非局部降噪快速模糊C-均值聚类算法

传统的模糊C-均值聚类算法未利用图像的空间信息,在分割迭加了噪声的MR图像时分割精度较差。采用了既能有效去除噪声又能较好地保持图像边缘特征的非局部降噪方法,结合基于图像灰度直方图聚类分析的快速模糊C-均值聚类算法,得到了一种具有较高分割精度的图像快速分割算法。通过对模拟图像、仿真脑部MR图像和临床脑部MR图像的分割实验,表明提出的新算法比已有的快速模糊C-均值聚类算法有更精确的图像分割能力。     

模糊c-均值算法和万有引力算法求解模糊聚类问题

针对单纯使用模糊c-均值算法(FCM)求解模糊聚类问题的不足,首先,提出一种改进的万有引力搜索算法,通过一定概率按照不同方式对速度进行更新,有效增大了种群的搜索域.其次,提出了模糊万有引力搜索算法(FG-SA).最后,在模糊万有引力搜索算法(FGSA)和模糊c-均值算法(FCM)的基础上,提出了一种新算法(FGSAFCM)来求解模糊聚类问题,有效避免了单纯使用模糊c-均值算法时对初始值敏感且易于陷入局部最优的缺点.采用目标函数和有效性评价函数作为评价标准,选取10个经典数据集作为测试数据,实验结果表明,新算法比单一的模糊c-均值算法有更高的准确性和鲁棒性.     

基于特征加权的自适应FCM彩色图像分割算法

图像分割是模式识别、图像理解、计算机视觉等领域的重要研究内容.基于模糊C均值聚类(FCM)的图像分割是应用较为广泛的方法之一,但其存在需预先给出初始聚类数目,且要考虑各个特征对分类的不同影响等问题.通过引入ReliefF技术进行特征加权,结合聚类有效性指数自适应确定初始聚类数目、根据Laws纹理测度提取图像特征等措施,提出了一种新的FCM彩色图像分割算法.实验结果表明,该算法可以有效地提高图像分割效果,分割结果优于现有FCM图像分割方案.     

一种C-均值聚类图像分割的模糊熵后处理方法

提出了一种结合C-均值聚类算法和模糊熵的图像分割方法,该方法先采用C均值聚类算法对含噪图像进行初步分割,再利用模糊熵准则作后续处理。该方法一方面能够继承C-均值聚类算法的优点,可以灵活地用在基于多特征和多阂值的图像分割中,另一方面充分考虑了图像的区域信息,利用模糊熵最小作为准则,对c均值聚类算法初步分割结果的错分类点作了进一步的处理,克服了C-均值聚类算法对噪声敏感的缺点。实验结果表明,本文方法在运算开销上只比C-均值聚类算法多4～6S,对于低信噪比的图像能够取得优于C-均值聚类算法的分割效果。     

基于特征散度的自适应FCM图像分割算法

图像分割是模式识别、图像理解、计算机视觉等领域的重要研究内容。基于模糊C均值聚类(FCM)的图像分割是应用较为广泛的方法之一,但其存在距离测度鲁棒性差、需预先给出初始聚类数目、未考虑图像局部相关特性等问题。为克服上述缺点,通过引入特征散度进行距离测度,并结合聚类有效性指数自适应确定初始聚类数目和根据Laws纹理测度提取图像特征等措施,提出了一种新的FCM图像分割算法。实验结果表明,该新算法可以有效地提高图像的分割效果(特别是纹理图像),其分割结果优于现有FCM图像分割方案。     

改进FCM和LFP相结合的白细胞图像分类

研究白细胞图像分类识别中有效的图像分割与特征提取方法,以提高白细胞图像的正确识别率.由于某些白细胞(粒细胞)中颗粒的存在,严重影响细胞核与细胞质区域的正确分割,通过将空间信息与核函数融入模糊C-均值聚类(FCM)算法,提出一种改进的FCM算法.应用该算法对白细胞图像进行分割,并采用数学形态学方法对分割后的图像进行处理,获得了很好的分割效果,解决了粒细胞的质核分割难题.对于细胞的纹理特征提取,通过对局部二值模式(LBP)中阈值参数的模糊化,建立了基于局部模糊模式(LFP)的纹理特征提取算法.运用本文方法进行图像分割和纹理提取,以支持向量机作为分类器,对CellAtlas的100幅白细胞图像进行了分类识别的实验,结果表明白细胞的正确识别率达到93％.     

基于信息熵的FCM聚类算法

针对模糊聚类存在的数据收缩问题的不足,提出了一种改进现有模糊聚类算法的方法,并进行仿真实验研究.模糊C-均值(FCM)算法主要通过目标函数的迭代优化来实现集合划分,以信息熵作为模糊C-均值算法的约束条件,给出改进算法的推导过程,得出改进后的模糊C-均值算法的隶属度和聚类中心,实现了模糊C-均值的改进算法.实验结果可以表明,改进的模糊C-均值算法是有效的,能够表现出比模糊C-均值算法更好的性能,在实际应用中可以取得较好的聚类效果.     

一种基于自适应空间信息改进FCM的图像分割算法

为了更好地改善图像分割效果,提出一种自适应空间信息的模糊聚类算法(adaptive spatial information fuzzy clustering,ASIFC).算法将图像空间信息与FCM算法相结合,改进了FCM算法的目标函数;使用信息最大化识别噪声数据和消除异常值.在合成图像和核磁共振脑部图像数据库Brainweb上的实验结果表明,该算法能自适应地实现图像分割,有效识别噪声数据,解决了FCM的空间信息缺乏问题,增强了算法的鲁棒性,相比其他几种较新的聚类算法,取得了更好的分割效果.     

点密度加权FCM算法的聚类有效性研究

模糊C-均值(FCM)算法是一种非监督的模式识别方法。由于该算法具有对数据集进行等划分的趋势,影响其聚类精度。利用数据点的密度大小作为权值,借助数据本身的分布特性,提出了一种点密度加权模糊C-均值算法。该方法不仅在一定程度上克服了FCM算法的缺陷,而且具有良好的收敛性。当以聚类已知的少量数据点作为监督信息指导聚类,聚类效果进一步改善。并用聚类有效性函数对算法的聚类有效性进行了评价,从而为算法的聚类性能提供了理论依据。     

FCM算法用于灰度图像分割的初始化方法的研究

模糊C均值聚类(FCM)算法是一种经典的模糊聚类分析方法,但其算法初始聚类中心集是随机选取的,从而造成算法的性能强烈的依赖聚类中心集的初始化。提出了一种改进的基于多项式求解的FCM(PFCM)算法,该算法基于求解多项式的根来确定数据集初始聚类中心集,很好地解决了数据初始聚类中心集问题,使数据初始聚类中心集代表了数据集类别的特征,在此基础上,采用FCM算法得到聚类中心集的近似最优解。     

基于自适应初始值的FCM聚类图像分割

FCM聚类算法对初始值敏感,不良的初始值会导致算法的收敛速度过慢和收敛到局部极值。将FEM算法用于图像分割处理时,初始值的选择是一个难点。文中提出了一种使用自适应初始值的FCM聚类图像分割算法,该方法利用图像的直方图特性建立候选聚类中心集,通过初始化准则函数检验候选集得到合适的聚类中心和聚类数目,并根据最大隶属度原则分割图像,得到了较好的分割效果。理论分析和实验表明文中方法收敛速度快,分割准确,自适应性很强。     

一种多空间FCM算法

FCM是经典的聚类算法,广泛地应用于模式识别、数据挖掘等领域。FCM算法是一种梯度下降优化算法,对初始解敏感并且容易获得局部最优解。空间平滑能够避免启发式局部搜索算法掉入局部最优解。采用空间平滑策略构造一系列光滑程度不同的搜索空间,在不同的搜索空间中执行FCM算法,并利用前层搜索空间的聚类结果来引导本层搜索空间的聚类。FCMS（FCM based on multi-Space）能够跳过局部最优解的“陷阱”,增大获得全局最优解的概率,达到提高聚类质量的目的。给出了等距法空间平滑策略,并通过实验对比了FCMS算法与FCM算法的聚类质量。实验结果表明,空间平滑对FCM算法非常有效。     

鲁棒的交叉熵模糊聚类算法

针对模糊C-均值聚类(FCM)算法对噪声敏感、容易收敛到局部极小值的问题,提出一种基于交叉熵的模糊聚类算法。通过引入交叉熵重新定义了传统FCM算法的目标函数,利用交叉熵度量样本隶属度之间的差异性,并采用拉格朗日求解方法和朗伯W函数解决了目标函数的优化问题,此外,分析了样本划分矩阵的分布情况,依据分布特性对噪声样本进行识别。人工数据集合和标准数据集加噪的实验结果表明,该算法提高了传统FCM算法的抗干扰能力,具有更强的鲁棒性,噪声样本识别的准确率较高。     

融合加窗色调直方图的彩色图像FCM分割算法

针对传统FCM算法计算量大、对噪声敏感的缺点,提出了一种融合加窗色调直方图的快速FCM算法（MHFCM）。对彩色图像的色调直方图加窗得到背景色调,对去除背景信息后的有效信息进行FCM聚类分割。实验结果表明,MHFCM算法提高了图像的分割速度,并且克服了图像中背景噪声对分割效果的影响,使分割更加准确。     

基于FCM改进算法的手背静脉识别

针对光源、手背厚度及水纹对手背静脉图像的噪声影响问题,提出一种新的手背静脉特征提取方法,包括最近邻图像插值缩放、Canny边缘检测以及一种改进的基于灰度直方图加权并顾及像素空间信息的FCM算法。实验结果证明,应用改进的FCM算法能减少图像分割迭代次数,较好地滤除噪声干扰。     

一种结合空间信息的FCM算法对脑MR图像的分割

根据局部统计信息引入一个控制参数用于区分某个空间邻域中的噪声点、边缘点和区域内部的点,提出一种合理利用空间信息对隶属度更新的FCM算法。仿真结果表明,使用该算法对附加有偏差场和噪声的脑MR图像进行分割,所得的结果相对于FCM算法和一些改进的算法具有更好的紧致性和分离性。     

基于结合空间信息的FCM聚类的分水岭图像分割

提出了一种分水岭变换和结合空间信息的FCM聚类相结合的图像分割方法。方法采用基于图论的结合区域特征信息和空间信息的距离度量,以分水岭变换得到的图像分割小区域为节点构建一个连通加权图,通过计算图上不同节点之间的最短路径来度量不同区域之间的相似程度,从而实现过分割小区域的合并。该方法综合考虑了区域的特征之间的差异和空间位置的差异,与传统的FCM聚类方法在特征空间进行聚类相比,具有较强的噪声抑制能力。图像分割的实验结果证明了该算法的可行性和有效性。     

自适应加权空间信息的FCM医学图像分割

提出了改进的mFCM算法,该算法引入自适应加权系数控制邻域像素对中心像素的影响程度,充分利用像素的邻域特性对Chen聚类算法的目标函数进行改进。为了实现快速聚类,该算法的开始使用快速FCM确定初始聚类中心。实验结果表明,相对于标准FCM和FCM_S1算法,改进算法既能快速有效地分割图像,又能提高对噪声的鲁棒性。     

无监督模糊C均值聚类自然图像分割算法

提出一种基于无监督模糊C均值聚类的彩色自然图像分割算法。使用置信区间交集准则自适应得到Gabor滤波器中各个像素点对应的尺度,并以该自适应尺度为依据,计算相应的自适应方向、频率以及相位;使用该自适应Gabor滤波方法分别对各通道进行纹理分析得到相应的纹理图像。提出一种快速的基于多项式分割的方法对各个纹理图像进行分析,确定聚类数目,并使用无监督模糊C均值聚类算法得到最终的分割结果。实验结果表明,该算法能够很好地克服图像纹理对于分割结果的影响,有效区分目标与背景,分割结果具有较高的分割精度,是一种有效的自然彩色图像分割方法。     

基于改进FCM聚类算法的违禁品分类

针对被动毫米波(PMMW)图像成像质量差,边界模糊,不易识别的特点,在传统词袋模型图像分类的基础上,提出了利用减法聚类改进FCM聚类算法并将其运用到词袋模型上去,提取视觉单词,利用局部不变量SIFT方法对手枪、匕首和炸药进行了粗分类.实验结果证明,改进的词袋模型能够准确的对违禁品进行分类,识别率平均能达到90%以上,性能优于传统的K均值聚类和原始的FCM聚类算法.