基于最小类内差和最大类间差的图像分割算法研究

针对现有二维Otsu图像分割算法未考虑到目标和背景这二类像素自身的内聚性,提出一种新的自适应二维Otsu算法。该算法通过待分割图像的二维直方图,分别统计类内的绝对差、类间总体离差以反映类内、类间的离散度,从而构造出新阈值判别函数。通过一种改进的遗传算法优化二维阈值判别函数,自动得到较理想的分割阈值。实验结果表明,与其它阈值判别函数相比,通过优化新的阈值判别函数得到的二维阈值,具有了较好的分割效果,能够更好地保留了目标物的轮廓,而且计算量小。     

集成模糊特征的Snakes模型分割图像纹理

对纹理图像进行局部一维离散傅里叶变换,把傅里叶变换能反映图像纹理的高频部分的振幅谱作为纹理的特征向量.利用模糊概念定义模糊特征向量,把模糊特征向量集成到Snakes模型.改进的Snakes模型使活动轮廓曲线在曲线内部力场、图像梯度力场和特征向量对区域的模糊隶属度确定大小的曲线法向力场的共同作用下运动.对纹理实验图像和真实图像的进行了分割实验,实验结果说明新的模型能对图像纹理进行有效的分割,模糊特征的融入扩大了Snakes模型分割图像的范围.     

基于镜面折反射全景成像的三维重建方法研究

针对基于图像的三维重建过程中成像系统获得的双视点或多视点图像不能一次性完整建模、图像匹配过程中计算复杂度高、标定繁琐的问题,设计了一种基于镜面折反射全景成像技术的单目多视角立体视觉系统及三维建模算法。该方法根据立体视觉传感器获取被测物体表面信息图像,通过阈值分割将图像分割为5个基本视图,并建立空间几何约束关系;使用离散的体素来表示被重构物体的几何信息,采用光一致性约束进行物体表面点的判断;通过轮廓体素遍历获取物体三维模型。该方法能一次性获得物体不同视角全方位图像信息,根据空间几何约束、纹理颜色约束及物体曲线约束,快速重构出物体的三维几何模型。该方法降低了匹配计算的复杂度和硬件使用成本,其有效性已在实际系统中得到了验证。     

模糊C均值聚类与多相水平集图割优化相结合的图像分割

针对在分割多个目标时多相水平集模型对初始轮廓曲线敏感且计算量大的问题,提出采用模糊C均值聚类算法将图像进行粗分割,初始化多相水平集函数,使用图割算法分割出多相结果的方法.该方法能有效减小多相水平集算法对初始轮廓曲线的敏感性,使图割算法在分割图像时更容易分割出理想的目标轮廓;同时,采用图割算法可使水平集函数很快收敛到能量最小值,有效减少计算量,提高计算效率.实验表明该方法具有较好地分割效果和较高地分割效率.     

基于多阈值单水平集方法的医学图像分割

针对Chan-Vese的无边界主动轮廓模型(CV模型)只能区分前景与背景的缺点,提出了一种基于多阈值单水平集的医学图像分割方法,并将此方法应用于微创手术的预处理中.由于医学图像结构复杂,具有器官轮廓多连接等特点,因此使用常规的水平集方法进行分割往往不能取得理想的效果,而该方法采用修改目标泛函的方式引入多类分割,具有多区域分割的特点,只需经过一次单水平集的迭代循环,即可将图像根据灰度不同划分为多个区域,具有精确、快速等优点.对不同的合成图像和医学图像的实验结果表明,该方法实现了快速精确的多区域分割,能很好地提取到医学图像中的骨骼轮廓,分割效果达到了预期水平.     

基于改进分水岭算法的苹果识别方法

目的 针对自然生长环境下重叠苹果的识别问题,提出一种基于距离变换机制的改进分水岭算法.方法 首先,通过对比实验优选出苹果在RGB、HSI和Lab颜色空间的图像处理模型;然后,采用距离变换和归一化处理方法对苹果的位置特征进行内部标记;进而基于锐化方法提高原图像的边缘强度,并结合内部标记符改进分水岭算法,实现苹果轮廓的分离;最后,基于最小外接圆法提取苹果的单连通区域,实现重叠苹果的识别.结果 简化了目标与背景的分割过程,通过内部标记法改进了分水岭算法,实现重叠目标的轮廓重建,解决重叠苹果的过度分割问题.结论 实验结果表明,该算法对重叠苹果的准确识别率高于92％,验证了所提方法的有效性.     

基于形状拆分的机械零件三维模型检索

提出一种基于形状拆分的机械零件三维模型检索方法.首先根据零件名称和功能,将机械零件模型库按传统方式划分为四大类,即轴套类、盘盖类、叉架类和箱体类,三维模型之间的匹配在同一类模型中进行;随后进行三维模型外轮廓扫描,将整个三维模型拆分成若干平面体、回转体和曲面体,根据同一型体之间特征数量和参数的不同,进行单一型体之间的匹配;最后根据单一型体的数量和匹配对的相似度,综合计算整个模型的相似度.单一型体的定义和整个匹配算法均是围绕着形状和工艺相似进行的.通过实例验证了该方法的有效性.     

基于双光源的舌质舌苔分离方法研究

中医舌诊客观化研究中,舌质舌苔分离是后续实现舌象自动诊断的关键,然而舌质舌苔复杂多样,现有的分离方法多基于颜色差异,适应性不高,尤其是在苔薄厚交错、黄白苔交错等情况下分离效果不理想.针对上述问题,本文设计开发了一种基于双光源的舌质舌苔分离系统,研究了白、绿光源对舌质舌苔分离效果的影响,针对纯绿色光源和标准白色光源下舌图像的色彩特点,分别采用自动和人机交互的初始轮廓提取方法进行Snakes算法分割、互信息理论配准以及聚类法分类,从而实现最终的舌质舌苔分离,结果表明纯绿光图像分离效果明显更好,为中医舌诊处理方法提供了新思路.     

基于背景建模和图像分割的运动目标提取

运动分割是视频分析的重要基础步骤。本文研究了从视频序列中提取运动目标的算法。该算法将自适应背景建模和彩色图像分割相结合而得到具有精确边缘的运动目标。在背景建模中,采用混合高斯模型描述像素点的状态,利用高斯分布特性区分噪声、背景、运动。彩色图像分割运用MeanShift迭代算法对图像进行颜色聚类得到一致的颜色区域。实验结果表明该的算法在固定场景下能够精确分割运动目标。     

基于形状保持主动轮廓的椭圆状目标检测

本文通过形状约束方程(组)与一般主动轮廓模型结合,将目标形状与主动轮廓模型融合到统一能量泛函模型中,提出了一种形状保持主动轮廓模型即曲线在演化过程中保持为某一类特定形状.模型通过参数化水平集函数的零水平集控制演化曲线形状,不仅达到了分割即目标的目的,而且能够给出特定目标的定量描述.根据形状保持主动轮廓模型,建立了一个用于椭圆状目标检测的统一能量泛函模型,导出了相应的Euler-Lagrange常微分方程并用水平集方法实现了椭圆状目标检测.此模型可以应用于眼底乳头分割,虹膜检测及相机标定.实验结果表明,此模型不仅能够准确的检测出给定图像中的椭圆状目标,而且有很强的抗噪.抗变形及遮挡性能.     

Kernel-based spectral color image segmentation

In this work, we propose a new algorithm for spectral color image segmentation based on the use of a kernel matrix. A cost function for spectral kernel clustering is introduced to measure the correlation between clusters. An efficient multiscale method is presented for accelerating spectral color image segmentation. The multiscale strategy uses the lattice geometry of images to construct an image pyramid whose hierarchy provides a framework for rapidly estimating eigenvectors of normalized kernel matrices. To prevent the boundaries from deteriorating, the image size on the top level of the pyramid is generally required to be around 75 x 75, where the eigenvectors of normalized kernel matrices would be approximately solved by the Nystr?m method. Within this hierarchical structure, the coarse solution is increasingly propagated to finer levels and is refined using subspace iteration. In addition, to make full use of the abundant color information contained in spectral color images, we propose using spectrum extension to incorporate the geometric features of spectra into similarity measures. Experimental results have shown that the proposed method can perform significantly well in spectral color image segmentation as well as speed up the approximation of the eigenvectors of normalized kernel matrices.     

一种基于mean shift的多通道图像分割算法

目的针对目标与背景对象的色彩值比较接近的RGB图像中,目标对象难以有效分割的问题,探索一种基于mean shift的RGB多通道图像的分割方法。方法根据RGB图像的3个通道对颜色的敏感性差异,运用均值偏移算法对RGB图像的3个通道分层聚类,再引入可靠性因子,分别对3个单通道的各聚类像素进行可靠性计算,并保留可靠性高的像素作为分割结果,最后采用逻辑"或"运算融合单通道的分割结果,得到最终分割图像。结果与一般分割算法相比,该方法的分割效果好,误分率低,改善了图像的分割质量。结论该算法具有很好的推广性,能够应用于彩色印品缺陷检测、彩色包装图像检测中。     

提高时域乳腺光学层析成像质量的方法

时域乳腺光学层析成像技术可以有效重建乳腺组织的光学参数,实现乳腺癌的早期检测.为了提高重建图像的性能,针对图像重建过程中吸收系数和约化散射系数的雅克比矩阵间的量级差异,提出了一种有效的雅克比矩阵标定方法;为了克服不适定性因素对重建图像质量的影响,引入了图像分割技术实现对雅克比矩阵有效降维.实验数据的相关验证表明,上述两种方法可有效提高重建图像的质量.     

一种基于YC-rC-b颜色空间和视觉特性的彩色图像水印技术

根据图像离散余弦变换频谱图特征及结合人眼对亮度和颜色的对比度敏感视觉特性,提出了一种人眼感知图像最小误差即JND阈值的计算方法,通过计算出的JND阈值,提出了一种基于YCrCb颜色空间的彩色图像水印技术方案。方案依据JND阈值筛选彩色图像的3个分量亮度图变换域频谱系数来进行水印的嵌入和提取。从水印技术方案上看,JND阈值的引入使得水印的嵌入达到最大;嵌入算法使得水印嵌入的位置具有随机性,有力地保证了水印信息的安全性。仿真实验和攻击测试表明:含水印图经压缩攻击后的图像与原始图像基本一样,提取的水印信息与原始水印基本相同;攻击后的含水印图具有较好的透明性和较高的鲁棒性。提出的基于YCrCb颜色空间和人眼视觉特性的彩色图像水印技术方案,是一种可行的、较好的彩色图像技术。     

基于区域分割法的图像色域边界描述

目的研究色域映射中色域边界的描述方法。方法在均匀区域分割法的基础上提出一种基于阈值的非均匀区域分割算法,通过调整阈值和分割数量,对不同类型图像的色域边界进行均匀描述。结果使用较少的边界点准确地描述色域边界,并且边界点的空间分布均匀,没有出现大量边界点集中的情况。结论通过与均匀区域分割法对比,该算法可用较少的采样点和分割数目精确地描述色域边界,对实现从图像到设备的色域映射有重要意义。     

基于双分支特征提取的轻量级图像分割算法

目的 为了提升彩色图像的分割精度，解决彩色图像分割中存在庞大计算成本和冗余参数的问题，本文提出一种双分支特征提取网络来解决上述问题。方法 双分支特征提取网络主要由语义信息分支和空间细节分支组成。语义信息分支通过在非对称残差模块中设置不同的空洞卷积率来获取输入图像不同尺度的上下文信息。空间细节分支是一个浅层且简单的网络，用于建立每个像素间的局部依赖关系以保留细节。在双分支之后连接一个特征聚合模块来有效地结合这2个分支的输出。结果 在没有任何预训练和后处理的情况下，在单块RTX2080Ti GPU上仅用0.91 M参数在Cityscapes数据集上以97帧/s的速度实现75.1%的分割准确性，在Camvid数据集上以107帧/s的推理速度取得了70.5%的分割效果。结论 通过大量实验证明，本文模型在分割准确性和效率之间取得了较好的平衡。     

基于 YCbCr 颜色空间的快递单手写文字分割

目的在YCbCr颜色空间下,利用Cb颜色分量信息结合阈值分割方法,提取快递单图像手写体文字信息。方法首先将图像从RGB颜色空间转换到YCbCr颜色空间下,然后在Cb颜色分量图像下进行图像阈值分割处理操作,最后对提取出的手写体文字信息进行中值滤波去噪处理,并将该算法提取的结果与基于YCbCr颜色空间使用K均值聚类方法提取的结果在分割效果、分割时间与文字识别率上进行对比。结果利用Cb颜色分量提取出的手写体文字信息更清晰,具有更快的处理速度和更高的识别率,快递单图像平均处理时间为1.36 s,识别率为89%。结论单独利用Cb颜色分量信息提取手写文字就可得到较好的提取效果,算法简单、可行。     

肤色建模和肤色分割的人脸定位研究

为了实现彩色图像中人脸的精确定位,提出了一种基于肤色模型、肤色分割处理的人脸定位算法.通过建立肤色模型计算得到图像的相似度分布图,经自适应阈值的二值化处理后,再进行肤色分割,将非人脸区域去除:最终利用眼睛与嘴巴构成三角形特征结合人脸椭圆模板匹配定位人脸.实验结果表明,该算法对于复杂背景下的彩色图像中的人脸正面定位和人脸转动一定角度后定位都有较好效果.     

基于HSV空间的岩心图像处理

针对石油勘探中的岩心图像在分割过程中难以有效识别出灰度值相近的颗粒与颗粒、颗粒与背景的边缘信息,且容易造成过度分割或欠分割的问题,提出一种彩色图像分割并获取颗粒粒度分布的算法,并将结果与灰度迭代算法、最大熵法和分水岭算法分割结果进行比较。结果表明,该算法以彩色图像HSV模型的V分量为依据进行图像分割,可以在较为复杂的岩心背景下校正分割结果,更准确地分割出目标和背景颜色相近的边缘,获得砾石、泥沙颗粒的粒度分布。     

Transferring color between three-dimensional objects

A framework for transferring image-based color between three-dimensional objects by the use of a dichromatic reflection model is proposed. The framework addresses the following issues: (1) accurate recovery of an implicit geometric coefficient, (2) calculation of body color, (3) color transfer between different illuminants, and (4) segmentation of multicolored regions. The experimental results show that high color accuracy and photorealistic effects of the synthesized images can be achieved. The proposed technique has wide applications in image-based design and visualization of three-dimensional objects.