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自适应分层阈值的简化PCNN红外人体图像分割

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计算机辅助设计与图形学学报 2013年第2期25卷 208-214页

作者：周东国高潮郭永彩重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室重庆400030

针对红外人体图像中人体目标亮度分布不均匀且易与背景混叠等引起分割不完整的问题,提出一种自适应分层阈值的简化PCNN(SPCNN)红外人体图像分割方法.该方法摒弃了传统SPCNN模型中的动态阈值指数衰减下降机制,采用神经元点火区域与未点... 详细信息

针对红外人体图像中人体目标亮度分布不均匀且易与背景混叠等引起分割不完整的问题,提出一种自适应分层阈值的简化PCNN(SPCNN)红外人体图像分割方法.该方法摒弃了传统SPCNN模型中的动态阈值指数衰减下降机制,采用神经元点火区域与未点火区域的统计特性构建自适应分层阈值;同时结合神经元同步点火机制并引入最近邻均值聚类规则控制神经元点火,以达到较高的分割精度.在真实红外人体图像集上与几种图像分割方法进行对比的实验结果表明,文中方法能取得较优的分割效果以及较小的分类错误率,且与传统的SPCNN模型相比,文中的SPCNN模型参数的设置更加简化.

关键词：脉冲耦合神经网络分层阈值红外图像分割聚类

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基于二维对称交叉熵的红外图像阈值分割

光电子．激光 2010年第12期21卷 1871-1876页

作者：纪守新吴一全占必超南京航空航天大学信息科学与技术学院江苏南京210016

针对现有的阈值选取方法应用于目标与背景面积相差悬殊的红外图像时常导致严重的误分割现象,本文提出了一种基于对称交叉熵及背景与目标面积差的红外目标图像阈值选取方法。对称交叉熵能确保分割后类的内聚性好,而背景与目标面积差可抑... 详细信息

针对现有的阈值选取方法应用于目标与背景面积相差悬殊的红外图像时常导致严重的误分割现象,本文提出了一种基于对称交叉熵及背景与目标面积差的红外目标图像阈值选取方法。对称交叉熵能确保分割后类的内聚性好,而背景与目标面积差可抑制均等分割的趋势,将两者综合构成了更为合理的阈值选取准则函数。首先导出了一维阈值选取公式;然后给出了二维直方图斜分阈值及二维直方图斜分的简化阈值选取方法,抗噪性能明显改善;最后与二维斜分的最大熵阈值、Otsu阈值及非对称交叉熵阈值选取方法进行了比较,实验结果表明,本文方法在分割效果上具有明显的优势。

关键词：红外图像分割对称交叉熵背景与目标面积差二维直方图斜分

基于线型可控滤波器的红外输送带撕裂图像分割

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煤炭科学技术 2022年第S1期50卷 289-294页

作者：赵四辈李佳伟国能神东煤炭大柳塔煤矿陕西榆林719315 西安咸林能源科技有限公司陕西西安710076

煤炭在能源结构中占据重要地位,输送带的撕裂严重影响煤炭的稳定安全生产。面对灰暗潮湿的煤炭生产环境以及输送带撕裂口形状的线型多变性,经常对输送带撕裂口的识别造成水雾、光线昏暗、撕裂口表现形式众多以及尺寸变化范围大等因素干... 详细信息

煤炭在能源结构中占据重要地位,输送带的撕裂严重影响煤炭的稳定安全生产。面对灰暗潮湿的煤炭生产环境以及输送带撕裂口形状的线型多变性,经常对输送带撕裂口的识别造成水雾、光线昏暗、撕裂口表现形式众多以及尺寸变化范围大等因素干扰。一般的图像分割检测方法难以屏蔽多种干扰因素,对撕裂口尺寸变化范围很敏感,为此提出基于海森矩阵构造的线型可控滤波器Linear Controllable Filter(LCF)算法对撕裂口进行红外检测分割。首先将拍摄到的红外运煤带图像经伽马(Gamma)变换预处理增强原始红外图像的对比度,使用不同尺度参数的线型可控滤波器进行滤波运算,最后进行多尺度图像融合得到输送带红外图像的撕裂口分割。由验证实验结果图可得,线型可控滤波器(LCF)算法能够识别分割不同尺寸的撕裂口以及适应运煤皮带撕裂口的多变性,能够有效去除水雾等因素造成的模糊干扰,并从撕裂口缺陷匹配度和分割运算时间2个维度,对比Prewitt算子检测、Canny算子检测算法、索贝尔(Sobel)算子检测、大津(Otsu)分割法以及LCF算法,证明LCF算法具有分割准确度高、适应性好,满足煤炭生产中运煤皮带实时检测要求。

关键词：线型可控滤波器皮带撕裂海森矩阵多尺度融合红外图像分割

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改进的红外图像2维Otsu分割算法

中国图象图形学报 2011年第8期16卷 1424-1428页

作者：顾鹏张玉解放军电子工程学院信息系合肥230001

针对红外图像有别于一般灰度图像的特点,常用的灰度级-平均灰度级2维直方图区域划分在红外图像分割中效果不佳,为此提出一种改进的灰度级-梯度2维Otsu阈值选取方法,选取合适的梯度算子,利用改进的粒子群优化算法寻找分割阈值,在算法中... 详细信息

针对红外图像有别于一般灰度图像的特点,常用的灰度级-平均灰度级2维直方图区域划分在红外图像分割中效果不佳,为此提出一种改进的灰度级-梯度2维Otsu阈值选取方法,选取合适的梯度算子,利用改进的粒子群优化算法寻找分割阈值,在算法中加入有效判断早熟停滞的方法,一旦检索到早熟迹象,便随机改变最优解的任意1维分量值,使其跳出局部最大,实现全局寻优过程的快速收敛。仿真实验结果表明,该算法由于使用新的2维直方图,分割后的红外图像边界形状准确,特征细节清晰,运算速度也得到了有效提高。

关键词：红外图像分割阈值选取梯度 2维Otsu法粒子群优化

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基于三维Otsu法的红外图像阈值分割

计算机工程 2011年第16期37卷 230-231,234页

作者：顾鹏张玉解放军电子工程学院信息系合肥230001

常用的阈值分割方法在对红外图像进行分割时,由于红外图像本身的特点,会出现准确性不高的问题。为此,提出一种基于灰度-平均灰度-梯度直方图的三维Otsu法,使用稀疏矩阵和改进的粒子群优化(PSO)算法,并在标准PSO算法中加入判断早熟停滞... 详细信息

常用的阈值分割方法在对红外图像进行分割时,由于红外图像本身的特点,会出现准确性不高的问题。为此,提出一种基于灰度-平均灰度-梯度直方图的三维Otsu法,使用稀疏矩阵和改进的粒子群优化(PSO)算法,并在标准PSO算法中加入判断早熟停滞的因子,进行最佳阈值的选取,以提高运算速度,保证准确度。实验结果表明,该方法能够快速有效地对红外图像进行分割。

关键词：红外图像分割阈值选取三维Otsu法稀疏矩阵粒子群优化

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变电站红外图像的分割研究

变电站红外图像的分割研究

作者：王华西安科技大学

学位级别：硕士

随着我国电力网络规模的不断扩大,变电站的安全可靠运行至关重要,而电力设备的运行状态是决定其安全稳定运行的关键因素之一。随着红外诊断技术的普及应用,红外诊断技术在电力设备故障诊断中发挥着越来越重要的作用。由于电力设备种类繁... 详细信息

随着我国电力网络规模的不断扩大,变电站的安全可靠运行至关重要,而电力设备的运行状态是决定其安全稳定运行的关键因素之一。随着红外诊断技术的普及应用,红外诊断技术在电力设备故障诊断中发挥着越来越重要的作用。由于电力设备种类繁多,各种设备的故障特征也有较大的差别,因此对红外图象进行分割与识别是进行电力设备热故障诊断过程中前期处理的一个重要步骤。本文主要对变电站红外图像的分割进行分析和研究。文章开始先分析了红外图像的噪声特点并采取了分割前的降噪处理。在研究了经典的边缘检测算法基础之上,给出了一种基于边缘检测和数学形态学相结合的分割算法,经过仿真实验取得了比较好的效果。考虑到红外图像内容复杂,边缘模糊的特点,提出采用遗传神经网络对红外图像进行分割的方法,为了提高神经网络的收敛速度,引入遗传算法优化神经网络的权值和阈值,与采用标准BP神经网络相比,采用的遗传神经网络分割速度明显提高。水平集方法以一种紧凑的方式来表达几何主动轮廓线的演化,并且为之提供稳定的数值算法。Mumford-Shah模型综合利用图像的边界和区域信息,其轮廓线演化与边界梯度无关,对模糊边界甚至不连续的边界都有很好的分割效果。但是复杂的计算限制了简化Mumford-Shah模型的C-V水平集模型分割方法的应用,为提高图像分割的速度,本文从初始化水平集函数、迭代终止条件及时间步长选取三个方面做了改进,改进后的模型提高了C-V模型的演化速度,节省了初始化过程所消耗的时间。实验表明,该方法简单高效,能够快速有效地实现图像轮廓分割。

关键词：变电站红外图像分割遗传神经网络 Mumford-Shah模型

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光伏面板红外图像有效区域分割方法研究

光伏面板红外图像有效区域分割方法研究

作者：周世芬南昌大学

学位级别：硕士

随着红外成像技术的发展和应用,基于红外成像的诊断技术被广泛应用于光伏面板故障检测和诊断。在这种情况下,会有大量的光伏面板红外图像需要被检测和诊断,而其中对红外图像进行分割是实现光伏面板故障检测和诊断的重要前提。但大量的... 详细信息

随着红外成像技术的发展和应用,基于红外成像的诊断技术被广泛应用于光伏面板故障检测和诊断。在这种情况下,会有大量的光伏面板红外图像需要被检测和诊断,而其中对红外图像进行分割是实现光伏面板故障检测和诊断的重要前提。但大量的光伏面板红外图像一般是由专业技术人员人工进行分割,这种方式耗时耗力,对人员的要求非常高,且红外图像具有对比度低,边缘模糊等特点,这些因素均会导致红外图像的分割结果存在误差。因此,为了提升光伏面板红外图像的分割效果,本文在现有的图像分割算法基础上,分别提出了基于模糊聚类的分割方法、基于灰度共生矩阵和区域生长法的分割方法与基于改进型UNet网络的分割方法。主要研究内容如下:1、针对光伏面板红外图像对比度低,边缘模糊等特点以及采用模糊聚类方法会出现误分割的现象,本文在模糊C均值方法和模糊核C均值方法的基础上,提出了一种引入邻域空间信息的改进模糊核C均值方法,并通过K-means聚类方法初始化聚类中心。实验结果验证了改进模糊核C均值分割方法的有效性。2、针对光伏面板红外图像内容的复杂性和周围环境的干扰,本文提出了基于灰度共生矩阵和区域生长的分割方法。该方法通过融合图像的熵特征与梯度边缘特征对图像进行预处理,然后通过改进的区域生长法对预处理后的图像进行分割和形态学处理进行优化。实验结果验证了该方法可有效的分割光伏面板红外图像。3、以上红外图像分割方法均是利用图像的低级语义信息,如图像的形状、纹理等特征。相比之下,基于深度学习网络的分割方法能够提取更深层次的语义信息,获得更丰富的图像特征。因此,本文提出了基于U-Net的改进型网络方法,该方法通过引入残差结构和空洞卷积对原始U-Net网络结构进行更改。实验结果表明与原始的U-Net网络相比,分割效果更准确有效。综上所述,本文提出的三种图像分割方法可以很好的将光伏面板区域分割出来,并且能够为光伏面板红外图像故障检测和诊断提供有效的依据。

关键词：红外图像分割模糊C均值灰度共生矩阵区域生长 U-Net

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一种参数自适应的简化PCNN图像分割方法

自动化学报 2014年第6期40卷 1191-1197页

作者：周东国高潮郭永彩重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室重庆400030

为了进一步延伸脉冲耦合神经网络(Pulse coupled neural network,PCNN)在图像分割中的应用,本文对PCNN模型作了简化和改进,并探讨和分析了参数的设置方法.首先利用阈值和脉冲输出所对应的区域均值之间的关系,提出了一种优化连接系数的方... 详细信息

为了进一步延伸脉冲耦合神经网络(Pulse coupled neural network,PCNN)在图像分割中的应用,本文对PCNN模型作了简化和改进,并探讨和分析了参数的设置方法.首先利用阈值和脉冲输出所对应的区域均值之间的关系,提出了一种优化连接系数的方法,使得模型最终以迭代的方式得到分割结果.在仿真和真实红外图像上实验结果表明,文中方法能取得较优的分割效果,且相比于常用的阈值方法以及较新的PCNN方法,文中的简化模型对噪声及复杂图像具有更好的适应性和鲁棒性.

关键词：脉冲耦合神经网络红外图像分割阈值连接系数

一种基于简化马尔可夫随机场的红外图像快速分割方法

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电子设计工程 2011年第6期19卷 157-161页

作者：刘秋让黄慧敏毛星锦西北工业大学计算机学院陕西西安710129 西北工业大学图书馆陕西西安710072

分析了传统的基于马尔可夫随机场图像分割算法收敛速度慢和固定加权等缺点,提出了一种基于简化马尔可夫随机场的红外图像快速分割算法。该算法首先对红外图像极大似然初始分割,并利用简化马尔可夫随机场对图像进行建模。在此基础上采用... 详细信息

分析了传统的基于马尔可夫随机场图像分割算法收敛速度慢和固定加权等缺点,提出了一种基于简化马尔可夫随机场的红外图像快速分割算法。该算法首先对红外图像极大似然初始分割,并利用简化马尔可夫随机场对图像进行建模。在此基础上采用自适应的加权变化形式进行迭代,不但加速了分割算法的收敛速度,而且使得分割效果都大为改善。在真实的飞机和舰艇红外图像上,该算法都取得了较好的分割效果。

关键词：红外图像分割简化马尔可夫随机场最大后验概率迭代条件模型