基于最小Tsallis交叉熵改进型PCNN图像分割算法

针对传统脉冲耦合神经网络(PCNN)模型中存在的待定参数过多且难以选择、循环迭代次数难以确定的缺陷,提出了一种基于最小Tsallis交叉熵改进型PCNN图像分割算法.根据改进的内部活动项和阈值衰减函数初始化模型参数,根据图像特性自适应设置链接强度系数和链接权值矩阵;利用最小Tsallis交叉熵准则确定PCNN循环迭代次数,采用双边带滤波器对分割图像进行滤波,获取最优图像分割结果.仿真实验结果表明,该算法提高了分割后图像的区域一致性、区域对比度、形状测度,缩短了运行时间,改进了图像分割效果.     

改进乌鸦算法的二维Tsallis熵多阈值图像分割算法

针对二维Tsallis熵在多阈值图像分割算法中计算量大、计算时间长等问题,提出一种基于改进乌鸦搜索的二维Tsallis熵多阈值图像分割算法。在乌鸦位置更新过程中引入Levy飞行机制,提高全局寻优能力;根据迭代次数自适应调整尺度系数,限制Levy飞行的搜索范围,加快算法收敛速度;将改进乌鸦搜索算法与二维Tsallis熵结合,减少计算时间、提高分割精度。以经典伯克利分割数据库中的图像为例进行分割实验,结果表明,与其他经典算法相比,改进乌鸦搜索算法分割图像收敛速度快、计算时间短、分割准确度更高。     

基于倒数交叉熵的改进脉冲耦合神经网络图像分割算法

针对脉冲耦合神经网络(pulse coupled neural network,PCNN)模型需要人工方式确定循环迭代次数,以及香农熵定义中基于对数函数存在零点处无意义的缺陷和对数运算影响处理速度等问题,提出了一种基于最小倒数交叉熵自适应生成迭代次数的PCNN图像分割算法.首先,对传统的PCNN模型进行简化,并对神经元的反馈输入函数、连接输入函数和动态阈值函数进行修正;然后,应用二维倒数交叉熵的分解算法,通过两个一维倒数交叉熵的组合获得二维倒数交叉熵;最后,采用最小倒数交叉熵准则确定PCNN网络的循环迭代次数,实现对图像的最优分割.仿真实验验证了该方法的有效性.     

基于二维灰度熵及混沌粒子群的图像阈值选取

为了同时考虑直方图的概率信息和类内灰度级的均匀性,提出了基于灰度级-梯度二维直方图的Shannon灰度熵及Tsallis灰度熵阈值选取方法.给出了Shannon灰度熵和Tsallis灰度熵的定义及其一维阈值选取方法,导出了二维Shannon灰度熵及Tsallis灰度熵阈值选取公式及其快速递推算法,并利用混沌粒子群算法寻求两种阈值选取方法的最佳阈值.实验结果表明,与基于改进的二维最大熵及粒子群递推的阈值选取方法相比,所提出方法的分割图像能更准确地反映原始图像的边缘、纹理及细节信息.     

基于自适应布谷鸟搜索算法的Tsallis熵阈值图像分割

针对现有图像分割算法中计算复杂度大的问题,提出一种基于自适应布谷鸟(adaptive cuckoo search,ACS)算法的Tsallis熵阈值图像分割方法,能够改善学习过程和收敛速度,减少分割时间.该方法使用Tsallis熵作为ACS的适应度函数值,实现无参数搜索过程,在搜索空间中使用当前位置的知识来自适应步长,最后使用ACS最大化Tsallis熵来获得最优阈值,得到分割图像.实验结果表明,该文方法能够有效实现图像分割,且分割时间低于粒子群优化算法、布谷鸟搜索算法和改进布谷鸟搜索算法,结构相似性(Structural Similarity, SSIM)和收敛成功率高于其他算法.     

融合二维条件熵和脉冲耦合神经网络的图像分割算法

为了在中强度背景噪声图像分割下提高分割精度和处理速度,提出了一种融合二维条件熵和脉冲耦合神经网络(PCNN)的图像分割算法。该算法在分析PCNN阈值衰减规律的基础上,将原指数形式替换成线性衰减机制,构成线性门限-脉冲耦合神经网络模型,以降低循环迭代的总耗时量。此外,借助能够很好反映图像边缘细节等局部结构信息的灰度-梯度共生矩阵,将抗噪性能强的条件熵扩展为二维测度,进而形成最大二维条件熵客观判决准则以获得PCNN的最佳阈值。实验表明,与基于交叉熵的PCNN算法相比,本文算法拥有更强的抗噪鲁棒性,同时处理效率也得到明显提升。     

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.     

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.     

基于最小交叉熵的改进PCNN杨梅图像分割算法

针对传统脉冲耦合神经网络(Pulse coupled neural network,PCNN)模型复杂、迭代次数需要人工试验调整等缺点,对PCNN模型进行改进,提出了一种基于色差分量R-G和改进PCNN模型的杨梅图像分割方法.首先用杨梅图像的R-G色差分量作为输入;然后选用最小交叉熵准则,自适应生成PCNN的迭代次数;最后通过PCNN迭代实现杨梅图像的自动分割.实验结果表明,此方法与传统方法相比,能够有效避免背景干扰,提升了图像分割质量,分割结果更符合杨梅果实的特征.     

基于PCNN模型的生物细胞图像分割

在基于脉冲耦合神经网络（PCNN）模型中,讨论了模型中阈值θ、链接权ω和迭代次数量N等参数的求解方法;采用最大熵值及PCNN模型对生物细胞图像进行了分割,并分析了各参数对图像分割质量的影响.实验结果表明,分割图像熵值越大,分割图像总体效果越好.     

三维连接系数矩阵的脉冲耦合神经网络彩色图像分割

提出三维连接系数矩阵的脉冲耦合神经网络(3D-PCNN)模型,将二维连接系数矩阵扩展成三维,值取空间欧氏距离的倒数,提出指数上升的动态阈值。利用神经元脉冲同步发放特性和自动波特性,直接分割彩色图像。结果表明,3D-PCNN算法与其他分割算法相比,运行时间减少了25%以上;该算法能够将不同区域信息以多层次彩色显示,改变RGB分量输入顺序时,同样可以分辨出更多的图像细节信息,分割精度高。     

实时语义图像分割模型研究

为了实现快速语义图像分割,提出一种简化整合模型.首先,对频域视觉注意模型PQFT的四元数图像虚部系数进行简化改进.然后,将改进PQFT模型的显著图与简化PCNN的内部活动项结合起来对显著目标区域进行粗略定位,并以提出的显著目标区域均值的3/2倍进行精细分割.最后,根据"尺寸变化与否"准则判断输出正确的语义图像分割结果.实验结果表明,提出的整合模型具有实时性,且取得的AUC值和F值较原PQFT模型分别提高了29.9%和44.2%.     

改进型脉冲耦合神经网络高分辨率SAR图像分割

针对高分辨率SAR (合成孔径雷达)图像噪声强, 目标分割难度大的特点, 提出一种改进的脉冲耦合神经网络(pulse coupled neural network, PCNN)模型的SAR图像分割算法。首先根据SAR图像中相干斑噪声的特点, 采用复小波进行去噪。然后, 在传统PCNN模型的基础上, 对神经元的输入信号, 尤其是链接系数和 阈值的非线性衰减子因子进行了改进和简化, 同时对链接强度系数β进行理论上的近似推导, 并减少人工设置的参数。最后, 通过最佳阈值对其结果进行二值化处理得到感兴趣的目标图像。实验结果表明, 改进后的算法运行效率提高, 自适应性增强。与传统算法相比, 区域一致性提高0.013, 区域的对比度提高0.015, 效果优于传统的PCNN算法, 为高分辨率SAR图像分割提供了一种新策略。     

Image segmentation of embryonic plant cell using pulse-coupled neural networks

Traditional image segmentation algorithms exhibit weak performance for plant cells which have complex structure. On the other hand, pulse-coupled neural network (PCNN) based on Eckhorn’s model of the cat visual cortex should be suitable to the segmentation of plant cell image. But the present theories cannot explain the relationship between the parameters of PCNN mathematical model and the effect of segmentation. Satisfactory results usually require time-consuming selection of experimental parameters. Meanwhile, in a proper, selected parametric model, the number of iteration determines the segmented effect evaluated by visual judgment, which decreases the efficiency of image segmentation. To avoid these flaws, this note proposes a new PCNN algorithm for automatically segmenting plant embryonic cell image based on the maximum entropy principle. The algorithm produces a desirable result. In addition, a model with proper parameters can automatically determine the number of iteration, avoid visual judgment, enhance the speed of segmentation and will be utilized subsequently by accurate quantitative analysis of micro-molecules of plant cell. So this algorithm is valuable for theoretical investigation and application of PCNN.     

基于熵和变异度的织物疵点图像分割方法

针对现有织物疵点图像分割方法对光照不均匀敏感的问题,提出了一种基于局部熵和变异度的织物疵点图像分割方法。首先对织物图像进行局部熵和变异度计算,提取疵点的类边缘和区域信息;然后基于人工神经网络脉冲耦合（PCNN ）的区域生长法分割织物疵点图像。通过对T ILDA数据库中的疵点图像和基于线阵CCD在线检测的织物疵点图像进行测试,并与已有的相关方法进行对比实验和评价。结果表明,该方法不仅能有效地抑制光照不均匀和复杂背景干扰的影响,而且分割质量有了明显改进。     

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。