多相图像分割的多尺度变分水平集方法研究

由于传统的Chan-Vese模型无法分割多个同质区域的目标,多相水平集方法会产生区域重叠问题。提出了多相图像分割的多尺度变分水平集方法,使图像各相互相独立,避免分割区域的重叠和漏分。同时,利用小波变换将图像分解成多尺度的逼近子图像,在子图像上进行图像分割,采用插值法将粗尺度上演化曲线投影到细尺度上作为初始轮廓线,逐层分割直到原始尺度图像,有效抑制噪声并提高了计算速度。实验结果表明,该方法比传统的方法能更快速有效地分割图像。     

基于模糊集与区域生长算法的胎儿下腔静脉血管超声分割

本方研究了胎儿下腔静脉血管在B型超声图像中的分割问题.B型超声使用方便,在临床中有广泛使用,但其图像有噪声多、对比度差的缺陷.为了有效地在B型超声图像中分割血管,提出了一种基于模糊集与区域生长算法的分割算法;该算法预先使用模糊集算法处理,以提高图像对比度;并使用基于梯度改进的自适应区域生长算法进行分割.实验以医生的手工分割结果作为金标准,并与阈值分割和水平集算法进行了对比.实验表明,该方法的准确度和稳定性高于阈值分割和水平集分割方法结果.     

基于数据场和水平集演化的图像分割

为了充分挖掘图像内不同区域间的隐含关联性,并解决图像分割中自适应阈值选择问题,提出了一种基于数据场和水平集的图像分割方法。利用数据场能够有效地表示图像像素间的相互作用,根据势值能够得到对应的势值等势线,可以根据该等势线的分布情况,采用梯度下降法来得到图像的二值化分割结果。为了得到更为精确的分割边缘,还引入基于拉普拉斯边缘检测函数的水平集演化方法来对二值化结果进行边缘曲线演化。将二值化分割结果与传统的基于数据场的图像分割算法对比结果显示,所提出的算法在分割准确性上表现良好,并且能够使得图像边缘更加精确。实验结果表明,提出的方法能够较好地分割目标,且对噪声图像具有较强的鲁棒性。     

融合KFCM与改进DRLSE模型的甲状腺结节图像分割

针对超声甲状腺结节图像分割问题,提出一种融合模糊核(KFCM)聚类算法与改进距离正则化水平集演化(DRLSE)模型的分割算法,解决了DRLSE模型对初始轮廓敏感、演化参数需要人工设定及分割弱边缘能力较差的问题.该算法先利用KFCM聚类算法粗分割出结节区域并二值化作为水平集初始演化轮廓,然后利用初始演化轮廓围成的区域自动计算出水平集演化参数,最后采用高斯正则化规则演化水平集分割出甲状腺结节区域.对比实验结果表明,该算法提高了甲状腺结节的分割精度,在噪声干扰下也能准确地分割出结节区域.     

多尺度非参数化水平集的超声心动图分割

针对超声心动图噪声很大、提取目标区域边界不够平滑完整的问题,将非参数技术与水平集相结合,提出了多尺度非参数化的水平集图像分割方法。利用非局域均值滤波建立尺度空间,保护图像特征,在粗尺度预分割,然后在细尺度优化分割。采用Parzen窗技术对超声心动图的亮度分布进行统计建模,不需要先验假设,引入到水平集框架中,设计了非参数化水平集分割模型。分割实验证明:预分割结果和真实边界的平均绝对距离为2.162,优化后为0.710。该方法可以精确地自动提取感兴趣区域,在图像分割鲁棒性和精确性方面优于常规分割方法。     

基于Mumford-shah模型的多目标分割

基于Mum ford-shah模型的图像分割中,多目标图像的分割是一个较难以解决的问题,其主要原因是由于目标物体多导致灰度级多,分割中可能使得灰度级相似的多个目标物体被划分到同一个目标内或者灰度值和背景灰度相似的目标物体被划分到图像的背景中,导致分割的失败.针对这些问题,提出了多个水平集的方法,该方法的基本思想是在图像区域建立多条位置不同的演化曲线(即多个零水平集),使它们各自按照原始的Mum ford-shah演化模型同时进行演化.数值实验结果表明,该方法可以把多个目标物体分割开来,得到正确的分割结果,所以该方法对于多目标图像在一定程度上是有效的.     

多分辨超声心动图像分割模型

提出了一种新的基于水平集的多分辨空间超声心动图像分割模型，该模型在粗尺度上实现预分割，然后通过解传递方法将结果传递到细尺度上进行优化分割．在粗尺度上采用基于区域的高斯噪声模型分析图像，并和测地线模型相结合实现预分割，预分割结果表明了组合模型能自动和精确地提取边界．提出了基于数学形态学算子的尺度间快速解传递方法，该方法不需要进行插值运算，避免了常规方法效率低的问题．在细尺度上提出了一种局部活动轮廓优化模型，定义了新的基于局部亮度的目标函数．优化后的平均相似性从0．9862提高到0．9985．对左心室图像的分割实验证明了多分辨模型和常规方法相比具有更好的精确性和鲁棒性．     

多尺度的图像显著性检测方法

为了提高显著性检测算法的准确性与鲁棒性,提出了一种基于多尺度融合的对象显著性检测方法.首先对图像进行平滑处理,过滤掉图像中的高频噪声特征,然后对图像进行尺度划分并分别采用不同的方法对不同尺度上的图像检测其显著性,最后根据条件随机场理论对不同尺度上的显著性检测结果进行加权融合,得到最终的显著性检测结果.在两种公共数据集上与多种经典算法进行定性、量化比较,结果表明该算法具有更好的表现.     

一种改进的变分水平集车辆检测技术

针对传统运动目标检测算法存在适应性差、对噪声较敏感等缺点,提出一种基于变分水平集快速提取边缘模糊运动目标的方法。该算法利用主动轮廓模型进行边缘检测约束,并结合变分水平集方法进行二次演化获得准确的图像分割。实验证明,该方法能够快速准确的分割运动目标,对于复杂环境有较好的适应性和鲁棒性。     

基于相似度滤波算法的视网膜血管分割

在计算机辅助眼底图像视网膜血管分割中,基于匹配滤波算法的应用非常广泛.而传统匹配滤波器算法存在分割细小血管效果较差、噪声多以及视盘干扰等问题.本文提出一种相似度滤波算法的眼底图像视网膜血管分割方法.首先用多层阈值和水平集算法提取视盘干扰区域,利用高斯模糊去除视盘干扰区域.然后采用相似度滤波运算对去除视盘干扰的彩色眼底图像进行处理.最后,将余弦相似度图进行二值化后与余弦相似度加强图进行区域连通性判断,实现眼底图像视网膜血管分割.结果 表明,该算法能较好地分割细小血管以及去除视盘干扰,能更为准确地提取眼底图像视网膜血管.     

A Novel Approach for Unsupervised Segmentation of Homogeneous Regions in Gray-scale Images

IntroductionImagesegmentationisoneofthemostimportantstepsleadingtotheanalysisofprocessedimagedata—itsmaingoalistodivideanimageintopartsthathaveastrongcorrelationwithobjectsorareasoftherealworldcontainedintheimage.Therefore,imagesegmentationisusefulinmanyapplicationsforidentifyingregionsorobjectsofinterestinasceneorannotatingthedata,includingobjectdetectionandextraction,motiontracking,objectbasedvideocodingetc.However,imagesegmentationisalongstandingproblemincomputervisionanditsverydifficultto…     

基于多尺度平滑的前景提取

传统的Graph cuts算法可以有效地提取卡通图像前景,但是对自然场景图像效果差.为了提高前景提取的效果,本文提出了基于多尺度平滑的前景提取模型,联合分割和多尺度特征,从适当的尺度特征中提取前景.运用TV保边平滑模型对图像进行平滑,降低了图像区域的非均匀性,保护了边缘,提高了前景提取的效果.实验结果表明,基于多尺度平滑的前景提取算法降低了非均匀区域对前景提取的影响,其评测分数高于传统的Graph cuts算法.     

结合灰度熵变换的PCNN小目标图像检测新方法

为了自动地进行小目标图像分割检测,从含单一弱小目标图像的特征出发,提出了一种结合灰度熵变换的脉冲耦合神经网络(PCNN)小目标图像分割检测新方法. 该方法在对有随机噪声和复杂背景图像进行非线性灰度熵变换滤波的基础上,考虑灰度熵值灰度图在满足先验概率目标背景比条件下,选择包含单一小目标局部窗口作为处理图像区域,并在局部最小交叉熵判据下,进行改进型PCNN迭代分割检测处理. 实验结果表明,该方法不仅能可靠地检测出复杂背景及随机噪声干扰下弱小目标,并且在PCNN运行处理过程中,可自动地完成最佳分割检测.     

基于动态规划的最优化医学超声图像边缘提取

动态规划（DP）是一种解决多阶段决策过程最优化的方法。图像边缘提取时为了使系统输出具有最小的不确定性，考虑最优化判据是必要的。动态规划算法用于图像的边缘检测主要是获得一个图像的最低能量代价阵的过程，而图像的边缘对应于最低代价阵中的终止点和起始点之间能量梯度降低最快的路径，由此可以由最低代价阵勾勒出需要的边缘。对于质量较差的图像，可以先用梯度算子和一种LUM滤波器相结合进行预滤波。实验表明，基于该算法用于超声图像的边缘检测要获得全局最优的稳定的边缘线，是一种理想的最优化算法。     

一种基于犹豫中智集和水平集的图像分割方法

皮肤镜图像分析技术的第一步为图像分割,分割的结果会直接影响到后续的处理过程,针对具有背景噪声、模糊边缘和灰度不均的皮肤镜图像,提出了一种新的结合水平集的犹豫中智集图像分割方法;首先利用犹豫中智集理论将图像转换为犹豫中智集图像,其中犹豫中智图像由三类子集组成(T、I、F),利用犹豫中智集图像突出表达图像的目标信息和边缘信息;然后针对传统 DRLSE 水平集的不足进行改进,构造新的边缘停止函数,并增加灰度驱动能量项,最后通过改进的DRLSE 水平集对 ISIC(2018)皮肤镜图像进行分割测试;实验结果的交并比(Jaccard Index)值均大于 95%,且均方误差(MSE)、峰值信噪比(PSNR)和结构性相似指数(SSIM)均表现良好,表明方法能够准确、有效的分割具有模糊边缘和灰度不均的皮肤镜图像,对后续的皮肤镜图像的处理与诊断奠定了基础。     

基于稀疏自编码的手指静脉图像分割

针对获取的手指静脉图像不仅包含静脉特征,而且包含噪声和不规则阴影,从而增加了特征提取难度的问题,提出了一种基于稀疏自编码的手指静脉图像分割算法;首先采用传统分割算法对原始灰度图像进行分割,得到一副二值图像(背景像素值为0,静脉像素值为1);然后,以该灰度图像的每个像素点为中心,对其进行图像分块,并将二值图像中对应于中心点的值(0或者1)作为该块的标签,建立训练集合;最后,将训练样本(分块图像和标签)输入到自编码器和神经网络中进行训练,再用训练好的模型对测试图像进行分割;实验结果表明,相比传统的算法,提出的手指静脉分割算法能够有效地对静脉进行分割,提高手指静脉认证系统的认证精度。     

心脏超声虚拟内窥镜图像预处理技术

虚拟内窥镜是近年来兴起的一项崭新医学影像技术,将虚拟现实与科学计算可视化技术相结合,模拟传统的内窥检查过程而生成具有仿真效果的可视化图像.研发的三维心脏超声虚拟内窥镜系统(3DEIESS)可重建三维虚拟环境,使观察者"进入"被检查患者的心脏内部进行检查观察.采用基于同质掩模区域的滤波算法对超声图像斑点噪声进行抑制,应用brFCM算法对降噪后的超声图像进行初始分割,并使用多尺度分析与纹理对比度相结合的分割技术完成最终的图像分割.实验结果表明,在消除斑点噪声的同时,实现对超声图像边缘细节的有效保持,有助于提高三维心脏超声虚拟内窥镜显示效果.     

基于主动轮廓模型的合成孔径雷达图像分割方法

针对合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像中的乘性相干斑噪声影响分割效果的问题,提出了一种基于主动轮廓模型的分割方法。该方法将改进的细节保持各向异性扩散(IDPAD)滤波和SBGFRLS模型相融合,构造了一个边迭代演化边抑噪的改进的演化微分方程。在每一次迭代演化中,先借助改进的演化微分方程演化水平集函数,然后利用高斯滤波器正则化水平集函数,最后通过检查水平集函数的收敛性判定分割是否完成。实验结果表明,与经典的分割方法相比,本文方法在保护边缘的同时减少了乘性相干斑噪声对SAR图像分割的影响,减少了误检轮廓,且对初始轮廓不敏感。     

基于多尺度边缘的血管内超声图像增强算法

血管内超声图像同时具有低对比度和低信噪比的特征,传统的图像增强算法会明显放大噪声.为此,提出一种基于边缘表示的算法来增强血管内超声图像的对比度,采用平滑函数的导数作为小波函数对图像进行二进小波分解,使用小波系数在各尺度间的局部极大值来刻画图像的多尺度边缘,通过拉伸小波系数极大值再重构图像来增强灰度图像的对比度.实验结果表明,本文提出的增强算法在有效增强图像对比度的同时避免了放大噪声,并且可以通过调节不同尺度的拉伸因子来获得不同的增强效果,同时提高了运算速度.