一种引入Chebyshev距离的改进的无边活动轮廓模型

无边活动轮廓模型(C-V模型)是水平集分割方法中的一种经典模型.传统的无边活动轮廓模型将灰度同质作为区域分割准则,这使其对于仅含两个同质区域且灰度变化不大的图像能够取得很好的分割效果,但对灰度渐变图像分割时,该模型往往无法得到正确结果.本文针对这一问题,通过引入Chebyshev距离构造一种新的相似度,以此来表征演化曲线内外灰度差异,修改了传统无边活动轮廓模型中均值取值的定义,使得演化曲线在图像灰度变化缓慢区域获得较大的驱动力.新模型克服了传统无边活动轮廓模型不能正确分割灰度渐变图像的不足.实验对比及分析表明,新模型能够更准确地分割灰度渐变图像,同时对噪声有一定的鲁棒性.     

一种改进的综合纹理和形状特征的图像检索方法

提出一种利用小波进行综合纹理和形状特征的具有旋转、平移和尺度不变性的图像检索算法.使用角向矩加权方向定义图像的主方向来进行坐标轴的旋转矫正,得到图像的旋转不变性表示;采用具有平移和尺度不变性的小波变换对图像进行小波分解,利用各子带的能量作为纹理特征;利用小波分解的逼近子图重构图像并进一步利用Hu不变矩提取其形状特征.最后对纹理和形状特征进行高斯归一化,综合其特征进行检索.实验中对算法的尺度不变性、旋转不变性、平移不变性及对噪声的不敏感性进行了验证,实验结果证明了该算法具有更高的鲁棒性和查准率.     

基于改进谱投影梯度算法的X射线发光断层成像

X射线发光断层成像(XLCT)是一种可同时获得解剖结构和功能信息的新型分子影像技术,在早期肿瘤检测与放疗方面具有重要应用潜力,但由于测量信息少,成像模型复杂等原因,其断层重建一直是挑战性难题。本文采用非单调Barzilai-Borwein梯度(NBBG)算法来求解重建问题目标函数。每次迭代中,谱投影梯度方法近似为L1范数约束的最小二乘问题。Barzilai-Borwein梯度法获得相应的更新方向,提高算法的收敛速度。采用非单调性线性搜索策略构建最优步长,保证全局收敛性。通过将Barzilai-Borwein梯度法和非单调性搜索结合,在保证全局收敛的同时,克服了选取精确步长带来较大计算量的缺点。数值仿真实验和物理实验得到的基于NBBG算法的单光原重建位置误差分别为0.68和0.94mm,与分裂增广拉格朗日收缩算法(SALSA)相比,本文方法在重建精度、鲁棒性和重建效率等方面都获得了较优的结果。     

基于频率调制和空间编码的单PMT荧光分子断层成像

针对荧光分子断层成像数据采集方式存在的问题,提出了一种基于频率调制和空间编码的成像方法,旨在改进数据采集方案,缩短数据采集时间。在该方法中,激发光束被分成若干个子束,用作多点激发光源。这些子光束首先被调制成不同的频率,然后同时入射到目标表面的不同点上。在检测端,目标的出射光首先通过空间编码掩模,然后被引导至单光电倍增管。根据压缩感知理论,改变掩模的模式,进行稀疏重构恢复,最终得到目标表面荧光信号的分布。为了验证本文所提方法的可行性,设计了相应的仿真模拟实验,实验结果表明该方法可以较好地恢复原始图像,证明该方法的可行性。     

一种基于短时能量自适应的回声隐藏算法

在前后向双核回声隐藏思想的基础上,提出了一种基于声音信号短时能量自适应的回声隐藏算法,根据不同音段的短时能量自适应调整回声核衰减系数的大小,并且在隐藏信息提取的过程中引入了功率倒谱检测法。改进后的算法具有良好的鲁棒性,不可感知性更高,隐藏效果更好。     

综合颜色和纹理特征的图像检索

提出一种综合颜色和纹理特征的图像检索算法.使用圆环法分割图像所提取的颜色特征,不仅包含了图像的空间信息,突出了用户的感兴趣区域,而且消除了固定分块法对图像旋转比较敏感的缺点.采用改进的共生矩阵算法提取纹理特征.最后对颜色和纹理特征进行综合.实验结果表明,提出的综合算法具有更高的查准率.     

引入新的停止函数的GAC模型医学图像序列分割

针对GAC模型在低对比度及边缘模糊图像分割中使用传统的边缘停止函数存在的不足,结合图像的区域特征及医学图像序列间的相关特性,通过在边缘停止函数中引入图像的区域特征信息和先验信息,对GAC模型的边缘停止函数进行改进,并应用于医学CT图像序列的分割,达到了较为理想的分割结果。实验表明,在边缘停止函数中引入先验信息并对其表达形式进行改进后,模型的抗噪声性能和分割效率得到了明显提高。     

结合流形正则和变量分离近似稀疏重构的荧光分子断层成像

为改善荧光分子断层成像的重建结果,本文采用联合稀疏-流形正则模型进行光源重建,该联合稀疏-流形正则模型能同时利用重建光源聚集性和稀疏性的先验信息。为有效求解该联合稀疏-流形正则模型,本文通过重新推导变量分离近似稀疏重构算法对其进行求解。为加快变量分离近似稀疏重构算法求解联合稀疏-流形正则模型的速度,本文在光源重建过程中采用了热启动策略。实验结果表明,相比变量分离近似稀疏重构算法求解范数模型,变量分离近似稀疏重构算法求解联合稀疏-流形正则模型将重建结果的对比噪声比从6.45提升至9.18。另外,相比没有采用热启动策略,采用热启动策略的变量分离近似稀疏重构算法求解联合稀疏-流形正则模型的时间从101.84 s减至50.10 s。本文方法显著提高了光源目标重建的精度和速度,取得了更优的重建结果。     

基于图像Tchebichef矩抗几何攻击的零水印算法

由于目前基于图像矩技术的水印算法水印容量小,算法复杂,鲁棒性有待提高,提出一种新颖的抗几何攻击的零水印算法。该算法以图像归一化技术和Tchebichef矩系数的特点为基础,首先计算原始图像单位圆内旋转归一化的Tchebichef矩,将Tchebichef矩的左上角部分扫描成数值矩阵;然后根据数值矩阵和水印图像生成二进制密钥并保存到零水印信息库。证明版权时待检测图像也按相同的流程处理,利用密钥和生成的数字矩阵提取待检测图像的水印。实验结果表明,该算法对任意角度的旋转、缩放和常规信号处理及其组合攻击具有很强的鲁棒性。     

应用ISODATA选取可行域的荧光分子断层成像

为了实现快速、准确、鲁棒的荧光分子断层成像(FMT)重建,有限投影FMT和可行域选取策略得到了越来越多的关注。为了解决现有的可行域选取方法中存在的参数设置困难以及多目标选取不准确的问题,从而提高有限投影FMT的重建质量,提出了应用迭代自组织数据分析技术算法(ISODATA)的FMT可行域选取方法。首先采用ISODATA对初级重建结果聚类分区,然后在各分离的区域上分别选取可行域。为了验证提出的方法在应用中的可行性和有效性,设计了三目标荧光团重建的对比实验。实验结果显示,使用2个投影数据时,只有使用本文提出的方法可以准确地重建出三个荧光源的位置;使用4个投影数据时,重建的平均位置误差为0.18mm,荧光产额相对误差小于50%,而此时使用阈值法不能重建,使用区域收缩法的荧光产额相对误差为61.2%。即使在测量数据较少时,提出的方法也可以准确高效地选取可行域,提高有限投影FMT重建的精确度和鲁棒性。