核空间自适应非局部均值鲁棒分割算法

为改善传统模糊C均值(FCM)算 法对噪声干扰下图像的分割效果,提出了一种基于核空间邻域信息和自适应非局部均值相结 合的图像鲁棒分割算法。首先,利用传统FCM聚类算法进行初始聚类分割,将 所得聚类中心作为改进算法的初始聚类中心; 其次通过自适应非局部均值算法对图像进行平滑处理,避免图像过度分割;然后对引入核空 间邻域信息的目标函数进行最优化求解, 获取聚类中心和隶属度的迭代表达式;最后对像素进行分类时,利用邻域像素隶属度对像素 进行进一步滤波处理。实验结果表明:本文的 改进算法与传统FCM聚类算法、核空间FCM(KFCM)算法、基于邻域信息的FCM(FCM S)算法和基 于邻域信息KFCM(KFCM-S)算法相比,改进算法对强噪声干扰下的图像具有较好 的鲁棒性,并且能够有效分割图像的目标信 息和背景信息。从几种算法进行聚类分割结果所对应的峰值信噪比(PSNR)也可以看出,本文 改进算法的PSNR更高。     

基于余弦相似性的自适应权重的改进FCM算法

模糊C-均值聚类算法(FCM)是一种经典的聚类算法,主要通过迭代更新隶属度和聚类中心来提高聚类的有效性.FCM算法的性能主要通过类内紧性和类间分离性来评价,但其既依赖于初始聚类中心,也对噪声非常敏感.考虑到每个数据点和每个聚类中心对目标函数的不同重要性,本文提出了一种具有自适应权重的改进FCM聚类算法(Hybrid FCM).主要贡献:将2个具有自适应指数p和q的自适应权向量ψ和φ引入FCM的目标函数,以体现不同数据点和聚类中心的重要性;为提高聚类性能,自适应指数p、q和模糊因子m采用粒子群优化算法(PSO)优化,新提出的聚类评价指标AWCVI作为PSO算法的适应度函数;迭代过程中利用余弦相似性对隶属度函数进行修正,提高算法的鲁棒性.实验表明,本文提出的算法能够有效地提高聚类效果.     

基于纹理特征的盲道区域分割算法

盲道分割是导盲系统中的重要一部分,核模糊C均值(KFCM)算法使用内核的方法来提高聚类的性能,然而,该算法具有初始化敏感,陷入局部极小和缺乏先验知识对核函数的最优参数等缺陷。若需进一步提高聚类性能,则需要克服上述问题。对此,文章提出了一种基于改进的KFCM算法,将生物地理学优化算法(BBO)与KFCM算法相结合。BBO算法没有聚类特性,主要是采用生物地理学中的迁移算子之间的信息共享解决方案,而KFCM算法受初值影响,对图像噪声很敏感,因此BBO算法可以对KFCM算法进行优化,从而提高聚类性能。实验结果表明,改进的KFCM算法较现有文献相比,可以对盲道区域进行更精确地分割,且聚类效果评价指数更优。     

基于改进KFCM聚类的数据关联算法

针对传统的基于模糊C-均值(FCM)聚类的数据关联算法存在的缺陷,提出了一种基于改进核函数模糊C-均值(KFCM)聚类的数据关联算法。该算法以改进的KFCM聚类为基础,通过放宽KFCM聚类的约束条件来增强系统的鲁棒性,并引入信息熵自动确定目标数以作为数据关联的前期准备,再将改进的KFCM聚类算法引入JPDA算法,通过避免对联合事件的概率计算和对确认矩阵的拆分,以实现数据的正确关联和对多目标的实时跟踪。仿真结果表明算法有效可行。     

基于模糊C均值聚类与空间信息相结合的图像分割新算法

针对传统的模糊C均值聚类（FCM）图像分割方法未考虑图像的空间信息,对噪声十分敏感的问题,本文提出了一种结合空间信息的模糊C均值聚类分割新算法;该算法将图像的二维直方图引入传统的模糊C均值聚类算法中,并对隶属函数做了改进;依据平方误差和最小准则,来确定模糊分类矩阵及聚类中心;最后,依据最大隶属度原则,划分图像像素的类别归属,以改善传统的PCM算法的分割质量。实验结果表明,该算法显示了较好的分割效果和较强的抗噪性能。     

基于LLE的视频摘要提取方法研究

为了自动获取主要视频信息且冗余信息较少的视频摘要,本文提出了LLE-自适应FCM和LLE-自适应阈值FCM算法.这两种方法首先利用流形学习算法局部线性嵌入（LLE）提取视频帧的特征向量,然后将得到的特征向量输入到自适应FCM和自适应阈值FCM中,得出分类效果和聚类中心.自适应FCM通过聚类有效性函数来确定分类类别数,而自适应阈值FCM是通过阈值的自动变化来确定分类类别数.最后把离聚类中心最近的视频帧作为视频摘要.实验的结果表明,在不需要人工干预的情况下,所提取的视频摘要既反映了视频的主要内容,而且冗余信息少.     

一种基于属性空间相似性的模糊聚类算法

模糊C均值(FCM)聚类算法及其相关改进算法基于最大模糊隶属度原则确定聚类结果,没有充分利用迭代后的模糊隶属度矩阵和簇类中心的样本属性特征信息,影响聚类准确度。针对这个问题,该文提出一种新的改进思路:改进FCM算法输出定类原则。给出二元属性拓扑子空间中属性相似度的定义,最终提出一种基于属性空间相似性的改进FCM算法(FCM-SAS):首先,选择FCM算法聚类后模糊隶属度低于聚类置信度的样本作为存疑样本;然后,计算存疑样本与聚类后聚类中心的属性相似度;最后,基于最大属性相似度原则更新存疑样本的簇类标签。通过UCI数据集实验,证明算法不仅有效,还较一些基于最大模糊隶属度原则定类的改进算法具有更优的聚类评价指标。     

基于新的AFCM算法的陀螺仪漂移预测

为克服模糊规则提取的盲目性和随机性,提出了一种基于新的自适应模糊C-均值聚类(AFCM)算法的T-S 模糊建模方法.首先利用减法聚类来确定聚类数目的上限和初始聚类中心,然后采用改进的模糊C-均值聚类(FCM).算法进一步优化聚类中心,最后通过聚类有效性评判方法自适应地确定规则数及聚类中心,同时改进的FCM算法也克服了野...     

基于邻域信息的SAR图像变化检测

为了减少合成孔径雷达(SAR)图像中乘性斑点噪声对变化检测结果的影响,充分地利用了像素的邻域信息。首先使用邻域比值(NR)方法构造差异图像,然后提出基于邻域信息的模糊C均值聚类(FCM)算法。NR算子在构造差异图像时能够较好地保留图像信息并抑制噪声的干扰。同时将邻域信息引入到FCM算法的目标函数,以邻域加权距离改进了FCM算法在欧式距离计算中的不足,并约束了隶属度函数,减少了噪声对邻域中心像素的干扰。通过以上考虑像素邻域信息的算法,得到了差异图像的聚类结果,从而实现了SAR图像的变化检测。实验结果表明,所提算法较传统的FCM和K-means聚类算法,可以较好地保留图像变化区域的信息,同时提高了SAR图像变化检测的准确度。     

基于WFCM算法在MRI图像分割中的应用

模糊C均值聚类(FCM)算法是一种基于非监督聚类算法。样本加权模糊C均值聚类(WFCM)算法是FCM算法的改进,该算法能够明显提高收敛速度和聚类的准确性。无论是FCM算法还是WFCM算法,对噪声都相对敏感,而且聚类数目仍然需要人工确定。在此提出一种改进算法,首先通过偏微分方程(PDE)降噪算法对原始脑MRI医学图像进行处理;其次利用聚类有效性确定最佳聚类数目,对WFCM算法进行改进;最后利用本文改进算法对图像进行聚类分割。实验表明,该方法是一种具有自动分类能力、抗噪性较好的模糊聚类图像分割算法。     

融入局部信息的直觉模糊核聚类图像分割算法

针对传统直觉模糊C均值聚类(Intuitionistic Fuzzy C-means,IFCM)的图像分割算法对噪声和初始聚类中心敏感,导致聚类精度不高和迭代次数多的问题,提出一种结合局部信息的直觉模糊核聚类的图像分割算法。在该算法中,首先采用基于直方图的方法确定聚类中心初始值,解决算法对聚类中心的初始值敏感的问题;其次,利用核函数将待分类数据集映射到高维非线性空间,改善分类数据的线性可分性,同时在目标函数中引入局部灰度信息和局部空间信息,优化直觉模糊隶属度的计算方法,提高直觉模糊聚类的分类精度。实验结果表明,提出算法能减少迭代次数,提高聚类精度,能有效对图像进行分割;无论在对图像分割还是在聚类有效性上,提出算法都要优于传统的模糊聚类算法,如模糊C均值聚类(Fuzzy C-means,FCM)、模糊核均值聚类(Kernel-based fuzzy c-means,KFCM)）、引入空间信息的直觉模糊C均值聚类(Intuitionistic Fuzzy C-means with spatial constraints ,IFCM-S)、模糊空间聚类(Fuzzy Local Information C-means,FLICM）、直觉模糊C均值聚类(Intuitionistic Kernel-based Fuzzy C-means,IFKCM）等。      

自动确定聚类个数的模糊聚类算法

本文通过集成多次FCM(Fuzzy C-Means)聚类结果以及采用软化分方式,提出一种新的自动确定聚类个数的模糊聚类算法.本算法首先利用不同的聚类数目对数据进行FCM聚类,然后充分利用多次FCM聚类得到的隶属度信息构建一个累积邻接矩阵,最后采用迭代方式对累积邻接矩阵进行图切分以获取最终聚类结果.大量的仿真实验表明,相对现有集成聚类方法,本文方法能够有效减少FCM的聚类次数,并且在图切分过程中的迭代次数为现有方法的1/2左右.     

联合改进核FCM与智能优化SVR的WSNs链路质量预测

为提高无线传感器网络（WSNs）链路质量预测精度和降低噪声影响,提出了一种联合改进核FCM与智能优化SVR （improved kernel furry c-means and intelligent support vector regression,IKFCM-ISVR）的WSNs链路质量预测方案.首先将基于紧致度和离散度的有效性指数引入核FCM方法,实现样本集聚类个数自动划分;然后采用改进核FCM方法对链路质量样本数据进行处理,获得样本聚类隶属度;在此基础上,构建群居蜘蛛优化SVR预测模型,采用基于"动态折射"学习机制的群集蜘蛛对模型参数进行优化,得到不同聚类最佳SVR参数组合;最后采用IKFCM-ISVR算法对不同实验场景下的WSNs链路数据进行预测评估.仿真结果表明,同其它预测算法相比,该算法预测精度提高了36.8~68.4%.     

蛙跳结合模糊C-均值的图像分割算法

实现了基于混合蛙跳与模糊C-均值结合的图像分割算法。克服了由于FCM算法易受初始聚类中心和隶属度矩阵的影响而使图像分割效果不理想的缺陷。蛙跳算法（SFLA）是一种全新的后启发式群体优化算法,具有高效的计算性能和优良的全局搜索能力。实验表明：该方法与FPSO结合既提高了图像分割的效率又能得到更好的图像分割效果。     

基于核模糊C-均值和EM混合聚类算法的遥感图像分割

针对聚类算法在应用中分割速度慢、抑制噪声能力弱等问题,本文提出一种基于核模糊C-均值(Kernel Fuzzy Cmeans,KFCM)和融合期望最大化(EM)算法混合聚类的遥感图像分割。首先给原始KFCM算法引入隐含变量来对像素预定义类别,然后利用EM算法评价预定义的类别是否最优,以此完成对遥感图像的聚类分割。在利用EM算法进行评价时,对KFCM引入空间邻域信息,采用惯性权重对其初始化参数进行优化增强算法效率。与传统的聚类分割方法进行比较,研究结果表明,该方法速度快、效果好、精度也能满足应用要求,具有较高的应用价值。     

基于新的遗传算法的模糊C均值聚类用于遥感图像分割

标准FCM对噪声十分敏感,并且依赖于初始聚类中心选择,算法通常得到的是局部最优解而非全局最优解。针对此问题提出一种基于猴王遗传算法的改进的FCM算法.猴王遗传算法是一种新颖的全局优化搜索算法,具有高效的计算性能和优良的全局搜索能力。本文首次将猴王遗传算法（MKGA）与结合空间领域信息的FCM相结合,利用改进的FCM算法的目标函数建立适应度函数,利用猴王遗传算法搜索全局最优解,代替FCM的基于梯度下降的迭代过程,从而有效地避免了模糊C-均值聚类算法收敛到局部最优和对噪声敏感的问题。在此基础上实现了对遥感图像的聚类分割。实验结果表明,该算法对于遥感图像显示了较好的分割效果和较强的抗噪能力。