基于蛙跳算法与Otsu法的图像多阈值分割技术

 为了快速准确地确定多阈值图像分割中的最佳阈值,提出了一种基于蛙跳算法与Otsu法相结合的多阈值图像分割方法.该方法将多阈值求解看作一种多变量的组合求解优化问题,利用多阈值Otsu法设计分割目标函数,将新兴的仿生学优化求解算法——蛙跳算法引入到图像分割技术中,通过蛙跳算法中全局搜索和局部搜索相结合的搜索机制并行求解多个阈值.实验结果表明,该方法与基于人工鱼群算法的图像多阈值分割方法相比,明显提高了图像分割速度和分割质量.     

自适应步长下多阈值彩色图像的全局分割方法

针对传统多阈值彩色图像分割方法将步长设为小于距离参数的定值, 有时会因步长过大而越过最优结果的问题, 提出一种自适应步长下多阈值彩色图像全局分割方法. 首先, 对彩色图像进行预处理, 在不降低彩色图像质量的前提下缩减颜色总数, 以提高分割效率; 然后, 根据多阈值彩色图像全阈值分割目标函数, 将混沌优化理论与粒子群优化算法相结合, 通过混沌粒子群优化算法对多阈值彩色图像全局分割目标函数进行求解; 最后, 结合自适应步长下多阈值彩色图像全局分割方法, 得到最优彩色图像阈值分割结果. 实验结果表明, 该方法的分割效果、 精度、 稳定性和收敛性均较好.     

基于QPSO的图像分割算法

文章将具有量子行为粒子群优化(QPSO)算法应用到图像分割中,提出了一种新的图像分割算法.新方法基于最佳熵阈值分割技术,用QPSO算法自适应选取分割阈值;仿真实验针对Lena图像分割问题,将标准粒子群优化(PSO)算法与QPSO算法分别独立运行,仿真结果表明,基于QPSO优化的图像分割算法不仅克服了PSO容易过早陷入局部最优值的缺点,而且分割速度更快,是一种更有效的分割方法.     

基于一维Otsu的多阈值医学图像分割算法

针对传统医学图像分割算法时间复杂度高、 分割精度低等问题, 提出一种基于一维Otsu的自动多阈值分割算法. 考虑到医学图像信息的复杂性, 引入基于梯度、 灰度、 距离的综合信息直方图替代传统的灰度直方图, 并分别赋予这3个信息相应的权值. 采用kd-树作为框架快速自动确定阈值个数, 进而实现Otsu对医学图像的自动多阈值分割. 与最大熵、 基于粒子群优化的Otsu算法等进行对比实验的结果表明, 该算法的分割性能优于其他算法.     

一种增强熵值的粒子群优化絮体分割算法

对比了图像切割算法直方图法、迭代法和熵值法的阈值选取原理,指出以上算法在处理絮体图像中的不足.给出图像采集系统的基本组成,结合絮体自身无规则运动的特点和水处理过程中实效性的要求,提出了一种结合粒子群优化与熵值的絮体图像分割算法,即先用灰度拉伸增加图像的对比度,然后用粒子群优化的自适应特点选取分割阈值.实验表明该算法实现了对絮体图像快速、准确的分割,达到了快速计算絮体数量和等效粒径的要求.     

基于改进量子粒子群优化的多阈值图像分割算法

为提升工程应用中图像分割的质量,在变异量子粒子群算法的基础上进行改进,并结合最大类间方差法提出了一种基于改进量子粒子群优化(QPSO)的多阈值图像分割算法.该算法结合贝叶斯定理与粒子搜索过程中的历史信息构建了一个记忆向量,然后根据记忆向量对每个粒子的行为进行预测,并以此自动设置各粒子的变异概率,使算法在保持一定局部开发能力的同时提升全局搜索能力.在Berkeley数据集上的仿真实验结果表明,与两种基于粒子群的图像分割算法相比,文中算法能获得更为稳定且清晰的图像分割结果.     

基于混沌粒子群优化算法的二维熵图像分割方法

针对二维熵图像分割方法在求取最佳阈值时存在计算量大及微粒群算法容易陷入局部最优且速度较慢等等问题,提出了基于混沌粒子群优化算法的二维熵图像分割方法。该方法考虑了图像中像素点灰度——邻域灰度均值对作为阈值对图像进行分割;利用混沌运动随机性、遍历性和初值敏感性,将混沌粒子群优化算法与阈值法相结合在二维空间作全局搜索。实验结果表明了基于混沌粒子群优化算法的二维熵图像分割法用于阈值寻优减少了搜索时间,提高了收敛率。     

基于多阈值算法和分水岭算法的图像分割

图像分割是图像处理中的关键技术,有利于目标的定位和识别,为了提高图像分割的精度,针对单一分割方法存在的不足,提出一种基于多阈值算法和改进分水岭算法的图像分割方法.首先采用多阈值算法分割图像,得到图像的初步分割轮廓,然后采用分水岭算法实现再一次图像分割,最后选择多种类型的图像对分割方法的精度进行验证.实验结果表明,该方法可以将用户感兴趣的目标准确地分割出来,图像分割精度和速度优于单一的多阈值算法或改进分水岭算法,更有利于图像的后期处理.     

二维Tsallis熵阈值法中基于粒子群优化的参数选取

针对二维Tsallis熵阈值分割法中参数q的选取问题,提出一种粒子群优化算法自适应选取参数q的方法.该方法基于一种图像分割质量评价指标—均匀性测度,利用粒子群优化算法对参数q在参数空间进行优化搜索,从而实现了二维Tsallis熵阈值分割法的自动阈值选取.实验表明,所提出的方法可以根据具体的图像有效地选取参数q,获得理想的图像分割结果.     

差分变异本质粒子群的模糊熵图像分割

基本本质粒子群算法存在易陷入局部最优以及过早收敛的缺点。在基本本质粒子群算法的基础上,借鉴差分进化中利用差分量对种群进行变异操作的思想,提出了差分变异本质粒子群优化算法。结合图像模糊熵,得到了基于差分变异粒子群优化的模糊熵图像分割算法。算法利用差分变异本质粒子群来搜索使图像模糊熵最大的参数值,得到分割阈值对图像进行分割。通过与其它两种本质粒子群算法的分割结果比较表明该算法取得了令人满意的分割结果,算法运算时间很小,能够满足对煤尘浓度实时精确测量的要求。     

基于改进Otsu算法的生菜叶片图像分割方法

针对传统的Otsu算法计算量大、实时性差等缺点,提出了一种新的PSO+Otsu(S)分割方法.将RGB颜色空间转换成HSV颜色空间,并提取S分量图像.针对基本粒子群优化算法提出一种新的惯性权重系数w更新策略,并利用改进的粒子群优化算法搜索最优阈值,将搜索到的最优阈值作为Otsu算法的分割阈值,并对S分量图像进行分割,最终得到生菜叶片分割图.结果表明:提出的生菜叶片图像分割方法不但适合单叶片图像分割,而且适合冠层叶片图像分割;运用本算法分割单个生菜叶片图像以及生菜冠层图像时程序运行时间分别为118,126 ms,迭代次数分别为6,5次,相比于Otsu算法以及标准PSO+Otsu算法,本算法不仅有效缩短了程序运行时间,而且提高了图像分割的准确率,具有较好的实时性.     

基于改进麻雀搜索算法的森林火灾图像多阈值分割

为了减少森林火灾对人们的生活和生态环境带来巨大的损失和破坏,采用图像处理技术对森林火灾进行精准定位和预判,可以有效地降低火灾的扩大和蔓延。针对火灾图像大津法分割算法计算量大、运行时间长和阈值选取不够准确导致分割精度不高等缺点,提出精英反向学习-莱维飞行策略的麻雀搜索算法,并将其有效地应用到指数熵多阈值图像的分割中进行寻优,通过研究最佳阈值对森林火灾图像进行合理的分割,并与其他三种指数熵多阈值图像分割算法进行了对比分析。结果表明:改进麻雀搜索算法的森林火灾图像多阈值分割技术能够及时获得火灾图像分割的最佳阈值,其分割的准确性、实时性和抗噪性均明显优于现有的灰狼算法、粒子群算法和鲸鱼算法,能够为图像处理的工程应用提供一种较好的阈值分割技术。     

基于动态规划与图像分割的立体匹配算法

针对传统图割立体匹配算法耗时太长以及动态规划立体匹配算法匹配精度不高,且视差图带有条纹瑕疵的问题,提出了一种基于动态规划和图像分割的立体匹配算法.采用自适应多阈值图像分割算法对参考图像进行高效可靠的区域分割,提取边界,使用多种子点动态规划算法精细求取边界上点的视差,并以区域为单元用图割立体匹配算法求取区域内各点的视差,拟合得到图像对的视差图.通过对比,实验结果表明：此算法较传统图割法匹配速度有明显提高,且可以得到匹配精度较高的稠密视差.     

叶菜根系图像的变分水平集分割算法

植物根系图像分割是根系构型特征提取和分析的前提.针对传统图像分割方法在处理叶菜根系弱边缘图像中存在分割精度和稳定性较差的问题,提出了一种基于改进C-V(Chan-Vese)模型的变分水平集分割算法.该算法不仅保留了C-V模型对于处理弱边缘图像的适用性,并针对叶菜根系图像局部灰度不均的特点引入了图像梯度信息,改进了原C-V模型.通过对小白菜根系样本图像的分割处理试验,证明了变分水平集分割算法的有效性.研究结果表明,相比传统的阈值处理、边缘检测及区域生长等算法,本文算法能更加精细地解决叶菜根系图像弱边缘和局部灰度不均的问题,并在分割精度和算法稳定性上具有明显的优势.变分水平集算法应用于叶菜根系构型观测系统中,可以有效地提高观测精度.     

基于RCPSO和灰度级-梯级二维Tsallis熵的图像分割

首先提出了基于灰度级-梯度二维Tsallis熵法,以提高分割结果的准确性,然后利用混沌粒子群优化算法寻找分割阈值,最后提出递推方法以减少迭代过程中适应度函数的大量重复计算.实验结果表明,基于递推混沌粒子群优化算法(RCPSO)和灰度级-梯级二维Tsallis熵法及不仅尽可能地考虑了所有目标点和背景点,使分割后的图像区域内部均匀、边界形状准确、特征细节清晰,而且粒子群处理的计算效率和收敛精度进一步提高.     

基于搜索空间自适应分割的多目标粒子群优化算法

提出一种基于搜索空间自适应分割的多目标粒子群优化算法, 根据粒子的搜索能力和规模与子搜索空间的体积呈多维标准正态分布变换, 精细分割搜索空间, 向划分出的子搜索空间分布粒子实现优化, 分割在迭代时持续进行, 直至获得最优解集. 实验结果表明: 该方法解决了多目标粒子群优化算法易陷入局部极值的问题; 在反向世代距离性能指标上, 该算法与一些典型的多目标粒子群优化算法相比, 其种群多样性和解的收敛性优势显著.     

基于二维倒数灰度熵的河流遥感图像分割

为进一步提高河流检测与识别系统中河流遥感图像分割的准确性和处理速度,提出了分解的二维倒数灰度熵河流遥感图像阈值分割方法.首先引入了倒数灰度熵,避免了香农熵中的无定义点问题,给出了一维倒数灰度熵阈值选取方法,考虑了图像灰度级概率及类内像素灰度均匀性;然后经推广导出了二维倒数灰度熵最佳阈值选取公式,增强了抗噪性;最后提出了二维倒数灰度熵的分解算法,将求解二维最佳阈值转化成分别求解灰度级图像和邻域平均灰度级图像的一维最佳阈值,运算量从O(L4)大幅降低至O(L).经大量实验验证,与改进的Otsu法、基于粒子群优化(PSO)的二维最大香农熵法、基于混沌小生境粒子群优化(NCPSO)的二维斜分倒数熵法相比,该方法在对河流遥感图像的分割效果和处理速度方面有明显优势.     

基于最大区域互信息量的生物细胞图像分割

针对基于互信息量的阈值分割算法没有考虑像素的空间结构信息以及分割后图像与原图像之间关系的问题,提出了一种基于最大区域互信息量的图像分割算法.以区域互信息量作为目标函数,综合考虑图像各像素的邻域数据以及图像内在空间信息,利用粒子群算法找出图像分割的最佳阈值,克服了基于最大互信息量分割方法的不足.     

一种基于对数正态分布的图像阈值模型

为了更准确地拟合图像的目标与背景的灰度级分布并分割出图像的目标部分,采用基于参数的阈值估计方法,提出了基于对数正态分布的粒子群EM混合算法,设计了对数正态分布参数的粒子群算法、EM算法和粒子群EM混合算法,给出了对数正态分布参数的计算过程。研究结果表明:对数正态混合分布能够很好地拟合一类图像的目标与背景的灰度级分布,粒子群EM混合算法具有较好的收敛性。该研究成果有助于解决一类图像的目标与背景的分割问题。     

白腐真菌的培养及其在染料污水脱色中的应用

阈值法是图像分割最为常用的方法之一,然而基于一维直方图的阈值方法分割结果容易受噪声的影响.基于二维直方图的二维Fisher准则能够克服一维阈值法缺陷,具有较好的分割性能.但是二维Fisher准则阈值法在求取最优阈值时需要大量的计算,运算速度非常慢.常用的二维Fisher准则阈值优化计算方法如粒子群算法和遗传算法容易陷入局部最优.杜鹃搜索算法是新近提出的一种元启发优化算法,一些经典的函数优化问题测试结果表明杜鹃搜索算法全局寻优能力优于粒子群算法和遗传算法.在介绍杜鹃搜索算法的基础上,提出一种基于杜鹃搜索算法改进的二维Fisher准则阈值分割方法.实验结果证明,提出的方法降低了基本二维Fisher准则阈值法最优阈值的寻找时间,提高了图像分割的实时性,是一种性能良好的图像分割方法.