最大类间方差

摘要： 传统智能优化算法对彩色图像进行分割未能考虑种群间的竞争与协作关系,从而造成局部最优问题,影响了分割效果。为了提高分割效果,提出了一种改进金字塔演化策略(Improved Pyramid Evolution Strategy,IPES)。首先设计了一种适合彩色图像多阈值分割问题的自适应搜索算子,扩大各层级搜索空间,提高了算法的寻优能力;然后利用种群间的竞争与协作关系以解决局部最优问题,进而提高求解精度和分割效果;最后以最大类间方差(Otsu)为优化目标,利用现有的标准测试图像对算法性能进行测试,并将IPES算法与其他8种算法的性能进行比较。实验结果表明,经IPES算法分割后的图像峰值信噪比值在28~35 dB之间,比改进树种算法和传统的粒子群算法以及差分进化算法至少提高了10 dB;结构相似性值在89%~97%之间,至少提高了3个百分点,分割后的图片质量更好,结构相似性更高。因此,该算法在求解彩色图像多阈值分割问题时具有良好的性能。

摘要： 暗通道先验去雾算法处理图像易出现局部失真问题,针对这一现象,提出一种单幅户外图像去雾算法。首先,利用四叉树分解的方法得到准确的大气光估计值;然后,结合暗通道图像的直方图分布特征,利用最大化类间方差策略自适应的估计暗通道图像分割阈值,并以此为先验知识优化透射率;最后,使用Gamma矫正提升图像整体对比度。实验表明,该算法能够有效地避免暗通道先验算法在天空区域失真的问题,对比其他算法,恢复图像视觉效果良好,客观评价指标均有所提升。

摘要： 为实现地铁隧道智能巡检中裂缝病害的自动化检测,文中提出一种基于纹理特征分析的地铁隧道裂缝检测方案。首先对原始扫描图像采取腐蚀、对比度拉伸、加权邻域滤波等预处理以改善图像质量;然后对图像进行分块,并对分块区域采用改进的最大类间方差法来将裂缝从背景图像中分割出来;接着利用纹理特征分析滤除虚假裂缝信息,并进行图像细化以得到裂缝骨架图像;最终实现地铁隧道裂缝的自动化检测。实验结果表明,文中所提方案能够高效、准确地检测地铁隧道裂缝信息,并自动标识裂缝区域,检测效果优于现有方案。

摘要： 为了解决传统模糊C均值聚类算法(FCM)在对复杂图像进行分割时目标函数收敛速度较慢和算法优化结果依赖于算法初始聚类中心选择的问题,本文提出了采用蜻蜓算法优化FCM迭代过程的策略,优化后的算法能够更迅速更稳定地收敛于全局最优解。为验证优化算法的实用性与正确性并探究优化的实质,从伯克利标准图像库随机选择10幅图像进行实验,用其他元启发式算法优化的FCM算法与原FCM算法作为对照,比较分割的精确度与时耗,并记录各个部分代码的耗时进行比较。实验结果表明:在FCM算法迭代的过程中,时间开销最大的部分是计算图像的隶属度矩阵。蜻蜓算法在面对复杂问题时能减少隶属度矩阵的计算次数,更快搜索到全局最优解,从而达到优化。算法通过牺牲一部分精度,大幅降低耗时,适用于需要快速处理复杂图像的工作。

摘要： 借鉴双直方图均衡(BBHE)和图像分割的思想,对夜间灰度图像进行光照条件自判断的增强研究,对光照条件较好、光照条件较差和光照条件较差但存在少数极亮区域的图像分别采用不同的方法进行增强处理.实验结果表明:所提算法可以突出夜间灰度图像暗处的细节,增大图像的对比度,并有效解决增强后图像整体亮度过高的问题,具有较强的普适性.

摘要： 针对传统多阈值图像分割方法中存在的分割精度低、计算量大、分割速度慢等问题,提出了一种基于改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm,ISSA)的多阈值图像分割方法.首先,结合鸟群算法(bird swarm algorithm,BSA)中飞行行为的思想优化麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA),并采用4种类型的基准函数评估ISSA的寻优性能.然后,进行基于类间方差和Kapur熵的多阈值图像分割,并对比两种方法的分割结果.最后,采用PSNR、目标函数值和标准差作为评估标准,将ISSA与现有分割算法进行对比分析.结果表明,ISSA具有更优的搜索能力和开拓能力,且分割速度和分割精度均得到提升.

摘要： 应用支持向量机对北极声速剖面进行分类,特征量提取是关键.该文采用一种基于经验模态分解的改进变分模态分解算法,以准确提取声速剖面特征量.算法首先对声速剖面信号进行经验模态分解,依据最大类间方差原则划分各分量边际谱主频带,以相似度作为最小分解层数判断标准,获得最小分解层数,进行变分模态分解.对北极区海水声速实测数据(信号)处理表明,该方法可有效提取信号经验模态分解各分量的希尔伯特边际谱特征,进行支持向量机分类,实现对北极海域声速剖面的分类识别,解决以往人工分类耗时久的问题.

摘要： 针对传统粒子群算法应用于肺组织分割时寻优慢且易陷入局部最优的问题,提出了一种基于分数阶麻雀搜索优化的最大类间差法(OTSU)肺组织分割算法.采用分数阶微积分算法优化麻雀搜索算法,根据麻雀的位置信息,引入自适应分数阶阶次以自适应地调整分数阶阶次,加快算法收敛速度;采用灰度级-梯度二维直方图以减小二维直方图的计算量和麻雀的搜索范围;算法实现过程中,利用孔洞填充算法去除CT图像背景,采用形态学操作去除噪音并修补病变区域产生的孔洞.实验表明,所提算法达到稳定的收敛次数相较于粒子群优化OTSU算法、分数阶粒子群优化OTSU算法、麻雀搜索优化OTSU算法分别减少了22.75％,13.75％,2.25％,因此所提算法在保证分割精度的同时,提高了算法的收敛速度.

摘要： 图像分割算法是当前计算机图像处理的难点之一,由于图像区域内部像素的灰度变化相似度高,而在图像边界上的像素变化不连续.为了将图像分割成不同的区域,实验分析了最大熵阈值分割法和迭代式阈值分割法原理,并在此基础上对比研究了最大类间方差法.实验结果表明:最大类间方差法的峰值信噪比最大,均方根误差,图像分割效果最好.

摘要： 南四湖湿地是被湿地公约组织收录的重要湿地,及时掌握南四湖湿地水域面积的时空动态特征对湿地保护及湿地修复有重要意义.文章以Landsat陆地系列卫星遥感影像为主要数据源,采用修订后的归一化差异水体指数(MNDWI)配合最大类间方差(Otsu)法提取了南四湖近30年的水域面积,分析了南四湖湿地水域面积的年内和年际变化特征.结果表明:(1)MNDWI配合Otsu法可以较好的提取出南四湖的水域面积.(2)近30年来,南四湖湿地水域面积呈现"W"形的年际变化趋势,水域面积年平均值最大为765.48 km2,出现在2006年;最小值为329.83 km2,出现在2002年.从年内变化来看,水域面积呈现"V"形的变化规律,其中面积最大值均出现在冬季,最小值出现在夏季.(3)南阳湖、独山湖和昭阳湖三个湖泊面积均呈现较明显的年际和年内变化,而在研究时间段内微山湖的水域面积相对稳定且面积较大.研究为南四湖湿地生态环境保护和生态恢复提供了技术和数据支持.

摘要： 线激光的主动光学测量方式基于光学三角法,能够一次完成一个扫描断面的测量,精度高、速度快,成为路面车辙检测的首选方法.在线结构光三维测量系统中,结构光光条中心位置坐标快速、准确的提取是至关重要的一步.本文根据道路检测车车辙测量的具体要求,对由单管半导体激光器产生的大测量范围(约2m)的结构光光条进行了中心线提取.针对图像背景噪声强的特点,提出了一种基于感兴趣区域(ROI)的结构光条纹中心的图像处理方法,即在ROI内用最大类间方差法进行阈值分割再用重心法进行细化.实验证实,这种方法处理时间短、精度高.

摘要： 运动目标的检测与跟踪是当前进行图像分析和理解以及计算机视觉领域的重要研究内容,为了能够在数字视频系统中实时的检测出运动目标,在帧间差分基础上采用改进的最大类间方差法--基于灰度拉伸的最大类间方差对图像进行了阙谮值分割,并采用形态学滤波消除噪声,然后使用投影法快速定位目标,实验结果表明,该方法能够快速有效地检测出视频图像中的运动目标,满足检测跟踪的基本要求.

摘要： 在线结构光三维测量系统中,结构光光条中心位置坐标快速准确的提取是重要的一步。本文对大测量范围(约2m)的半导体激光器获取的结构光光条进行了中心线提取。针对图像背景噪声强的特点,提出了一种基于感兴趣区域(ROI)的结构光条纹中心处理方法,即在ROI内用最大类间方差法进行阈值分割再用重心法进行细化。实验证实,这种方法处理时间短、精度高。

摘要： 裂缝是隧道衬砌最常见的病害之一,基于近几年快速发展的工程检测系统与图像处理算法的研究,提出了一种CCD相机的衬砌裂缝快速检测系统采集裂缝图像.在提取裂缝特征之前,需要将裂缝区域与图像背景分离.采用Otsu法进行分割处理,然而传统的Otsu方法对裂缝区域过小的图像易产生欠分割;对背景不单一或光照度不均匀的裂缝图像易造成过分割的情况.根据Ostu方法分割特点对该方法进行改进,以达到更好的裂缝图像分割效果,从而为实现隧道裂缝的快速检测埋下基础.

摘要： 裂缝是隧道衬砌最常见的病害之一,基于近几年快速发展的工程检测系统与图像处理算法的研究,提出了一种CCD相机的衬砌裂缝快速检测系统采集裂缝图像.在提取裂缝特征之前,需要将裂缝区域与图像背景分离.采用Otsu法进行分割处理,然而传统的Otsu方法对裂缝区域过小的图像易产生欠分割;对背景不单一或光照度不均匀的裂缝图像易造成过分割的情况.根据Ostu方法分割特点对该方法进行改进,以达到更好的裂缝图像分割效果,从而为实现隧道裂缝的快速检测埋下基础.

摘要： 裂缝是隧道衬砌最常见的病害之一,基于近几年快速发展的工程检测系统与图像处理算法的研究,提出了一种CCD相机的衬砌裂缝快速检测系统采集裂缝图像.在提取裂缝特征之前,需要将裂缝区域与图像背景分离.采用Otsu法进行分割处理,然而传统的Otsu方法对裂缝区域过小的图像易产生欠分割;对背景不单一或光照度不均匀的裂缝图像易造成过分割的情况.根据Ostu方法分割特点对该方法进行改进,以达到更好的裂缝图像分割效果,从而为实现隧道裂缝的快速检测埋下基础.

摘要： 裂缝是隧道衬砌最常见的病害之一,基于近几年快速发展的工程检测系统与图像处理算法的研究,提出了一种CCD相机的衬砌裂缝快速检测系统采集裂缝图像.在提取裂缝特征之前,需要将裂缝区域与图像背景分离.采用Otsu法进行分割处理,然而传统的Otsu方法对裂缝区域过小的图像易产生欠分割;对背景不单一或光照度不均匀的裂缝图像易造成过分割的情况.根据Ostu方法分割特点对该方法进行改进,以达到更好的裂缝图像分割效果,从而为实现隧道裂缝的快速检测埋下基础.

摘要： 本发明公开了一种基于迭代最大类间方差的SAR图像变化检测方法，主要解决现有技术对于变化区域占整体区域的小部分情况下检测会产生过多虚警点的问题，其实现方案是：1.获取不同时相同一地区的SAR图像并进行预处理；2.生成对数比差异图；3.迭代使用最大类间方差法遍寻差异图查找变化元素与非变化元素相对均匀的区域；4.将这一区域的分割阈值应用到全图，得到分割结果图；5.对分割结果图进行中值滤波，得到最终变化检测结果图。本发明解决了直方图为单峰时最大类间方差法虚警过多的问题，提高了运行效率较高，可用于快速SAR图像变化检测，尤其是对于小面积变化区域的检测。

摘要： 本发明涉及一种基于最大类间方差的无线传感器网络分簇路由方法及系统。该方法包括：根据基站坐标以及节点坐标计算节点角度；基于无线传感器网络节点能耗模型，确定簇首最佳位置以及簇首最佳数量；基于簇首最佳数量，根据节点角度确定簇间节点角度方差；根据簇间节点角度方差确定每个簇内的节点数目；根据簇首最佳数量以及每个簇内的节点数目确定簇间节点数目方差；根据簇间节点角度方差以及簇间节点数目方差确定分簇多目标优化函数，求解最优解；根据最优角度分割阈值对排列的所有节点分割为多个最佳簇；确定以基站为圆心，以簇首最佳位置为半径的最佳簇首位置圆以及节点剩余能量，选取每个最佳簇内的最佳簇首。本发明有效降低和均衡化网络能耗。

摘要： 本发明涉及图像检测方法，尤其涉及一种基于FPGA的最大类间方差法的图像检测方法，包括如下步骤：S1：采集并输入图像；S2：以block为单位对输入的图像进行直方图统计；S3：读取步骤S2中统计好以block为单位的直方图，获得图像的总灰度值；S4：第二次读取直方图，根据方差公式(1)，计算阈值设定在各个灰度时的方差，并记录得到最大方差时的阈值，即为所求阈值；S5：步骤S4中获取的阈值对图像进行二值化，以便分离目标和背景。该方法可以有效解决高吞吐量像素输入情况下的直方图统计难题，对目前图像传感器向更高速、更高解析度方向发展所面临的巨大计算压力问题有很好的适应性。

摘要： 本发明公开了一种三维CT图像的局部三维最大类间方差分割方法，属于图像分割领域，用来解决CT图像的灰度不均匀现象导致的难分割和误分割问题。该方法主要包含以下步骤：(1)初始化统计量计算窗口的大小、权值模板和三维局部空间的大小，并对原图像进行延拓处理；(2)采用一维最大类间方差分割算法和边缘跟踪算法提取每层图像的目标轮廓，在此基础上运用形态学膨胀的方法获取边缘过渡区域的标记图像；(3)根据像素灰度、邻域加权均值和邻域加权中值三个量，计算每个三维局部空间的三维直方图，采用递推的方法构造查找表，据此获取最佳分割阈值。与现有技术相比，本发明的优点在于：能分割灰度不均匀的三维CT图像、时间复杂度为O(L3)。

摘要： 本发明公开了基于最大类间方差的分块压缩感知的图像压缩方法，包括步骤1、图像分块；步骤2、图像子块分区：采用最大类间方差OSTU算法，将每个图像子块均分为前景重点区域、背景区域和过渡区域；步骤3、确定最佳采样率：通过控制变量法与最小二乘法，确定各区域的最佳采样率；步骤4、图像重构。本发明在图像压缩过程中，使用压缩感知的方法进行采样，可以突破奈奎斯特采样率的限制，以远小于奈奎斯特采样率的采样率对图像信号进行采样。在进行图像采样时时，可以对图像中重要区域与背景区域进行区分，相对重要的区域采用高采样率，在相对不重要的区域采用低采样率，可以较为高效的对图像进行采样进而压缩。

摘要： 本发明为一种改进的基于最大类间方差法的红外图像分割方法，能够在最大程度上克服天空曝光带来的分割效果不理想的问题，使分割后的目标能够保持较完整的形状。由于红外图像对比度比较低，灰度级范围比较窄，利用最大类间方差法不能够很好的分割出目标，考虑图像灰度、图像背景像素个数和目标像素个数对分割产生的影响，本发明对传统最大类间方差法中求取方差的公式进行了改进，弥补了最大类间方差法的红外图像分割方法在天空有曝光且天空与目标对比度较低的情况下不能够获得较好的分割效果的缺点，并且将目标与天空背景对比度较大的区域分割良好。

摘要： 本发明涉及一种基于改进最大类间方差法的骨料形貌表征方法和系统，方法包括获取骨料的三维定位数据并据此得到骨料的尺寸大小，获取骨料的三维图像数据并通过不完全beta函数法、模拟退火算法和最大类间方差法提取骨料的三维轮廓视图，根据骨料的尺寸大小和三维轮廓视图得到骨料的三维空间模型；系统包括传送模块、采集模块和模型分析模块，传送模块将骨料移动到采集模块处，采集模块采集骨料的三维定位数据和三维图像数据并发送给模型分析模块，模型分析模块得到骨料的三维空间模型。本发明不需要形态学参数就可直接根据获得的骨料尺寸大小填充三维轮廓视图得到三维空间模型，建模效率和精确度高、可进行批量化建模。

摘要： 本发明涉及一种基于最大类间方差的无线传感器网络分簇路由方法及系统。该方法包括：根据基站坐标以及节点坐标计算节点角度；基于无线传感器网络节点能耗模型，确定簇首最佳位置以及簇首最佳数量；基于簇首最佳数量，根据节点角度确定簇间节点角度方差；根据簇间节点角度方差确定每个簇内的节点数目；根据簇首最佳数量以及每个簇内的节点数目确定簇间节点数目方差；根据簇间节点角度方差以及簇间节点数目方差确定分簇多目标优化函数，求解最优解；根据最优角度分割阈值对排列的所有节点分割为多个最佳簇；确定以基站为圆心，以簇首最佳位置为半径的最佳簇首位置圆以及节点剩余能量，选取每个最佳簇内的最佳簇首。本发明有效降低和均衡化网络能耗。

摘要： 本发明涉及一种利用最大类间方差法计算凝胶能谱图化合物数量的方法，包括：S11，获取被测样品的Q个元素的能谱图，其中被测样品包含有Q个元素，每个元素都得到一个能谱图；S12，根据能谱图使用最大类间方差法求得各元素能谱图的转化阈值；S13，以转化阈值作为分界点，将各元素的能谱图像转换为二值图像，得到元素二值图像，得到元素二值图像；S15，将所有的二值图像进行矩阵点乘，即得到化合物的被测样品结果图像；S16，将被测样品结果图像矩阵中所有化合物像素点求和即得被测样品的个数。本发明解决能谱图中元素亮点的定量问题，引入计算机模拟的方式，快速的计算点的数目和重合度，为更准确的定量方式提供新思路。

摘要： 本发明涉及图像检测方法，尤其涉及一种基于FPGA的最大类间方差法的图像检测方法，包括如下步骤：S1：采集并输入图像；S2：以block为单位对输入的图像进行直方图统计；S3：读取步骤S2中统计好以block为单位的直方图，获得图像的总灰度值；S4：第二次读取直方图，根据方差公式(1)，计算阈值设定在各个灰度时的方差，并记录得到最大方差时的阈值，即为所求阈值；S5：步骤S4中获取的阈值对图像进行二值化，以便分离目标和背景。该方法可以有效解决高吞吐量像素输入情况下的直方图统计难题，对目前图像传感器向更高速、更高解析度方向发展所面临的巨大计算压力问题有很好的适应性。