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基于改进遗传算法的最大类间方差图像分割方法研究

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基于改进遗传算法的最大类间方差图像分割方法研究

作者：余文姣海南大学

学位级别：硕士

图像分割在图像工程的很多实际应用中发挥着关键的作用,其分割的准确性对后续的图像分析、图像识别和图像编码等工作有直接影响。通过融合多种分割算法来提高图像分割效果已经成为图像分割领域一个重要的发展方向。本文为了进一步改善... 详细信息

图像分割在图像工程的很多实际应用中发挥着关键的作用,其分割的准确性对后续的图像分析、图像识别和图像编码等工作有直接影响。通过融合多种分割算法来提高图像分割效果已经成为图像分割领域一个重要的发展方向。本文为了进一步改善图像分割的效果和效率,对自适应遗传算法和最大类间方差法进行了相应的改进,提出了一种基于改进遗传算法的最大类间方差图像分割法,本文的主要工作如下： (1)对传统的图像分割方法和基于遗传算法的图像分割方法进行了分析。 (2)对现有遗传算法的特点进行分析,在此基础上提出了一种新的改进自适应遗传算法。通过综合考虑种群中个体之间的差异和种群分布的差异等两方面因素对种群交叉率和变异率的影响,使算法能自适应的调整变异率和交叉率,实验证明该算法的稳定性和准确性上都有较大提高。 (3)针对现有的最大类间分割算法所存在的问题,根据图像直方图中目标与背景分布的特点,提出了一种基于改进的图像阈值选择方法。该算法通过缩小阈值选择范围和搜索最小方差比来确定最佳阈值。该方法具有分割精度较高,计算速度较快的优点。 (4)提出一种改进的基于遗传算法的最大类间图像分割算法,解决了最大类间方差最佳阈值偏差和遗传算法早熟的问题,从而达到求出最佳图像分割阈值的目的。通过仿真实验证明,此算法具备较强的鲁棒性和较好收敛性。论文采用改进的自适应遗传算法,并结合了改进的最大类间方差算法进行最佳阈值的搜索从而进行图像分割。仿真结果表明,与其它分割算法相比本文提出的优化算法提供了较好的算法稳定性和求解准确性,能够更好地实现图像的自动最佳阈值分割。

关键词：图像分割自适应遗传算法最大类间方差算法阈值分割种群多样性

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基于图像分析钢筋端面识别方法研究

机电技术 2024年第1期 28-31页

作者：郑晓辉福建船政交通职业学院福建福州350007

针对传统人工清点钢筋存在的费时费力且误差大等问题,文章基于视觉图像分析法研究钢筋端面轮廓检测和计数,分析了钢筋端面光照强度不均、分割过程出现边缘断裂或黏连现象,采用最大类间方差算法自动选取图像最佳分割阈值,通过改进的Cann... 详细信息

针对传统人工清点钢筋存在的费时费力且误差大等问题,文章基于视觉图像分析法研究钢筋端面轮廓检测和计数,分析了钢筋端面光照强度不均、分割过程出现边缘断裂或黏连现象,采用最大类间方差算法自动选取图像最佳分割阈值,通过改进的Canny算子对图像轮廓进行检测,以提高钢筋端面轮廓识别的精度。

关键词：图像分析边缘检测 Canny算法最大类间方差算法双边滤波轮廓检测精度

基于归一化水体指数及其阈值自适应算法的水体遥感反演效果分析

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中国水利水电科学研究院学报（中英文） 2022年第3期20卷 251-261页

作者：刘宏洁宋文龙刘昌军卢奕竹曲伟唐锐桂荣洁中国水利水电科学研究院北京100038 陕西航天技术应用研究院陕西西安710000 首都师范大学资源环境与旅游学院北京100871

归一化水体指数(NDWI)是水体遥感反演的一种重要指标,其阈值及修正直接影响反演结果的精度。基于Landsat-8与GF-1光学多光谱影像,使用归一化水体指数法阈值0(TH0)、最大类间方差法(OTSU)自适应阈值(THotsu)与均值漂移聚类算法(Mean-Shi... 详细信息

归一化水体指数(NDWI)是水体遥感反演的一种重要指标,其阈值及修正直接影响反演结果的精度。基于Landsat-8与GF-1光学多光谱影像,使用归一化水体指数法阈值0(TH0)、最大类间方差法(OTSU)自适应阈值(THotsu)与均值漂移聚类算法(Mean-Shift)自适应阈值(THMS)分别对典型正常水体、云雾覆盖水体、富营养化水体、高含泥沙水体进行水体遥感提取与效果分析,结果表明:正常水体以TH0为阈值提取精度最高,THMS提取精度次之,THotsu提取精度最差;而云雾覆盖水体、富营养化水体以及含泥沙水体使用THMS提取精度最高,尤其少量云雾覆盖下的水体,THMS具有更明显的优势,TH0提取精度次之,THotsu提取精度最差;对于不同的阈值,Land⁃sat-8比GF-1总体表现出更高的水体提取精度。Mean-Shift算法应用于NDWI阈值修正与水体遥感反演具有快速、水质适应性强、效果稳定的优势,对尤其是复杂条件下的水体信息遥感反演具有较好的提取效果。

关键词：水体遥感反演归一化水体指数均值漂移聚类算法最大类间方差算法

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快速递归多阈值分割算法

吉林大学学报（工学版） 2016年第2期46卷 528-534页

作者：申铉京张赫陈海鹏王玉吉林大学计算机科学与技术学院长春130012 吉林大学符号计算与知识工程教育部重点实验室长春130012 吉林大学应用技术学院长春130012

针对强调波谷邻域算法在目标区域相对于背景区域较小且其之间的波谷特征并不十分明显的情况下,无法获得正确阈值的问题,提出了一种基于波谷邻域信息和波谷波峰相对特征的全局阈值分割算法。本算法在最大类间方差(OTSU)算法的基础上以直... 详细信息

针对强调波谷邻域算法在目标区域相对于背景区域较小且其之间的波谷特征并不十分明显的情况下,无法获得正确阈值的问题,提出了一种基于波谷邻域信息和波谷波峰相对特征的全局阈值分割算法。本算法在最大类间方差(OTSU)算法的基础上以直方图中波谷邻域灰度值和波谷波峰灰度值的相对关系为权值,改善最大类间方差算法定位阈值的准确性,使算法所确定的阈值在直方图中具有较小的波谷波峰比值,即使最优阈值定位到与临近波峰具有较大高度差的波谷灰度值。为提高分割效率,本文以前述算法为基础,采用递归单阈值方式进行图像的多阈值分割。实验证明,对强调波谷邻域算法存在的问题本算法有明显的改善,且在多阈值分割的效果及运行时间方面本文算法均具有十分良好的表现。

关键词：计算机应用图像分割多阈值分割递归最大类间方差算法波谷

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基于遗传最大类间方差值选择的研究

杭州电子科技大学学报（自然科学版） 2009年第1期29卷 41-44页

作者：楼华勋任彧范渊杭州电子科技大学软件与智能技术研究所浙江杭州310018 亚龙信息科技有限公司浙江杭州310053

目前对图像的阈值选取进行了改进,其中最大类间方差算法是使用最多的方法之一。该文在对该方法进行分析的基础上,采用改进的大津法,结合遗传算法的优点进行全局寻优,提出了一种改进的最大类间方差值的选取算法,能自动进行最大类间方差... 详细信息

目前对图像的阈值选取进行了改进,其中最大类间方差算法是使用最多的方法之一。该文在对该方法进行分析的基础上,采用改进的大津法,结合遗传算法的优点进行全局寻优,提出了一种改进的最大类间方差值的选取算法,能自动进行最大类间方差阈值的更优选取。实验表明,该方法对图像双峰问题有较好的效果,有效地解决了背景色和目标色的交叉现象。

关键词：遗传算法最大类间方差算法阈值双峰问题

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基于星点法的小视场镜头畸变测量研究

激光技术 2011年第5期35卷 593-595,643页

作者：许维星乔卫东杨建峰葛伟薛彬马丽华中国科学院西安光学精密机械研究所光谱成像技术实验室西安710119 中国科学院研究生院北京100039 空军工程大学电讯工程学院西安710051

为了研究采用星点法的小视场镜头畸变测量,选择星点像中心判读和星点选择两方面作为切入点。针对星点像中心判读,在对比了传统的质心算法的基础上,采用将最大类间方差算法与重心计算相结合的方法以提高星点定位的准确性。针对星点选择,... 详细信息

为了研究采用星点法的小视场镜头畸变测量,选择星点像中心判读和星点选择两方面作为切入点。针对星点像中心判读,在对比了传统的质心算法的基础上,采用将最大类间方差算法与重心计算相结合的方法以提高星点定位的准确性。针对星点选择,为保证星点定位的稳定性以及畸变计算的精准度,用实验方法分析了星点大小的不同对于畸变测量中星点像定位稳定性的影响,选择整个视场内同一水平线下不同位置的y坐标值均方差为1/71像元的星点进行实验,通过实验测得了实际镜头的绝对畸变和相对畸变。结果表明,该方法测得的镜头畸变精度高,可达到航天级应用要求。

关键词：图像处理小视场畸变测量重心计算最大类间方差算法星点选择

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基于颗粒分析和骨架化的车道线检测方法

计算机应用与软件 2014年第4期31卷 320-323页

作者：刘超穆平安戴曙光上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

车道线的正确检测是提高车道偏离预警系统正确率的重要保障,车道线检测往往受到多种因素的干扰。针对直线模型下车辆对车道线检测的干扰,提出一种基于颗粒分析和骨架化的车道线检测方法。首先运用最大类间方差算法对车道线图像进行二值... 详细信息

车道线的正确检测是提高车道偏离预警系统正确率的重要保障,车道线检测往往受到多种因素的干扰。针对直线模型下车辆对车道线检测的干扰,提出一种基于颗粒分析和骨架化的车道线检测方法。首先运用最大类间方差算法对车道线图像进行二值化,然后利用数学形态学的颗粒分析对二值图像进行处理,消除车辆对车道线的干扰,最后用数学形态学的骨架化得到车道的中心线。经实验证明,在车道线有车辆干扰的情况下,该方法不仅能较好去除车辆干扰,而且可以检测出车道线中心线,具有较强的鲁棒性和抗干扰性。

关键词：车辆干扰最大类间方差算法颗粒分析骨架化车道线检测

基于Otsu算法和分形维数相结合的红外云图分割

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红外技术 2014年第6期36卷 496-502页

作者：徐晔烨王敬东朱晨雨顾浩南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016

红外云图中的云系主要由积雨云、卷云、层云和积云组成,它们对于气象研究有很大的帮助。这4类云系具有不同的分形维数特征,因而可以借此对它们进行分割。但是由于地表和一些云具有相似的分形维数特征,单纯依靠分形维数的分割效果不理想... 详细信息

红外云图中的云系主要由积雨云、卷云、层云和积云组成,它们对于气象研究有很大的帮助。这4类云系具有不同的分形维数特征,因而可以借此对它们进行分割。但是由于地表和一些云具有相似的分形维数特征,单纯依靠分形维数的分割效果不理想。对此,采用最大类间方差(Otsu)算法,分离出地表,去除干扰,并对提取出的云系采用分形维数进行分割。由于传统分形维数算法在计算时只选取了窗口内的灰度最大和最小的像素点,获得的分形维数特征不够精确,造成分割的云系出现混淆的现象。对此,在计算的过程中加入窗口中的全部像素点,获得的分形维数能准确地描述区域特征,保证了云系分割的良好效果。

关键词：红外云图分形维数最大类间方差算法图像分割

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基于改进模糊算法和相对熵的遥感图像增强

激光杂志 2014年第2期35卷 37-38,41页

作者：杨波贾振红覃锡忠杨杰胡英杰新疆大学信息科学与工程学院乌鲁木齐830046 上海交通大学图像处理和模式识别研究所上海200240 新西兰奥克兰理工大学知识工程与开发研究所

针对传统的Pal-King算法阈值难以确定的缺点,利用改进的最大类间方差(OTSU)算法来自适应获取阈值,通过改进的模糊增强算法对遥感图像进行全局增强,然后以相对熵为判别标准,进行领域信息的自适应对比度增强。实验结果表明,该算法增强的... 详细信息

针对传统的Pal-King算法阈值难以确定的缺点,利用改进的最大类间方差(OTSU)算法来自适应获取阈值,通过改进的模糊增强算法对遥感图像进行全局增强,然后以相对熵为判别标准,进行领域信息的自适应对比度增强。实验结果表明,该算法增强的结果在主观上能获得很好的视觉效果,客观指标中清晰度和标准差有了大幅度的提升。因此该算法能获得很好的视觉效果和更加明显的细节信息。

关键词：遥感图像模糊增强最大类间方差算法相对熵