理论基础,提出了适用于热红外高光谱遥感图像的非均匀性校正方法。该方法的步骤是,首先逐波段对原始热红外高光谱遥感图像进行标准矩匹配校正,得到标准矩匹配校正图像;然后,以标准矩匹配校正图像为基础,选择相邻两列像元中相同的地物像元;最后,用两列中相同的地物像元,通过线性回归得到后一列的校正系数,并对其进行校正,顺次遍历一个波段的所有列,完成一个波段图像的非均匀性校正。按照此过程,遍历一幅热红外高光谱遥感图像的所有波段,完成一幅热红外高光谱遥感图像的非均匀性校正。将该方法应用于推扫式热红外光谱成像仪实际获取图像的非均匀性校正中。结果表明,相比矩匹配方法,在保证非均匀性校正效果的情况下,本文方法的各列均值和标准差更符合实际情况。     

基于直方图的图像模糊聚类分割算法

针对传统模糊C-均值聚类算法对复杂的医学、遥感图像难以获得满意分割效果问题,将图像模糊C-均值聚类引入图像分割问题研究中,提出了基于直方图的图像模糊聚类快速分割算法。将越南学者Le提出的分布式图像模糊聚类算法目标函数进行简化,得到图像模糊聚类算法目标函数;采用拉格朗日乘子法获取其迭代求解所对应的隶属度、中立度、拒分度和聚类中心表达式,设计图像模糊聚类算法并对其收敛性进行了证明。通过复杂医学和遥感图像的分割测试结果表明,新的分割算法相比现有的模糊C-均值聚类分割算法和直觉模糊C-均值聚类分割算法具有更好的分割性能。     

基于小波分析的红外图像非线性增强算法

红外图像具有对比度低和信噪比低等特点,实际应用中需要进行增强处理。将小波分析与模糊逻辑相结合,提出了一种基于小波变换的红外图像非线性增强算法。该算法首先利用小波分析对图像进行分解,提取图像的多尺度特征信息;然后通过模糊非线性增强算子分别对各个分解层的子带系数进行运算以改变目标特征的强度;最后利用小波反变换重构图像,实现图像的对比度增强和背景抑制。与几种常用的红外图像增强算法进行了实验对比,验证了该算法的有效性。     

一种新的红外热像仪图像边缘检测方法

针对红外热像仪采集的红外影像边缘信息模糊、影像存在噪声、边缘信息难提取的特点,提出了一种基于数学形态学对LOG算子改进和Roberts算子数据相结合的边缘检测新方法。该方法首先引进形态学中的开闭运算对具有随机噪声的红外影像进行滤波,接着运用拉普拉斯算法边缘检测,然后再采用Roberts算子提取边缘信息,建立相应的融合规则及阈值条件,将两种方法检测出的影像边缘信息融合,得到最终的融合影像。最后,对增加椒盐噪声的影像用MATLAB进行仿真实验,结果表明,该方法结合了两种检测算子的优点,定位精度高,有很强的抗噪性,获得了比较理想的检测效果。     

一种二型模糊可能性聚类红外图像分割算法

提出了一种新的基于二型模糊可能性聚类的红外图像分割算法。针对受概率约束的模糊聚类算法和不受概率约束的可能性聚类算法在红外图像分割时存在的问题,采用二型模糊系统融合两种分割算法的隶属度函数,将隶属度函数看作一个区间型分布,而不是单独采用两种算法输出的确定模糊值。这种处理方式不但能有效抑制噪声及野值,而且能有效防止红外图像的过分割。实验仿真结果表明,该算法较传统聚类算法能获得更好的分割效果,可有效抑制噪声对目标区域分割的干扰。     

遥感图像质量评估方法研究

遥感图像提供了丰富的遥感信息,但是在成像过程中受大气、热噪声等因素的影响,往往反映的不够清楚。采用图像增强方法可以有效地去除这种不良影响,但是增强效果的评估是一个理论性和实践性很强的课题。针对遥感图像常见的高斯噪声争瑞利噪声,采用传统的图像增强方法进行处理,运用主客观相结合的评价方法,比较了不同图像增强方法时这两种噪声去除结果的优劣,为遥感图像质量以及处理方法的评估提供了很好的思路。