基于高斯-马尔可夫随机场模型的运动目标自动分割

提出了一种基于高斯 马尔可夫随机场(GMRF:GaussianMarkovRandomField)模型的运动目标自动分割算法.该算法采用有限高斯混合模型描述视频序列帧差图像的概率分布.在此基础上建立马尔可夫随机场模型,构造系统相应的能量函数.然后通过Metroplis优化算法求解能量函数的最优解,得出标记场,提取出运动目标.实验结果证明,该算法对运动目标分割具有很好的分割效果.     

基于图割和Sobel算子的视频分割算法

针对前景和背景交界处对比度较低的图像分割问题,提出了基于图割和Sobel算子的视频分割算法.首先建立包括颜色分量和对比度分量的能量函数;然后对当前帧和背景求梯度,使用背景的像素梯度来减弱当前帧中背景部分强边缘的梯度值,同时对由颜色模型建立的图像进行Sobel边缘检测,将得到的边缘检测的结果应用到颜色分量和对比度分量中来增加前景和背景对比度;最后,使用图割算法,对能量函数进行最小化求解最终得到分割结果.实验结果表明,当前景和背景交界处颜色相近时,本文分割算法能有效降低分割错误率.     

基于改进的Graph Cut算法的羊体图像分割

针对羊体图像复杂背景、不均匀光照且含有大量噪声等特点,提出一种融合多尺度分水岭的改进Graph Cut分割模型.引入多尺度分水岭对图像进行预分割,将基于像素级的Graph Cut算法转化为基于区域的算法以提高分割的效率.通过标记前景和背景种子点,利用模糊C均值算法实现前景和背景区域聚类.将多尺度分水岭分割的区域作为图割的顶点,以Lazy Snapping为框架计算图的边界项和数据项,并构造能量函数,通过最大流/最小割算法求解能量函数的最小值,从而实现图像分割.通过使用不同的分割算法进行实验比较,结果表明改进的算法在准确性和高效性方面都具有很好的性能.     

融入光度信息图割的图像轮廓提取方法

图割算法是图像分割方法中一种高效最优化的计算方法,针对图像中目标物体光照不均匀导致的分割不准确问题,本文提出了一种基于光度信息的图割方法:该方法利用彩色图像的RGB值,得到像素的颜色值和亮度值,用其平均值表示像素的光度值,将图像的光度信息融入到主动轮廓模型的能量函数中,构建新的能量函数,利用最大流/最小割算法求解新的能量函数的最优解,得到目标的轮廓;实验结果证明,该方法能够使初始轮廓较准确较迅速地收敛到目标物体的轮廓。     

基于智能人机接口的即时过程式图像对象提取方法

提出一种建立在智能人机接口即智能画笔上的采用即时局部信息的过程式对象分割方法.当用户驱动鼠标对目标对象的边界进行跟踪时,智能画笔动态地根据图像局部统计特征估计每个即时时刻对象分割计算所需的待分割区域、外观样本、对象轮廓等即时局部信息,通过能量函数将各种信息结合,利用图割优化算法快速计算局部分割结果并及时反馈.随用户对对象边界的跟踪结束而完成对象分割.实验结果验证了该方法在交互便捷性和用户对分割过程控制方面的优势,以及在分割效率和准确度等方面的优良性能.     

自适应形状约束Graph cuts算法在腹部CT图像分割中的应用

针对CT图像对比度低,组织边缘模糊,器官轮廓不规则等特点造成组织器官难以分割的问题,提出了一种自适应形状约束的Graph cuts算法.首先使用基于多图谱配准的分割方法分割原始图像,将得到的初始分割结果作为形状先验加入到Graph cuts算法的能量函数中,同时根据配准分割过程得到的目标概率图自适应选择形状约束项系数,最后通过最大流最小割算法分割出CT图像中的肝脏、肾脏和脾脏.实验结果表明,该方法能够较好地分割出肝脏等组织器官,有效减轻传统图割算法分割图像时造成的过分割和欠分割现象.     

快速非匀质图像分割方法

针对灰度非匀质图像分割困难及效率低下的问题,提出一种基于局部区域活动轮廓模型快速分割方法.该方法结合核函数和割测度定义一个新的能量函数.一方面,在中心点被核函数掩模的局部区域内,用邻近点的加权均值拟合数据项能有效处理图像的非匀质分布.另一方面,用割测度逼近的曲线长度作为全局正则性,利于轮廓快速定位于物体边界.最后,在轮廓演化过程中,使用基于栅格图的最大流算法,避免了传统模型计算代价高昂的水平集函数.合成图像和真实图像的实验结果表明,提出的方法能有效快速地分割灰度非匀质图像中的弱边缘物体及多灰阶复杂结构物体;同时,对初始轮廓线位置和噪声具有较好的鲁棒性.     

基于混合特征空间MRF(Markov Random Filed)模型的高分辨率遥感影像水体提取

水体信息提取是遥感图像在水资源调查与利用、水生态监测等应用中的关键技术之一.针对现有的水体指数法或影像分类法在水体边界处理效果不够精确、易产生误提取和漏提取等问题,提出一种基于混合特征空间与MRF模型图像分割算法的水体提取新算法.结合遥感图像颜色特征与归一化差异水体指数NDWI创建混合特征空间,将遥感图像中的像素作为MRF模型中的随机变量,构建基于混合特征的能量函数,使用迭代的图割算法(Graph Cut)最小化能量函数确定水体边界,然后根据已提取的水体主体的水体指数及颜色特征等信息对水体边界进行自适应精细化处理.对石梁河水库水体提取的实验表明,该方法能够自动对周边环境复杂的水库水体信息进行提取,并且水体边界的提取效果良好,达到较高的水体提取精度.     

基于目标检测和图割的多目标跟踪算法

多目标跟踪是智能视频监控中的一个具有挑战性的问题.提出了一种基于运动目标检测和图割理论的多目标跟踪算法.首先,利用码本模型对背景建模,检测运动目标.然后,令一个标签对应一个目标,建立能量方程,把多目标跟踪问题转化为能量最小化的组合优化问题.最后,构造网络图,利用最大流-最小割算法寻找最优解.实验结果表明,所提算法能够处理新目标的进入和原有目标的离开,对多目标之间的遮挡具有较强的鲁棒性.     

基于全局划分与局部划分的自适应活动轮廓模型

为了分割边界模糊图像,文章提出基于划分函数的自适应活动轮廓(Adaptive active contour model based on global division and local division, DGDL)模型.通过建立一个局部划分能量项,将其与全局划分能量项进行线性组合,并基于迭代次数建立一个自适应函数自动选取全局与局部能量,得到基于全局划分与局部划分的活动轮廓模型.利用人工合成图像与真实图像作为分割对象进行实验,结果表明,DGDL模型对初始轮廓鲁棒,迭代次数较少且耗时短,还能分割边界模糊和灰度不均图像,并具有良好的分割性能.     

采用精确抠图的单幅自然图像背景虚化合成方法

针对小光圈镜头下的单幅自然图像背景虚化问题,提出一种基于精确抠图的单幅自然图像背景虚化合成方法.首先,利用GrabCut算法对单幅自然图像的前景对象进行初始抠图;其次,采用基于局部二值模式算子的颜色恒常性算法提取图像纹理,并对初始抠图实现精确割图;然后,通过双边滤波虚化背景部分;最后,将精确分割后的前景部分与虚化后的背景部分合成.仿真结果表明：文中算法可以获得高质量的分割和视觉自然的背景虚化效果.     

基于均值场理论和马尔可夫场的运动目标分割算法

研究了基于均值场理论和马尔可夫场的运动目标分割方法.该算法先对帧差图像进行简单的前背景划分,再采用均值场理论(MFT),建立马尔可夫随机场(MRF)模型,构造系统相应的能量函数.然后通过求取最大后验估计(MRF-MAP),即求最小能量函数,得出标记场,提取运动目标.实验结果证明:该算法能够很好地消除噪声,对运动目标分割具有较好的分割效果.     

基于双帧图模型的视频物体分割

通过将空间及时序信息有效结合, 提出基于双帧图模型的单目视频物体分割算法。首先, 通过手工交互得到初始帧的分割, 并据此训练获取前景物体及背景的颜色模型。然后, 利用双帧图模型融合当前帧的颜色信息以及由颜色差得到的空间和时序约束。根据观测到的颜色差异与物体运动的线性关系, 提出运动自适应的时序约束因子, 它能够随视频中物体运动变化自适应地调节。最后, 通过二值图割法计算当前帧的分割结果并更新颜色模型。利用双帧图模型可循序地对视频中的下一帧进行分割。实验结果证实, 提出的自适应时序约束因子可以提高物体分割结果的准确性和时序一致性, 量化指标表明此算法在视频物体分割中可获得更优结果。     

融合双边滤波算子的多相水平集图像分割算法

由于乳腺肿瘤超声图像的边界模糊,且灰度异质现象较严重,准确分割出肿瘤区域是一项具有挑战性的工作.针对传统的Chan-Vese模型和局部二值拟合模型(local binary fitting)的分割缺陷,在乳腺肿瘤超声图像的全局和局部能量信息的基础上,结合双边滤波算子,提出一种全局和局部二值拟合模型的多相水平集分割算法.首先,将双边滤波算子作为乳腺肿瘤超声图像的核函数;然后,根据变分法求解表征超声图像结构信息的能量泛函,得到对应的梯度矢量方程;随后,引入多相水平集函数实现病灶区域的多区域细化分割;最后,对乳腺超声图像数据集的分割实验.结果 发现:经过与医生手动标记的肿瘤区域进行对比,分割准确度为94.51％.可见,该模型的准确度较高、误判率较低、鲁棒性较强.     

基于Grabcut的图像目标提取

在图像处理过程中,快速准确地提取感兴趣的目标是图像处理的一个重要任务.提出了一种基于Grabcut准确提取图像目标的算法,该方法根据用户指定前景物的基本形态获取初始的前景、未知的背景区域,并用mincut/maxflow对分割能量函数进行了优化,利用大量图像对本文方法进行了实验分析,结果表明了算法能有效提取图像中感兴趣的目标.     

一种基于图割的快速立体匹配方法

针对图割算法中引入辅助节点,算法复杂度过高的问题,提出了一种无需引入辅助节点的图构造方法来解决立体匹配问题. 由于无需引入辅助节点,所构造出的图所需空间较小,同时可以更快地找到能量函数的最小值. 实验结果表明,该方法可以快速有效地得到立体匹配的结果.     

水平集理论在磁共振脑图像分割中的模型研究

灰度不均匀性常出现在医学图像中,给图像分割问题带来很大困扰.为了提高鲁棒性,可在分割模型中引入各种先验知识,例如形状和灰度分布信息.而传统的引入先验知识的分割算法,如神经网络算法,仍存在许多问题,包括数据计算量大和边界不连续等.为了解决这些问题,提出了一种基于水平集理论的分割算法.利用局部区域的灰度信息定义能量函数,然后根据能量函数的最小化机制引导水平集曲线进化并最终收敛到目标边界.在仿真实验中,将局域化的水平集算法与传统的自组织映射神经网络算法进行比较.结果表明,所得到的算法在鲁棒去噪和目标边界的连续性方面效果更佳.     

寻找图的最小割集的神经网络方法

针对问题的特点,建立了Ｈｏｐｆｉｅｌｄ网络的能量函数,提出并构造了一种寻找任意图最小割集的神经网络算法－ＮＮＭＣ（Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍｉｎｉｍａｌ Ｃｕｔ）算法。该算法充分利用了Ｈｏｐｆｉｅｌｄ网络快速收敛的特性,并具有跳出局部极小点的方法。     

基于区域分割和引导滤波的多聚焦图像融合

针对多聚焦图像可能出现局部配准不理想的情况,提出了一种基于区域分割和图像引导滤波的失配准鲁棒多聚焦图像融合算法. 首先通过构造基于结构张量的聚焦评价函数,对每幅输入图像进行聚焦度评价;然后建立包含图像聚焦度的全局能量函数,并通过Graph Cut算法分割出每幅图像的聚焦区域;最后利用图像引导滤波对每个聚焦区域进行细化得到每幅图像的融合权重,在梯度域上进行图像复原得到融合图像. 实验结果表明,该方法不仅可以在多聚焦图像失配准的情况下进行图像融合,而且有效地保持了图像的边缘,在主客观评价指标上均有较大的提升.      

基于亮度感知的前景提取

前景提取是在图像整体认知基础上将感兴趣对象分离出来,本文联合图像亮度视觉感知和水平集方法提出了一种基于亮度感知的前景提取模型。该模型依据像素对的亮度视觉相关性,联合视觉区域内相似性和区域间的差异性,设计了亮度感知能量泛函,运用瑞利熵求解能量泛函得到视觉区域,利用视觉区域特征驱使初始曲线演化至前景轮廓。相对于传统算法,该模型运用图像视觉特征有利于从图像的整体认知上提取前景,提高了水平集方法的前景提取质量。