基于改进的FCM聚类算法的图像分割

本文从利用空间信息的角度进行了研究,从邻域距离约束的角度出发,提出一个新的聚类目标函数,得到基于邻域距离约束的FCM图像分割算法。将该算法用于人工图像和实际图像的分割实验,实验结果表明了该算法的有效性以及对噪声的鲁棒性。     

基于Fuzzy c-means算法聚类有效性函数的纹理分割

Fuzzy c-means(FCM)算法用于图像分割是一种非监督模糊聚类后再标定的过程．本文利用聚类有效性函数对Fuzzy c-means算法的聚类结果进行评价,从而获得最优的聚类结果,较好地解决了Fuzzy c-means算法的一些不足,如聚类数目无法自动确定、其聚类结果是否最优．最后,利用纹理图像分割实验验证了该算法的有效性．     

FCM聚类的软划分:以遥感图像城镇下垫面聚类为例

FCM是应用最广泛的模糊聚类方法之一.与分明聚类不同,模糊聚类以隶属度描述实体类属的确定程度,对于聚类过程中的质心调整和聚类结果分析等,具有重要参考价值.常规FCM应用中,一般以最大隶属度确定聚类结果中像素的类别归属,这种硬性划分,常常会将一些像素划分给了不恰当的类.本文采用的是一种软划分方法,它利用FCM聚类隶属度,对聚类结果做自适应解模糊处理.处理主要依据隶属度的背离特性(以类间隶属度标准差表征)和像素的空间依存关系(以邻域像素归属比例等表征).主要流程包括:①以FCM聚类获取聚类隶属度矩阵;②计算一个像素属于各类别隶属度的标准差,并以标准差取反的商作为该像素最大隶属度的权;③按类别统计像素邻域元素的隶属度加权元素密度(中心像元赋予3倍权重);④同时以2和3的结果作为中心像素划分的依据.为了免除人工干预,一些重要可调参数(如邻域窗口尺寸等)由自适应计算确定.实验表明以聚类图斑平均面积作为窗口尺寸能获得理想的结果.MATLAB仿真测试表明,以解模糊方法获得的聚类精度比最大隶属度方法的平均高出9%.     

一种基于改进FCM的自动图像分割算法

针对FCM进行图像分割时需要人为确定聚类数的问题,提出一种改进的基于FCM的图像分割算法.该算法先对图像进行4叉树结构的子图分解(即原图等分为2×2的4幅子图,子图再等分为2×2的4幅子图),待子图满足一定条件时进行聚类数为2的FCM聚类分割;然后将分割好的区域根据其大小及相邻区域直方图的巴氏距离进行合并,得到最终的分割结果,从而避免了聚类数目的直接确定.实验结果表明:该算法能够获得很好的分割效果;对子图进行聚类分割减少了每次参与聚类的对象数,从而在一定程度上降低了算法的计算量.     

遗传算法与改进的FCM聚类算法的结合

模糊C-均值聚类(FCM)对初始值很敏感,易于陷入局部极小点而不能搜索到全局的聚类中心,而遗传算法是一种全局搜索方法,本文通过改变隶属度约束条件由FCM算法得到一种新的模糊聚类算法PCM,并将其与遗传算法相结合。实验结果表明,这种方法明显优于传统FCM算法。     

卫星图像分割的聚类算法

文章首先阐述了图像K-L变换的基本原理,然后再对处理后的图像应用ISODATA,FCM等方法进行图像分割,最后运用FCM算法的思想,改进方案,将聚类与传统图像处理方法相结合,对街区卫星图像进行分析,实验结果表明,改进的方案明显提高了卫星地图图像的分割速度和精度。     

基于山峰聚类的聚类上限确定方法

文章提出了一种基于山峰聚类的聚类上限检测方法,依靠山峰聚类确定聚类数目的上限,仿真试验表明,这种方法能将聚类上限确定在一个合理的范围之内,从而加快聚类的效率.     

多分辨分析和K均值聚类改进FCM图像分割

模糊C均值(Fuzzy C-Means,FCM)聚类广泛应用于图像分割,但FCM聚类中随机确定初始聚类中心容易导致图像的错误分割.为了避免这个缺点,提出一种用于图像分割的FCM聚类初始聚类中心的选取方法.该方法利用图像灰度-邻域均值二维直方图的峰值的个数确定图像聚类数目,然后对图像的低频子带图像利用K均值聚类得到FCM聚类初始聚类中心.实测图像的分割实验表明该方法具可行性.     

模糊C均值聚类算法及应用

在对模糊C均值聚类算法原理进行简要分析的基础上,进行了实验仿真。首先利用聚类树形图估计分类数,再利用模糊C均值聚类算法进行分类,结果表明算法具有较好的分类效果。     

基于模糊聚类与二维阈值的图像分割

针对图像的二维阈值分割,采用了一种快速二维阈值分割与模糊聚类相混合的方法,以进一步减少二维阈值分割中的噪声与错误分割,实验结果表明,利用这种方法分割信噪比较低的图象,能够在很短的时间内得到更为满意的分割结果。     

基于FCM和标记分水岭的粘连岩石颗粒图像分割

模糊C均值算法可利用图像的多种特征值进行准确的图像分割,但不能分割粘连物体;传统的分水岭分割算法能够获得准确的物体边缘轮廓,但容易造成过分割.为了解决这个问题,提出基于FCM和标记分水岭的粘连图像分割.该方法首先对原始彩色图像中值滤波后进行基于LUV颜色空间的FCM聚类;对聚类后的图像用形态学方法去杂质、空洞填充后进行距离变换;然后根据距离变换图像找出局部最大值,得到种子图像;最后对距离变换图像进行基于标记的分水岭分割,得到最终的分割图像.该方法对粘连岩石颗粒图像进行分割,取得了较好的实验效果.     

基于相似类合并FCM在图像分割中的应用

传统的基于模糊C均值聚类的图像分割算法分割结果中类内数据空间分布离散,无法准确分割出目标物体.针对这一问题,提出一种基于相似类合并模糊C均值聚类算法,并将其应用到图像分割中.首先,提出一种全局空间相似性度量标准和全局灰度相似性度量标准,并将其引入到一种新颖的节点间距离度量公式中来计算图像中任意一点与聚类中心点的差异.其次,算法选取彩色直方图作为区域描述算子,采用巴氏距离计算聚类过程中得到的任意两类间的相似性.最后,应用最大相似类合并策略得到最终的分割结果.实验结果表明,与传统模糊C均值聚类算法和空间约束核模糊C均值聚类算法相比,该算法获得更加精确的图像分割结果.     

基于CT图像的肺实质细分割综合方法

肺实质的分割是肺结节检测和诊断的基础,是肺部疾病计算机辅助诊断的关键步骤之一。针对肺部计算机断层扫描（computer tomography,CT)图像,采用最佳阈值法进行初步分割,去除背景,用结合上下文分析的区域生长法去掉气管、支气管,对左右肺连结的情况进行像素分析,分开左右肺,对提取出来的肺区用滚球法进行修复,得到肺实质图像。去除气管和分割左右肺的算法是针对肺部CT图像的特征提出的,具有简单高效的特点。实验表明,该综合方法的准确性和可靠性较高,有较好的应用前景。     

一种基于一致性分片FCM的图像分割算法

针对传统FCM(fuzzy c-means)算法抗噪性差的问题,提出了一种基于一致性分片的模糊c均值聚类算法.为避免额外的空间邻域约束项带来的控制变量设置问题,该算法直接将FCM应用于图像片空间.为减弱空间邻域对图像边缘的模糊,采用基于置信区间的局部多项式交叉近似技术(local polynomial approximation and intersection of confidenec intervals,LPA-ICI)构造自适应形状一致性分片.在脑磁共振图像上的实验表明,与传统的FCM算法相比,该算法具有更高的分割精度和运行效率.     

改进的基于邻域隶属度约束的FCM图像分割算法

传统模糊C均值(FCM： Fuzzy C-Means)聚类算法应用于图像分割时, 因对噪声较敏感而达不到理想的分割效果。为此, 提出了改进的基于邻域隶属度约束的FCM图像分割算法。该算法通过对FCM目标函数添加空间邻域信息约束隶属度函数, 提高对图像噪声的鲁棒性, 使分割的结果更加符合期望。实验结果表明, 该算法对噪声具有较强的抑制能力, 图像分割时能获得较好的分割效果。     

融合结构特征的增强型FCM图像分割算法

为了使基于模糊C均值(FCM)聚类的图像分割算法对复杂图像更具适用性,将图像结构特征融合到增强型FCM算法.首先,对原始图像进行均值滤波,将滤波结果与原始图像进行线性叠加形成新的输入图像.其次,采用二维Gabor滤波函数提取新的输入图像的纹理结构特征,以此代替灰度特征来衡量节点间的相似性.最后,采用一种改进的节点间距离度量公式来计算图像中节点与聚类中心点的差异.仿真结果表明,对结构复杂的图像所提算法获得了更加精确的分割结果.     

一种机器人导航中数字路标的分割和识别方法

基于路标的移动机器人视觉导航的基础上,提出了一种基于边缘点数量统计和FCM(Fuzzy C-means)聚类的路标图像分割方法。在对分割后图像进行维纳滤波,二值化等预处理的基础上,完成了数字路标的识别。通过实验证明,该算法能实时地完成数字路标的分割和识别,有效地应用于移动机器人的视觉导航。     

乳腺 MR 图像的有效分割

乳腺核磁共振影像（ MR）的有效分割一直是医学影像分析领域的研究热点。针对目前人工解读图像信息的不足,提出一种自动化分割乳腺MR图像的方法,该方法结合传统FCM算法和最小距离分类器实现了感兴趣区域中不同位置、灰度值相似的样本点按距离分类。算法首先根据图像的灰度信息利用FCM算法实现聚类,其次自动提取感兴趣区域的聚类信息,并利用最小距离分类器对其按距离分类。实验结果表明,该算法对乳腺核磁共振影像的分割具有较高的准确性,提高了其组织划分的精度,且自动化程度比较高,为后续进行肿瘤区域的自动提取与识别奠定基础。     

基于簇结构稳定的分环多跳路由算法

为了提高大型无线传感器网络的稳定性,延长网络出现首个节点的死亡时间,提出一种基于簇结构稳定的分环多跳路由算法CBSM（Cluster structure stability based Sub-ring algorithm over multi-hop routing）.CBSM算法将监测区域划分为许多固定小区,采用基于节点剩余能量和节点位置的代价函数选择簇头.仿真结果表明,基于簇结构稳定的多跳路由算法,能有效延长网络出现首个节点死亡的时间,提高整个网络的稳定性.     

一种新的棉花根系图像阈值分割方法

为了方便实现棉花原位根系的检测,提出了一种自动全局阈值分割方法,用于棉花根系图像分割.采用无损的数码设备成像法对棉花原位根系图像进行采集,使用自动全局阈值分割方法分割图像.该方法首先将采集到的原位根系图像进行空间转换,使采集到的图像在HSV空间下进行分割;然后,通过全局阈值分割的方法选择阈值将图像进行二值化处理,采用闭运算方法对二值图像进行初步降噪;最后,通过形状特征的筛选过滤图像中所有噪声,并筛选出图像中细长的根部特征.本算法可以有效抑制噪声和土壤杂质的影响,能够对根系进行准确地分割,是快速检测作物根系图像的有效办法.