局部窗口动态选择的RSF模型

针对PDE(partial differential equation)图像分割模型-RSF(region-scalable fitting energy)模型对初始轮廓线选择敏感问题,提出根据图像的灰度变化信息动态选择高斯核函数窗口大小的改进RSF模型.实验表明,该模型提高了RSF模型对初始轮廓线的鲁棒性.     

贝叶斯优化的RSF模型脑肿瘤图像分割新方法

由于核磁共振成像(MRI,magnetic resonance imaging)模糊、灰度不均,使得脑肿瘤图像分割精确度不高,给出了一种贝叶斯优化的自适应RSF模型.传统RSF模型的水平集分割性能受初始化和控制参数影响较大,需要大量人工干预,限制了其在实际中的应用.利用贝叶斯估计的自适应性,自动提取初始轮廓,并用于RSF模型细分割脑肿瘤图像,得到了一种脑肿瘤MRI图像分割新方法.结果表明,实验采用Jaccard系数和分割时间评估分割方法的精度和效率,与RSF-mean shift方法相比,其分割精度提高20%以上,分割效率提高32%以上.     

MSRM和Snake算法相结合的MRI肿瘤提取

提出一种将最大相似度区域合并(MSRM)算法与Snake算法相结合的新的分割方法,进而提取MR成像中的肿瘤区域。首先使用简单线性迭代聚类(SLIC)算法对图像进行超像素分割,其次使用MSRM算法得到图像肿瘤区域大致边界,最后将该边界作为Snake模型的初始轮廓线,完成对图像的肿瘤提取。实验结果表明,相比于MSRM算法,文中方法能更准确地提取MRI肿瘤区域,且不需要手动选取Snake模型的初始轮廓线。     

聚类分析和活动轮廓模型相融合的图像分割算法

针对当前图像分割算法存在的分割误差大、 分割时间长及无法进行在线图像分割的不足, 提出一种基于聚类分析和活动轮廓模型相融合的图像分割算法. 首先, 对原始图像进行去噪处理, 采用聚类分析算法对原始图像进行粗分割, 将粗分割结果作为活动轮廓模型的初始轮廓线; 其次, 将活动轮廓模型根据初始轮廓线对图像不同区域轮廓进行拟合, 实现图像的精细分割； 最后与聚类分析算法、 活动轮廓模型以及当前经典图像分割算法进行对比测试实验. 实验结果表明, 本文算法克服了当前图像分割算法存在的缺陷, 提高了图像分割效率和精度, 对噪声不敏感, 并具有较强的鲁棒性, 图像整体分割效果显著优于对比算法.     

改进RSF主动轮廓模型的医学图像分割方法

针对可伸缩区域拟合能量(RSF)模型在分割某些医学图像时会存在欠分割以及轮廓收敛速度慢等问题,提出一种改进的RSF模型.利用K均值对医学图像进行全局处理,用一个新的核函数代替高斯函数.在新的核函数基础上重新建立能量泛函,并将一个内部能量项作为罚函数项引入到水平集模型中.结果表明,与传统的RSF模型相比,改进模型的分割精度提高了近40%,分割速度提高了近30%.     

聚类分析和活动轮廓模型相融合的图像分割算法

针对当前图像分割算法存在的分割误差大、 分割时间长及无法进行在线图像分割的不足, 提出一种基于聚类分析和活动轮廓模型相融合的图像分割算法. 首先, 对原始图像进行去噪处理, 采用聚类分析算法对原始图像进行粗分割, 将粗分割结果作为活动轮廓模型的初始轮廓线; 其次, 将活动轮廓模型根据初始轮廓线对图像不同区域轮廓进行拟合, 实现图像的精细分割; 最后与聚类分析算法、 活动轮廓模型以及当前经典图像分割算法进行对比测试实验. 实验结果表明, 本文算法克服了当前图像分割算法存在的缺陷, 提高了图像分割效率和精度, 对噪声不敏感, 并具有较强的鲁棒性, 图像整体分割效果显著优于对比算法.     

基于GVF Snake和边界跟踪的主动轮廓图像分割

梯度向量流蛇(GVF Snake)模型在处理图像分割问题上取得了较好的结果,但它对初始轮廓曲线的依赖程度较大且梯度向量场计算时间较长,故此提出一种基于GVF Snake模型和边界跟踪的轮廓提取图像分割算法。该算法利用边界跟踪算法进行粗糙的分割,获取边缘位置有效信息点,经采样后生成一条初始轮廓线。同时,基于拉格朗日法求解梯度向量场的方法,提出一个距离终止条件以提高计算速度。实验结果表明,与GVF Snake、手动GVF Snake和CV活动轮廓算法相比,该算法有效提高了图像分割的自动化程度和分割精度。     

基于改进Snake模型的医学图像分割

活动轮廓模型(Snake模型)被广泛应用于医学图像分割之中,传统的Snake模型在分割图像时要求初始轮廓线必须给定在图像边缘附近,且难以收敛到凹陷轮廓。本文针对Snake模型的这点不足,通过改进外部能量项,提出了一种基于梯度矢量流活动轮廓模型的医学图像分割算法。该算法用梯度矢量流代替图像梯度进行外部能量的计算,克服了传统Snake模型力场范围小以及不能收敛于凹形边缘的缺点。实验结果表明:改进模型能够有效的分割心脏MRI图像,是一种有效的方法。     

基于K-means和GVF Snake模型的纤维图像分割

在纤维图像自动识别系统中,分割出完整连续的纤维是纤维特征分析的必要前提.针对纤维图像的背景和前景灰度区别不大、光照不均对图像的影响等特征,提出融合K-means和GVF(Gradient Vector Flow)Snake模型的纤维图像分割算法.该算法以提取完整连续的纤维轮廓为标准,利用K-means聚类分割结果为GVF Snake模型的初始轮廓线,并对得到的存在毛刺的轮廓结果采用轮廓跟踪去除毛刺,从而得到完整连续的单根纤维图像.该算法不仅能有效解决传统图像分割方法对纤维图像分割的不连续问题,而且能有效抑制纤维图像中噪声的影响.     

改进的局部扩展拟合图像分割方法

局部扩展拟合(RSF)模型可以有效解决灰度不均匀的图像分割问题,但传统的局部拓展拟合模型只考虑了图像上一点在其局部拓展区域内与零水平集相交的情况,易导致过分割现象.为此, 提出了一种改进的局部拓展拟合方法,即在RSF模型的基础上考虑图像上每一点在其扩展邻域内与零水平集不相交的情况,并重新定义了此情况下灰度能量的取值,使该点的内部灰度能量与外部灰度能量严格相等.实验结果表明所提方法有效解决了由初始化问题导致的过分割现象.     

基于图像特征的卷积核初始化方法

针对当前卷积核初始化方法易导致网络不稳定及主成分分析算法对网络结构限制的问题, 提出一种基于图像特征的卷积核初始化方法. 该方法先结合模糊处理技术和边缘处理技术对图像进行采样, 再将采样后的数据随机分组, 使用主成分分析算法提取各组数据的主成分, 初始化卷积核. 将该方法应用于数据集Cifar-10和Corel-1000, 并与Gauss初始化方法和He初始化方法进行对比测试, 实验结果表明, 该方法性能优于其他卷积核初始化方法.     

快速有效的全局和局部能量驱动的活动轮廓模型

由全局和局部拟合能量驱动的活动轮廓模型(LGIF模型)对活动轮廓的初始化和噪声不敏感,且能够分割灰度不均匀图像;但是该模型的演化方程在每次迭代中需要进行多次高斯卷积,使得分割速度非常慢;基于这一缺点提出了一个新的模型;实验表明:该模型不仅能够分割灰度不均匀图像,而且分割效率优于LGIF模型。     

基于局部和全局灰度拟合的图像分割算法

针对灰度分布非均匀图像的分割,提出一种改进的基于区域的活动轮廓模型,融合了LIF（local image fitting）模型的变尺度局部拟合特点与C-V（Chan-Vese）模型的全局优化特性,不仅提高了图像的分割效率,而且增强了模型对尺度参数和初始轮廓位置的鲁棒性。在数值计算中,使用高斯滤波规则水平集函数,使其保持光滑,并避免了复杂的重新初始化过程。对大脑MR图像的实验分割显示了该模型的优点。     

改进的主动形状模型方法在人脸特征点定位中的应用

针对主动形状模型(ASM)已成功应用于人脸特征点定位提出了两点改进方法.其一,首先用Adaboost方法在图像中检测到人脸区域,然后在人脸区域中检测到瞳孔的位置,为ASM中的点分布模型粗略地定位好初始位置;其二,将原始ASM方法中的关键点的1D纹理模型改进为基于核概率密度估计模型的2D纹理模型.改进的方法在SJTU人脸数据库中进行验证,结果表明,改进的ASM方法提高了特征点定位的精度.     

基于高斯过程机器学习的冲击地压危险性预测

针对多种复杂影响因素条件下,如何有效预测冲击地压危险性这一类复杂的模式识别问题,提出一种基于高斯过程机器学习的冲击地压危险性预测新模型,通过对少量训练样本的学习,能很好地建立冲击地压危险性与其影响因素的非线性映射关系.算例结果表明,该模型科学可行、容易实现且预测精度高,具有良好的工程应用前景.     

基于非参数聚类和多尺度图像的目标跟踪

提出了一种基于非参数聚类和多尺度图像的目标跟踪算法.在利用改进的非参数颜色聚类进行自适应划分目标颜色空间的基础上,定义了目标模型和候选目标模型,该模型利用高斯函数建模颜色直方图中的每一个颜色特征位的空域分布; 根据Bhattacharyya系数的定义得到了目标模型和候选目标模型之间的相似性函数.跟踪算法利用高斯金字塔得到的多尺度图像进行从粗到细的目标空间定位;同时通过利用推导的核函数自动带宽选择公式,实现了目标尺度定位.实验结果表明该方法优于典型的均值漂移跟踪方法,从而验证了该方法的有效性.     

Sub-pixel edge location algorithm for bilevel images

Accurate edge localization of bilevel images is of primary importance in barcode decoding. In the sub-pixel edge location algorithm for bilevel images, the bilevel image (barcode) imaging process is modeled as a square wave convoluted with a Gaussian kernel and then sampled discretely by pixel arrays. Based on the gray levels of the pixels, assumed sub-pixel edge locations are set and adjusted so that the discrepancy of the theoretical gray level of pixels and the actual gray level of pixels reaches the minimum and then the best approximation of the actual sub-pixel edges of the bilevel image is obtained. Examples are presented to illustrate the techniques of the algorithm which can solve the problems of edge location or signal recovery of bilevel images in the case of the two features: one is that the support of the Gaussian kernel is comparable to the distance of the adjacent edges; the other is that the distance between the adjacent edges is comparable to the distance of the adjacent pixels.     

基于几何形变模型的医学图像分割研究

基于形变模型的图像分割方法通常可以分为参数型(Parametric Deformable Models)和几何型(Geometric Deformable Models)两类。提出了一种基于几何形变理论的LBF模型。针对水平集level set模型不能处理灰度不均一图像的分割问题,采用了LBF模型,并且该模型引入了一个以高斯函数为核函数的局部二值拟合能量,以获取图像的局部信息。通过理论分析与计算机仿真算例和其他算法的性能进行对比,表明改进算法LBF提高了图像分割的稳定性和精确性,具有较高的实用价值和广泛的应用背景。