一种改进的多光谱遥感图像超像素分割算法

针对简单线性迭代聚类算法在多光谱遥感图像超像素分割中存在的未充分利用图像特征信息及超像素尺寸、 数量固定导致分割精度较低的问题, 提出将流形 简单线性迭代聚类算法引入到遥感图像超像素分割任务中, 并对其进行改进. 首先, 给出一种基于彩色局部二进制模式改进的多光谱遥感图像纹理特征提取方法; 其次, 扩展流形 简单线性迭代聚类算法的光谱空间, 使算法可以适应高维图像数据; 最后, 改进流形 简单线性迭代聚类算法的聚类距离度量, 融合图像的多段光谱特征、 空间特征及纹理特征对像素进行迭代聚类, 实现内容敏感超像素分割. 实验结果表明, 与现有方法相比, 该算法对多光谱遥感图像的超像素分割结果更准确, 在边缘召回率、 欠分割误差、 可达细分精度指标上均有提升, 能改善多光谱遥感图像分割预处理方法中精度较低的问题.     

一种由粗至精的RGB-D室内场景语义分割方法

为了标注室内场景中可见物体,提出一种基于RGB-D数据由粗至精的室内场景语义分割方法.首先,利用分层显著度导引的简单线性迭代聚类过分割和鲁棒多模态区域特征,构建面向语义类别的超像素区域池,基于随机决策森林分类器判决各个超像素区域的语义类别,实现粗粒度区域级语义标签推断.然后,为了改善粗粒度级的语义标签,利用几何深度导引和内部反馈机制改进像素级稠密全连接条件随机场模型,以求精细粒度像素级语义标注.最后,在粗、细粒度语义标注之间引入全局递归式反馈,渐进式迭代更新室内场景的语义类别标签.2个公开的RGBD室内场景数据集上的实验结果表明,与其他方法相比,所提出的语义分割方法无论在主观还是客观评估上,均具有较好的效果.     

基于聚类的超像素分割算法研究

超像素分割是一种重要的图像预处理工具,有关这方面的研究是近年来计算机视觉领域的研究热点。该文对近年来基于聚类方法的超像素分割算法综合分析,并重点就2000年以来三种重要的基于聚类方法的超像素分割算法进行了实验对比,从分割效果和运行效率等方面进行了分析和比较。实验效果显示:DBSCAN超像素生成算法在执行效率和边缘贴合度上都优于其他两种算法,这对于计算机视觉和图像处理领域需要进行快速准确图像分割的应用场景具有重要的参考作用。     

融合聚类与排序的图像显著区域检测

显著区域检测是计算机视觉领域中一个极具挑战性的问题。当前,多数显著区域检测算法通过直接计算图像中每个像素或图像块与其一定范围内邻域的差异来判断像素的显著性。当图像背景杂乱或者图像中的前景和背景有相似特征时,这些传统方法的检测性能明显下降。该文提出一个基于再聚类的显著区域检测算法框架:首先,利用聚类算法将图像过分割得到的超像素再聚类成多个超像素簇,其中提出了自动确定尺度参数和聚类个数的方法;其次,基于聚类得到的超像素簇,该文又提出一个自动选择可能的背景簇的方法,并将其作为排序算法中的查询项来估计全图的显著性。在两个差异较大的公开数据集上,该算法实现了相对稳定的显著区域检测结果,而且在部分性能指标上明显优于其他5种算法。     

自适应鲁棒图形模糊聚类分割算法

针对图形模糊聚类算法缺乏噪声抑制能力的不足,提出基于鲁棒距离的自适应图形模糊聚类分割算法.首先,将邻域像素灰度信息嵌入图形模糊聚类目标函数,得到鲁棒图形模糊聚类分割算法.然后,利用鲁棒距离代替鲁棒图形模糊聚类目标函数中的平方欧氏距离,并对该鲁棒聚类中正则因子采用当前样本与邻域信息均值之偏差进行自适应调节.最后,利用拉格朗日乘子法获得自适应鲁棒图形模糊聚类迭代表达式.灰度图像及其噪声干扰图像的分割测试结果表明:该分割算法相比图形模糊聚类算法、鲁棒图形模糊聚类算法以及现有的鲁棒模糊聚类算法等具有更强的分割能力和抑制噪声的能力.     

应用视觉显著性的快速有偏聚类超像素算法

针对正则化超像素方法的超像素数随边缘拟合要求迅速增长的问题,提出了一种有偏聚类超像素算法。结合人类视觉对目标专注程度不一的特点,在SLIC算法框架下,提出了基于视觉显著性的非均匀初始化方法和有偏聚类距离函数。算法在图像的显著性区域进行密集的过分割,保持目标边缘的细节信息,而在非显著区域仅生成稀疏的超像素,以降低分割块数,再通过一步全局聚类和边缘逐步细化过程,有效地保证了图像的边缘拟合,同时提高了算法的速度。实验表明,在相同超像素数下,所提算法在边缘查全率、欠分割错误率以及运行速度方面均优于传统算法。     

采用多层图模型推理的道路场景分割算法

针对传统图模型分割算法提取的物体边缘不够精细、难以适应复杂道路场景布局的问题,提出了一种基于多层图模型推理的道路场景分割(HGI)算法。该算法先将图像过分割为同质的超像素块,再采用随机森林模型训练超像素块的多类别回归器和相邻超像素的一致性回归器;然后用2种回归值计算马尔科夫随机场(MRF)模型的能量项,通过推理得到初始分割;最后为了解决超像素块包含多类别带来的分类混淆,在初始分割基础上构建像素级的全连接条件随机场模型,进行优化得到精细的分割结果。实验结果表明,采用HGI算法对人工标注数据库和真实拍摄的场景图像处理能够得到精细的分割边缘,能够解决超像素推理中的类别混淆问题,与传统的MRF图模型分割方法相比,在总体精度和平均召回率2个指标上分别提高了2%和3%。     

基于RGB-D图像和深度学习的场景语义分割网络

近年来,深度卷积神经网络应用于图像语义分割领域并取得了巨大成功。本文提出了一个基于RGB-D(彩色-深度) 图像的场景语义分割网络。该网络通过融合多级RGB网络特征图和深度图网络特征图,有效提高了卷积神经网络语义分割的准确率。同时,本文利用带孔的卷积核设计了具有捷径恒等连接的空间金字塔结构来提取高层次特征的多尺度信息。在SUN RGB-D数据集上的测试结果显示,与其它state-of-the-art的语义分割网络结构相比,本文所提出的场景语义分割网络性能突出。     

基于彩色-深度图像和深度学习的场景语义分割网络

近年来,深度卷积神经网络应用于图像语义分割领域并取得了巨大成功。提出了一个基于RGB-D(彩色-深度)图像的场景语义分割网络;该网络通过融合多级RGB网络特征图和深度图网络特征图,有效提高了卷积神经网络语义分割的准确率。同时,利用带孔的卷积核设计了具有捷径恒等连接的空间金字塔结构来提取高层次特征的多尺度信息。在SUN RGB-D数据集上的测试结果显示,与其他state-of-the-art的语义分割网络结构相比,所提出的场景语义分割网络性能突出。     

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。     

基于模糊C均值聚类能量最小化的超声图像分割

 提出了基于模糊C均值能量最小化的活动轮廓模型.该模型首先对待分割图像进行模糊C均值聚类得到前景和背景的模糊隶属度值,然后将待分割目标的局部像素信息和它的隶属度值作为活动轮廓模型的水平集函数的初始值,改进了传统的求解Euler-Lagrange方程使活动轮廓的能量极小化的模型,利用快速算法直接计算模糊C均值能量最小化驱动传统活动轮廓模型的曲线演化.将提出算法与经典的活动轮廓模型分割算法比较,对仿真和临床的超声图像分割实验结果表明：提出算法能很好地分割像素不均匀、边界模糊、含有斑点噪声的超声图像,具有较好的分割性能和较快的分割速度.     

结合SLIC超像素和DBSCAN聚类的眼底图像硬性渗出检测方法

为自动检测出眼底图像中的硬性渗出,结合简单线性迭代聚类(SLIC)超像素分割算法和基于密度的聚类算法(DBSCAN),提出一种对眼底图像硬性渗出的检测方法.首先,采用SLIC超像素分割算法对彩色眼底图像进行过分割;然后,采用DBSCAN对上述分割得到的超像素进行聚类,形成簇;最后,分割出目标图像,并选用标准糖尿病视网膜病变数据库(DIARETDB0和DIARETDB1)的眼底图像验证上述组合算法的可行性.实验结果表明:算法能够快速、可靠地检测出眼底图像中的硬性渗出,具有可直接对彩色图像进行分割、特征提取的特点.     

基于凹凸性方法的杂乱场景点云分割算法

为了处理杂乱场景中多个物体的分割问题,提出了一种基于RGB-D点云数据的分割方法;该方法先将场景点云超体聚类分解为基于体素网格的邻接图,然后对邻接图的边缘进行分类创建凸度图,再通过区域生长合并具有凸关系的分块从而得到未知物体。此外,提出用欧几里得算法对区域生长进行改进,发现对于碗和杯子这类具有内部凹面的物体有较好地分割效果。在对象分割数据库和手动提取场景中的实验结果,表明该方法可以在杂乱的桌面场景中分割各种形状的对象。     

基于马尔可夫随机场和模糊C-均值聚类的DTI图像分割算法

传统的模糊C-均值聚类(FCM)算法只考虑了图像灰度信息,未考虑图像的邻域信息,抗噪性能不够理想.为了充分利用图像空间信息,提出一种结合马尔可夫随机场(MRF)的自适应加权FCM改进算法.该算法根据局部密度判断像素在其窗口邻域范围内的离散种类,将MRF空间约束场和隶属度场的权重根据像素离散种类进行自适应变化,在消除噪声影响的同时,尽可能保留弥散张量成像(DTI)的图像细节信息.实验结果表明:该算法可以准确分割DTI图像,得到边缘清晰且细节信息保留良好的分割结果,与FCM算法以及MRF和FCM融合算法相比,其分割系数至少提高了3%,分割熵至少降低了2%,分割聚类效果得到提高,且分割系数和分割熵都不易受噪声幅度的影响.     

一种自适应产生超像素个数的道路图像分割算法

针对超像素分割算法需要人为设置初始超像素个数和目标边缘分割不精确等问题,提出一种自适应产生超像素个数的道路图像分割算法。该算法主要包含超像素的获得和超像素的合并两阶段。在超像素的获得阶段,首先通过计算图像区域数对应的图像颜色分量直方图峰值个数自动获得初始超像素个数,然后基于简单线性迭代(SLIC)算法在图像过分割的基础上利用颜色分量最大差值对过分割超像素块进行欠分割检测与处理,实现超像素的精确分割。在超像素的合并阶段,通过融合超像素颜色和纹理特征建立超像素间相似度信息表,最后在结合空间位置相邻性的基础上实现超像素的合并。实验在自动驾驶场景评测数据集KITTI上对本文算法进行验证和测试。结果表明,本文提出的算法与其他道路图像分割算法相比,在总体精度、平均召回率以及F1值3个指标上均有较好的效果。     

基于局部灰度聚类的高斯分布拟合模型

针对高斯分布拟合模型对初始轮廓敏感的问题,提出一个基于局部灰度聚类的高斯分布拟合模型.新模型根据图像局部像素灰度聚类特点,采用灰度偏移场和一个分片常量函数共同拟合图像的局部灰度均值,实现了图像全局信息和局部信息的有机结合,使轮廓可以从任意初始位置向目标边缘演化,最后收敛在边缘上.新模型采用一种快速有效的数值方法实现,水平集函数在整个演化过程中不必重新初始化,活动轮廓演化速度得到显著提高.实验结果表明,本文算法能够在不同的轮廓初始化情况下获得准确的分割结果.     

具强噪声鲁棒性的聚类图像分割算法

针对已有的图像分割算法对噪声的鲁棒性不佳的问题,结合中智集合提出了一种新的基于中智集合聚类的图像分割算法,并为此聚类算法提出了高性能的目标函数.首先,将图像转换为中智集合域,然后定义一个高效的基于中智集合的聚类目标函数进行聚类分析,最终采用聚类算法将像素进行分类.将人工图像与真实图像进行对比试验.结果证明:本算法的有效性与分割准确率均高,同时具有较好的噪声鲁棒性.     

空间加权模糊C均值聚类图像分割算法

为了提高模糊C均值聚类(FCM)算法用于图像分割时对噪声的鲁棒性,在FCM算法中引入了图像像素的邻域约束,提出一种空间加权模糊C均值聚类图像分割算法。首先根据邻域像素的模糊隶属度函数值,定义像素分类标记的局部先验概率,然后将该局部先验概率融入标准的FCM算法的目标函数中,从而提出一种空间加权模糊C均值聚类图像分割算法。仿真实验通过合成图像和真实图像验证了该算法的有效性和鲁棒性。     

基于改进FCM算法的后照明图像分割与分级算法研究

后照明图像在白内障诊断和治疗中有着广泛的应用.使用计算机进行分割、分级,不仅省时而且可以得到客观的结果.针对已有算法在灰度不均匀、背景与前景灰度接近区域时无法有效分割的问题,提出一种基于改进FCM算法的后照明图像分割算法.在改进的算法中,首先计算超像素图像区域梯度信息,然后将超像素区域梯度信息归一化后作为权重引入到FCM算法中,充分考虑超像素图像区域信息和梯度信息,从而减少了这些区域的误分.实验结果表明,相比于已有分割和分级算法,本文提出的算法提高了后照明图像分割的准确率.     

基于高斯混合密度模型的医学图像聚类方法

研究了医学图像的聚类问题,提出一种基于高斯混合密度模型的K-EM聚类算法,并将此算法用于人体腹部图像数据,实现肝、肾、脾等主要器官的分类.在算法中,随机选取腹部图像像素数据,用QAIC信息准则确定训练样本的最佳类别数;用K均值聚类算法得到混合模型的初始参数;用期望最大(EM)算法多次迭代建立腹部图像数据的混合密度模型;运用贝叶斯准则,将腹部图像所有像素值划分到混合模型中相应的模型分支,得到每个器官像素值划分的正确率与误判率.试验结果表明,新算法分类的平均正确率高于85%、误判率低于10%,优于K均值算法.