结合模糊C均值聚类和曲线演化的心脏MRI图像分割

提出了结合模糊C均值聚类和曲线演化的MRI图像分割算法。由于心脏的变形和血液的流动，MRI图像中出现了弱边界、局部梯度极大值区域、伪影等现象。分析了使用水平集方法分割此类图像时出现的问题，提出了两阶段分割算法：结合先验知识和直方图，对心脏MRI图像进行模糊C均值聚类，再根据聚类的结果定义窄带中像素点的速度函数，通过曲线演化获取左心室的粗边界；然后使用梯度向量流构造另一速度函数对边界进行细化。心脏MRI图像的分割实验证明了算法的有效性。     

基于局部熵的边界与区域水平集图像分割模型

基于图像局部熵提出了一种改进的结合边界信息和区域信息的水平集图像分割模型。利用局部熵构造自适应权重系数,使其能够根据图像性质自适应的决定演化方向,准确引导演化曲线向目标方向移动;然后,根据自适应权重系数定义新的边界指示函数,提高了模型检测弱边界能力,加快了曲线的演化速度;引入Chan Vese (C V)模型作为外部能量项,提高了模型的抗噪性,增强了模型分割灰度不均匀图像的能力。通过图像分割实验,验证模型对初始轮廓以及噪声的鲁棒性、分割灰度不均匀图像的能力,并采用客观数值指标,将所提模型与另外三种模型在分割效率和分割准确性方面进行比较。结果表明,提出的模型增强了对噪声的鲁棒性,提高了分割弱边界图像的能力,而且分割灰度不均匀的图像时也取得了比较满意的效果。     

区域进化自适应高精度区域增长图像分割算法

为克服经典区域增长算法中门限选择困难、分割稳定性不高与串行处理速度慢的不足,提出基于区域进化的自适应高精度区域增长图像分割算法。在图像预处理过程中,首先通过各向异性滤波算法对切片进行滤波,达到去除图像噪声同时避免对边界区域的模糊;然后引入了新的区域能量表示模型,并给出了迭代进化形式,在区域增长过程中,逐渐增加区域增长的门限,通过对能量函数的动态优化来逼近最佳分割结果;最后利用主动轮廓模型进行精度分割,得到精确而比较光滑的分割目标轮廓。对比实验表明提出的方法是合理有效的。     

基于轮廓波变换和改进模糊c均值聚类的红外图像分割

针对红外图像分辨率低、对比度弱、易受噪声污染等特点,给出了轮廓波变换与模糊c均值聚类相结合的红外图像分割方法。该方法首先在假定图像轮廓波变换系数的先验为高斯分布的基础上,将基于最大后验概率准则的比例萎缩法应用于红外图像降噪,以完成分割前的预处理过程,然后利用改进的模糊c均值算法对降噪后的红外图像进行分割。针对标准模糊c均值分割存在的问题,本文提出的方法从基于样本直方图的最小最大距离法的初始聚类中心确定、考虑邻域像素相关性的样本点聚类权值和邻域隶属度修正三个方面加以改进,在保证分割精度的基础上,进一步滤除降噪阶段遗留下的图像噪声。对一系列红外图像进行实验的结果表明,相对于标准模糊c均值算法,本文提出的改进算法划分熵平均降低约10%,区域对比度提高约27%,能够实现对受到噪声污染红外图像的有效分割。     

最大模糊能量图像阈值分割法

最小模糊熵阈值法是一个常用的图像分割方法。依据模糊熵的对偶概念：模糊能量,提出了对应的最大模糊能量阈值法。考虑到最大模糊能量阈值法在有些情况下不能有效找到直方图的谷点,通过融入阈值点的概率信息,提出了一种改进的加权最大模糊能量阈值法,改进方法能够使得分割阈值点更接近图像直方图的谷底。实验结果表明,改进的最大模糊能量阈值法对单峰直方图和小目标图像有更好的分割效果。     

基于ROEWA算子局部活动轮廓的SAR图像分割算法

针对经典可变区域拟合(region scalable fitting,RSF)模型无法分割合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像的问题,提出了一种基于指数加权均值比(ratio of exponentially weighted averages, ROEWA)算子的改进RSF局部活动轮廓模型。算法首先以SAR图像目标边缘的ROEWA算子的负指数函数为边缘指示函数,对区域可伸缩能量项和弧长项进行加权,消除了原模型中梯度算子对于乘性相干斑满布的SAR图像边缘检测失效的弊端,还防止了目标弱边界的泄漏,避免了边界缺失;其次在零水平集演化的偏微分方程中加入权系数可变的面积项,提升了算法在目标边缘处的自适应捕获能力,同时也提高了算法对目标多层轮廓的检测能力,并且最大化地保留了目标的外轮廓;面积项的可变权系数可根据目标的ROEWA算子的模值来自动调整大小,很好地保持了目标的边缘细节。改进算法不受初始轮廓的影响,对相干斑噪声不敏感,且实验证明算法的计算复杂度仅与图像的尺寸有关。通过对合成与真实的SAR图像数据进行实验,验证了所提方法的直观性和有效性。     

基于改进的双快速行进法的图像分割方法

由于回转窑烧结图像境界模糊、噪声严重,传统方法难以有效地分割出烧结图像中的物料区、火焰区、充分燃烧区和黑把子区等关心区域(ROIs)。提出了利用敏感区域改进双快速行进法与利用能量衰减方程除去区域间耦合的图象分割新方法。首先,在快速行进法中引入了敏感区域的概念,定义了新的终止条件,利用改进后的双快速行进法与图像融合方法进行物料区和黑把子区的粗分割;然后,提出了采用能量衰减方程除去烧结物料对火焰区的影响,利用大津方法对火焰区进行粗分割,并通过粗分割的火焰区与黑把子区的差分来进行火焰区的精分割。对回转窑烧结图像的分割试验表明,利用本方法能够有效地从回转窑烧结图像精确地分割出ROIs。     

基于优化水平集方法的CT图像肺结节检测算法

对Chan-Vese水平集图像分割方法进行分析和改进,提出了结合全局区域均值和局部边界信息的水平集改进算法,应用于肺部CT图像分割和肺结节检测。在图像分割的目标函数中,在Chan-Vese方法基础上,引入局部边界统计特性能量项,以利于提高肺部医学图像分割的准确率和分割速度。实验表明,该方法可以很好地分割出肺实质轮廓和肺结节病灶区域,在分割速度上比Chan-Vese方法有了明显的提高,检测结果不依赖于初始设置,将人工交互降至最低,有利于实现CT图像肺结节自动检测。     

基于频率和张量投票的图像去噪及仿真研究

结合人的视觉原理,基于图像局部梯度定义了一种图像频率,以图像频率代替全变分模型中的梯度.同时,把张量投票原理引入全变分模型,构造了一个图像结构显著性函数,代替变分模型中的拉格朗日乘子λ,根据图像不同区域的结构特征,去调节变分模型中正则项和保真项的作用,建立了一种基于频率的张量投票与全变分能量最小化结合的纹理图像去噪新方法.仿真实验数据表明,该模型比其他已有的全变分模型具有明显的抗干扰能力,能够更准确、精细地刻画图像边缘、特征结构和平滑区域,克服了其他全变分模型所产生的阶梯效应和过平滑现象,特别是对于纹理特征丰富和低信噪比的图像,在去除噪声的同时能较好地保持边缘及其他重要特征.     

三维人脸建模中面部特征轮廓线的提取

提出一种基于彩色Snake模型和人脸先验知识的面部特征轮廓线提取算法，并将其用于真实意的三维人脸建模。根据肤色和灰度信息，在图像分割的基础上，利用种子填充技术获得面部各非肤色特征的轮廓初值；然后采用一种改进的彩色Snake模型对轮廓初值进行精确定位；接着，根据人脸的先验知识，利用含有方向信息的形态学边缘检测算子通过一次逐点考察完成下颚轮廓线的提取。实验结果表明该算法在轮廓线的搜索效率和定位精度上都有良好表现，在真实感的三维人脸建模以及面部识别等领域具有广泛的应用。     

Cardiac MR image segmentation using CHNN and level set method

Although cardiac magnetic resonance imaging (MRI) can provide high spatial resolution image, the area gray level inhomogenization, weak boundary and artifact often can be found in MR images. So, the MR images segmentation using the gradient-based methods is poor in quality and efficiency. An algorithm, based on the competitive hopfield neural network (CHNN) and the curve propagation, is proposed for cardiac MR images segmentation in this paper. The algorithm is composed of two phases. In first phase, a CHNN is used to classify the image objects, and to make gray level homogenization and to recognize weak boundaries in objects. In second phase, based on the classified results, the level set velocity function is created and the object boundaries are extracted with the curve propagation algorithm of the narrow band-based level set. The test results are promising and encouraging.     

基于局部与全局信息的活动轮廓图像分割模型

根据贝叶斯分类准则提出了一种改进的基于局部与全局信息的水平集图像分割模型。首先,利用图像的局部信息建立了局部能量项,引导目标附近的演化曲线停在目标边缘上;然后,利用图像的全局信息建立了全局能量项,加速远离目标边缘处演化曲线的演化;最后,提出了一种联合局部能量项和全局能量项的统一的水平集模型架构,提高了分割效率和分割灰度不均匀图像的能力。分割实验结果表明,该改进模型不但提高了对初始轮廓位置的鲁棒性,而且在分割灰度不均匀的图像时也取得了令人满意的分割结果。     

改进的分形算法在弱小目标检测中的应用

针对单帧图像中的弱小目标检测问题,提出了一种改进的基于分形的快速检测方法。该方法首先利用图像的局部熵信息对目标进行粗定位,以得到一个包含目标的感兴趣区域,然后利用分形理论构造该区域的分维像,最后对分维像采用自适应阈值分割即可将弱小目标精确检测出来。与传统分形算法相比,提出的改进算法包含粗定位和细定位两部分,它将分形算法要处理的区域缩减到局部熵所估计的小范围内,从而克服了传统分形方法计算量大、抗噪性差的缺点。仿真实验结果表明,该方法能够稳健、快速、有效地检测弱小目标。     

基于二维能量检测的舰船SAR图像阈值分割

鉴于传统阈值分割算法过于依赖背景杂波分布模型,以及在抗噪性、鲁棒性等方面的不足,文章通过改进传统能量检测算法的局部信杂比模型,提出了基于 λ检测的算法,解决了阈值不能自适应选择的问题。并针对图像存在大量相干斑及拖影时,算法处理能力不足的问题,考虑邻域像素均值 μ 将其拓展到二维,提出了基于二维能量检测的阈值分割法。最后,通过引入域内一致性、域间差异性和形状复杂度3个指标,与目前流行的最大熵阈值法以及改进的二维最大类间差法做对比实验,结果证明了本文算法简单有效。     

基于视觉对比度机制的红外弱小目标检测算法

针对红外图像中空天、海天等复杂背景及像素点噪声容易造成检测虚警的问题,提出一种基于视觉对比度机制的红外弱小目标检测算法。首先，通过新定义的局部对比度算子获取对比度增强的图像,该步骤可抑制背景杂波与像素点噪声对检测的干扰,提高图像的信杂比,增强目标区域的视觉显著性。然后,利用多尺度方法优化图像的显著区域,以增强算法的适用性,从而实现算法对不同尺寸的弱小目标的有效检测。最后,利用自适应阈值分割方法获取待检测的真实目标。实验结果表明,该算法无需图像预处理环节即可实现对不同尺寸的弱小目标的鲁棒性检测,对比常用算法具有快速性、高效性和较强的适用性。     

Feature fusion method for edge detection of color images

A novel feature fusion method is proposed for the edge detection of color images. Except for the typical features used in edge detection, the color contrast similarity and the orientation consistency are also selected as the features. The four features are combined together as a parameter to detect the edges of color images. Experimental results show that the method can inhibit noisy edges and facilitate the detection for weak edges. It has a better performance than conventional methods in noisy environments.     

一种改进的Live-Wire交互式图像分割算法

提出了一种改进的Live Wire交互式图像分割算法。与原Live Wire算法相比 ,改进算法在不增加算法复杂度的同时 ,大大提高了图像分割的性能 ,而且在 3个方面弥补了原算法的不足 :(1)对噪声相当敏感 ;(2 )不能有效地区分图像中的强弱边缘 ;(3)不适用于边缘弯曲程度较大的图像。将改进算法与窗宽 /窗位调整算法相结合用于医学图像分割中 ,取得了良好的分割效果