基于马尔可夫随机场的遥感图像分割和描述

讨论了基于马尔可夫随机场的遥感图像分割．根据卫星遥感图像的特点,建立了相应的基于马尔可夫随机场的图像分割模型．由此将图像分割问题转化成图像标记问题, 并进一步转化成求图像的最大后验概率估计的问题． 本文引进了一种基于博弈理论的决定性退火算法, 可以用该算法对图像进行标记, 该算法收敛于局部最大, 在实验中取得了很好的效果．     

一种具有边缘保持的多尺度马尔可夫随机场模型图像分割方法

针对图像分割中常规四叉树结构的多尺度马尔可夫随机场模型非重叠区域在最优化过程中所造成的块效应,以及建模和推理过程导致低分辨率图像边缘细节模糊、缺失的现象,提出了一种具有边缘保持的多尺度马尔可夫随机场(Edge Preserving Multi-Resolution Markov Random Field, EPMRMRF)模型。该模型首先利用邻接区域之间的交互重叠约束,将局部区域的优化传递到相邻区域;其次采用具有边缘保持作用的Cauchy分布提取图像的多尺度边缘先验知识,在不同尺度上实现图像局部区域特征和多尺度边缘特征的融合。之后,为了对EPMRMRF模型进行迭代优化,提出一种分层区域置信度传播算法(Hierarchical Regional Belief Propagation Algorithm,HRBP),基于最大后验准则,求解马尔可夫随机场最大后验全局分布。实验结果表明,EPMRMRF模型和HRBP分割算法不仅有效保持了图像分割结果的边缘,获得了更好的分割结果,而且具有较快的分割速度,概率兰德指数相似性评价指标平均提升至0.890 9,全局一致性误差差异性评价指标平均降低至0.192 3。     

一种融合分层信息熵的MRF视频运动前景分割算法

针对视频图像中相邻像素的相关性对前景分割的影响问题,提出了一种以熵图像为纽带的分层马尔可夫随机场(MRF)视频运动前景分割算法.通过图像像素层和信息层构建自适应像素模型和动态光滑模型,增强了视频图像中邻域像素的空间一致性和时间连续性.然后在马尔可夫模型的框架下,采用多环置信度传播算法求解最大后验概率估计,提高视频运动前景分割的质量.实验结果表明该方法能够在不同的视频图像序列条件下完成对运动前景的有效分割.     

基于模糊TS-MRF模型的无监督声纳图像分割

为解决声纳图像本身特征信息较弱,而树结构化的马尔可夫随机场(TS-MRF)算法在分割中过分依赖祖先节点,且在标号分割中仅考虑区域内部一致性而忽视区域边缘的各向异性的问题,提出了一种模糊树结构化的马尔可夫随机场(TS-MRF)模型的声纳图像分割算法.在TS-MRF势函数中引入广义模糊算子,以模糊隶属度作为像素相似度度量,将邻域信息融入到分裂节点参数的确定中,使得先验概率的刻画更加精细.已知图像观测特征前提下定义分裂增益系数来反映分裂前、后标号后验概率的比值,并将对增益系数的判断作为确定二叉树节点分裂的依据,降低求解后验概率最大的计算复杂度.结合区域分裂合并方法完成对声纳图像无监督分割.实验结果从视觉效果和客观评价表明:本分割方法相比于传统MRF和TS-MRF等分割算法,具有较高的分割精度和高鲁棒性.     

一种纹理图像分割的松弛算法

利用分层马尔可夫随机场模型表征纹理图像，根据最大后验概论分布准则提出一种确定型松弛分割算法。对纹理图像进行分割的实验表明，该算法与模拟退火算法相比，明显地减少了计算时间，其分割误差与模拟退火分割误差非常接近。     

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.     

一种具有边缘保持的MRMRF模型图像分割方法

针对常规四叉树结构的多尺度马尔可夫随机场(MRMRF)模型非重叠区域在最优化过程中所造成的块效应以及建模和推理过程均会导致低分辨率图像边缘细节模糊、缺失的现象,本文提出了一种具有边缘保持的MRMRF模型图像分割方法(EPMRMRF)。首先,所提模型利用邻接区域之间的交互重叠约束,将局部区域的优化传递到相邻区域;其次,采用具有边缘保持作用的Cauchy分布提取图像的多尺度边缘先验知识,在不同尺度上实现图像局部区域特征和多尺度边缘特征的融合。最后,本文提出一种分层区域置信度传播算法(HRBP)对提出的EPMRMRF分割模型进行迭代优化,基于最大后验准则(MAP),求解MRF最大后验全局分布。实验结果表明,提出的模型不仅有效保持了图像分割结果的边缘,获得了更好的分割结果,而且具有较快的分割速度,PRI相似性评价指标平均提升至0.8909,GCE差异性评价指标平均降低至0.1923。     

一种具有边缘保持的MRMRF模型图像分割方法

针对常规四叉树结构的多尺度马尔可夫随机场(MRMRF)模型非重叠区域在最优化过程中所造成的块效应以及建模和推理过程均会导致低分辨率图像边缘细节模糊、缺失的现象,本文提出了一种具有边缘保持的MRMRF模型图像分割方法(EPMRMRF)。首先,所提模型利用邻接区域之间的交互重叠约束,将局部区域的优化传递到相邻区域;其次,采用具有边缘保持作用的Cauchy分布提取图像的多尺度边缘先验知识,在不同尺度上实现图像局部区域特征和多尺度边缘特征的融合。最后,本文提出一种分层区域置信度传播算法(HRBP)对提出的EPMRMRF分割模型进行迭代优化,基于最大后验准则(MAP),求解MRF最大后验全局分布。实验结果表明,提出的模型不仅有效保持了图像分割结果的边缘,获得了更好的分割结果,而且具有较快的分割速度,PRI相似性评价指标平均提升至0.8909,GCE差异性评价指标平均降低至0.1923。     

一种具有边缘保持的MRMRF模型图像分割方法

针对常规四叉树结构的多尺度马尔可夫随机场(MRMRF)模型非重叠区域在最优化过程中所造成的块效应以及建模和推理过程均会导致低分辨率图像边缘细节模糊、缺失的现象,本文提出了一种具有边缘保持的MRMRF模型图像分割方法(EPMRMRF)。首先,所提模型利用邻接区域之间的交互重叠约束,将局部区域的优化传递到相邻区域;其次,采用具有边缘保持作用的Cauchy分布提取图像的多尺度边缘先验知识,在不同尺度上实现图像局部区域特征和多尺度边缘特征的融合。最后,本文提出一种分层区域置信度传播算法(HRBP)对提出的EPMRMRF分割模型进行迭代优化,基于最大后验准则(MAP),求解MRF最大后验全局分布。实验结果表明,提出的模型不仅有效保持了图像分割结果的边缘,获得了更好的分割结果,而且具有较快的分割速度,PRI相似性评价指标平均提升至0.8909,GCE差异性评价指标平均降低至0.1923。     

自适应先验马尔可夫随机场模型的图像分割算法

针对全局同态先验马尔可夫随机场(Markov random field,MRF)模型在图像分割中不能有效利用图像局部统计特征的问题,提出了一种基于局部自适应先验MRF模型的图像分割算法.该算法基于贝叶斯理论,利用局部先验Potts模型描述图像的局部特征,建立了一种局部自适应先验MRF模型;提出了基于区域的置信度传播(Belief Propagation,BP)算法,把图像的局部区域特征传递到全局,最终基于最大后验准则(MAP)得到图像的分割结果.实验结果表明:所提模型对于图像中的噪声或者纹理特征等具有较好的分割,分割结果明显优于全局同态先验MRF模型;提出的自适应先验MRF模型对于图像的噪声或者纹理突变信号的干扰具有较强的鲁棒性;算法具有较少的迭代次数和较好的分割结果,且分割时间较短.     

磁共振图像的随机场分割方法

基于Gibbs分布的Markov随机场是一个重要的先验模型,能够简单地通过势能形式表示图像像素之间的相互作用,从而把图像的先验知识和图像分割的数学模型相结合,利用Markov随机场方法提出了脑磁共振图像最大后验概率的分割模型,并通过迭代条件方法求解,与传统的K均值算法作比较,证明了算法的有效性。     

基于小波域MRF模型的SAR图像分割

针对存在严重斑点噪声的合成孔径雷达(SAR)图像的分割问题,提出了一种基于小波域马尔科夫随机场(MRF)模型的算法.该算法综合利用了隐含马尔科夫树的相关邻域信息和图像的多分辨率描述的信息,将期望最大化用于先验概率分布参数的估计,采用最大后验准则来进行图像的分割.通过对SAR图像的分割实验表明,该算法可有效去除斑点噪声的影响,并能在准确分割目标的同时保留目标的细节信息.     

基于马尔可夫随机场的医学图像分割

图像分割是一个经典难题,随着影像医学的发展,图像分割在医学应用中具有特殊的重要意义.马尔可夫随机场(Markov Random Field,即 MRF)方法是图像分割中一个极为活跃的研究方向.本文介绍了基于马尔可夫随机场模型的一般理论与图像的关系.并对基于MRF的传统条件迭代模式算法(ICM)进行改进,在初始分割后,对图像的像素点分为两类:稳定点和不稳定点,用队列存储不稳定点,每次迭代只对队列里面的不稳定点进行计算,以减少运算量.实验结果表明,改进的算法能够大幅度提高计算效率.     

用于图像分割的局部区域能量最小化算法

针对点对马尔可夫随机场(Pairwise MRF)模型中像素成对交互的结构不能充分描述图像丰富的局部统计特征问题,在研究Pairwise MRF模型基础上,提出了一种基于局部区域能量最小化的图像分割算法.该算法先利用图像局部区域信息构造局部区域能量模型,建立了一种局部交互的区域马尔可夫随机场分割模型,然后采用无环置信传播(LBP)算法对MRF全局能量进行优化.优化过程中,对局部区域能量进行收敛并按照MAP准则估计局部区域标号,通过LBP算法把局部区域信息传递到邻域区域中去.实验结果表明,所提出的新算法较标准LBP算法具有更好的分割结果,并有效地抑制了图像噪声信号和纹理信号对分割结果的干扰和影响.     

基于CSA和MCMC方法融合HMRF的脑部MRI自动分割研究

针对脑部磁共振(MR)图像分割问题,提出了一种基于克隆选择算法(CSA)和隐马尔可夫随机场(HMRF)的融合方法。首先,采用马尔可夫链蒙特卡尔(MCMC)算法对类标签进行估计,进行体素分类;然后,对分割结果进行偏场校正;最后,利用CSA的统计学进行HMRF模型参数估计,并利用迭代优化算法获得最终的分割结果。由于MCMC和CSA都是全局优化技术,所以HMRF-CSA算法能够克服传统HMRF方法的局部收敛以及较低分割精度的缺点。在仿真脑部MR图像集BrainWeb上的实验结果表明,对于主要脑部结构,本文算法的分割精度高于其他几种算法,且对图像伪影具有鲁棒性。     

多尺度边缘检测与图像分割的马尔可夫随机场模型

利用小波变换模极大值检测图像的多尺度边缘信息，根据这些信息和改进的马尔可夫随机场模型对低信噪比图像进行Ｂａｙｅｓ分割，结果表明，和一般松驰算法相比这种方法改善了图像分割的质量。     

复杂场景中动目标图象分割的一种快速算法

提出了一种利用序列图象从复杂背景中分割动目标图象的新算法。首先利用马尔科夫随机场（ＭＲＦ）模型和连续线过程建立较精确的目标函数，采用并行计算方法计算出速度场，然后以此为依据实现对目标图象的并行分割。实验结果表明：该算法不仅能适应多种复杂场景，而且分割精度高、速度快。     

基于时空联合的水下运动目标检测方法

提出了一种基于时空联合的运动目标检测算法,考虑到四阶累计量对于噪声具有较好的抑制作用,利用帧差的四阶累计量来提取运动区域(运动模板),与传统基于背景噪声方差的阈值确定方法不同,采用单帧图像上的有效带宽作为阈值,从而消除诸如水草、海洋生物等引起的背景纹理缓慢变化.为了得到准确的分割对象,引入马尔可夫随机场,结合区域的时空属性,把对象分割问题转化为求取区域最小能量问题,对水下噪声起到了较好的抑制作用.实验结果表明该算法能够有效地检测出具有精确边缘的水下运动目标.