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《复旦大学》 2009年
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基于K近邻快速区域归并的图像分割算法研究及应用

刘宏志  
【摘要】: 图像分割是图像处理领域中的经典难题,也一直是图像处理技术研究中的热点和焦点。随着计算机处理能力的提高和对图像处理的需求增加,图像分割更是受到研究者们越来越多的关注。然而,现有的图像分割算法都有一定的缺陷,必须要在效率和效果之间进行取舍,不能同时满足。更重要的是,由于图像种类的千差万别,一般的图像分割算法都只能处理特定类型的图像。很难找到一种适合所有图像的分割算法。本文就是以此为目标,力图找到对各种图像特征能够统一处理的分割算法。具体而言,本文包括以下主要内容: 1.从局部像素出发,分析像素点之间的关系。带着将相似的像素点分配到同一分割中去的目标,在分析各种图像特征对分割影响的前提下,设计出一种新的区域相似度。这种区域相似度最大的特点在于它能够将各种图像特征进行有效量化,并包含到统一的相似度方程当中,使得用一种方法处理所有图像的分割问题在理论上有了可能。 2.在区域相似度的基础上提出一种新的区域合并算法来解决分割问题。本文中图像分割问题被当作区域的合并过程,首先利用过分割技术将输入图像打碎,得到初始分割区域,并建立起K近邻图。这里,K近邻图的每个结点表示一个分割区域,同时将区域相似度赋予对应结点之间的边,作为权重。K近邻图的每个结点至多有K条边,连接K个最近邻居。利用它我们可以把整个区域合并过程的时间复杂度降到O(τKlog_2(K)),其中K为初始的分割区域数目,τ为每一次合并当中需要更新的结点数目。 3.利用Intrinsic images分解算法设计分类器将图像分解成包含光照信息和颜色、形状信息的两层,去除光照对于图像的影响,在此基础上利用本文提出的分割算法来处理光照场景下的分割问题。 4.给出文中所有算法的实现,并提供试验结果来证明算法的鲁棒性和效率。另外,我们还将基于K近邻图的快速图像分割算法与视网膜硬性渗出检测相结合,设计出了新的视网膜硬性渗出检测算法。这个算法运行迅速,而且通过包含8张硬性渗出的视网膜图像库STARE的测试,算法在有效性高达95.42%的同时保持了平均敏感度91.08%,说明算法在临床医学上具有重要价值。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 周宏杰;高光谱图像地物分类和分割方法研究[D];西安电子科技大学;2010年
2 赵贝贝;基于颜色特征的木质板材分类方法的研究[D];东北林业大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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3 罗希平;田捷;诸葛婴;王靖;戴汝为;;图像分割方法综述[J];模式识别与人工智能;1999年03期
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6 王兴伟,沈兰荪,卫保国,刘党辉;基于改进的k-均值聚类和数学形态学的彩色眼科图像病灶分割[J];中国生物医学工程学报;2002年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 张坤,罗立民,舒华忠,杨芳;基于Level Set方法的Visible Human Being虚拟人图像处理[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年04期
3 张雪飞;;基于GVF模型的蔬果图像快速分割方法[J];安徽农业科学;2010年05期
4 张慧鹏;韩其燕;;基于动态阈值的树木年轮图像分割方法研究[J];安徽农业科学;2010年09期
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6 赵莹;张学东;;改进水平集的车辆检测算法[J];辽宁科技大学学报;2010年05期
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8 柴黎;王明泉;;基于分水岭的分割算法在无损检测中的应用[J];半导体技术;2007年03期
9 李燕;罗四维;邹琪;;带评价系统的曲率相关有向主动轮廓模型[J];北京交通大学学报;2010年02期
10 张杨;李凯;;非均匀光照条件下PCB图像的一种阈值分割方法[J];北京服装学院学报;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 ;Image Segmentation Based on the Mean-Shift in the HSV Space[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 ;A Hardware-Accelerated Segmentation Algorithm for Moving Object Generation[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 周佳男;;一种拓扑纹理图像的相位场模型分割算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 ;Edge Detection of Wood Defects in X-ray Wood Image Using Neural Network and Mathematical Morphology[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 邱雪娜;刘士荣;刘斐;朱伟涛;杜方芳;;一种基于序贯检测机制的运动目标跟踪算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 赵建;刘伟宁;;基于主动轮廓模型的海天线检测算法[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
8 刘勋;孟骧龙;毋立芳;;基于自适应对象模型的篮球运动跟踪方法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
9 胡彦婷;木拉提·哈米提;陈建军;孔德伟;孙静;姬金虎;;Bayesian分类算法和活动轮廓模型在肝包虫CT图像分割中的应用[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(3)[C];2009年
10 谢琛;;基于ASM的人脸特征点定位浅析[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王兴梅;水下声纳图像的MRF目标检测与水平集的轮廓提取方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 乔小燕;基于生物形态学的赤潮藻显微图像分割与特征提取研究[D];中国海洋大学;2010年
3 韩守东;纹理建模与图切分优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
4 莫堃;基于隐式函数的曲面重构方法及其应用[D];华中科技大学;2010年
5 涂虬;智能视觉监视中目标检测与跟踪算法研究[D];华中科技大学;2010年
6 徐萧萧;基于特征学习与特征联想的视觉跟踪算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 王义文;钢球表面缺陷检测关键技术研究及样机研制[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 王晓松;复杂背景下树木图像提取研究[D];北京林业大学;2010年
9 辛哲奎;基于视觉的小型无人直升机地面目标跟踪技术研究[D];南开大学;2010年
10 钟凡;在线视频分割关键问题研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙涛;基于DR骨密度分析系统的研究[D];南京医科大学;2010年
2 廖甜甜;白细胞图像语义识别分类的研究[D];南昌航空大学;2010年
3 赵永刚;图像检索中形状描述和匹配算法研究[D];南昌航空大学;2010年
4 孙琛琛;大幅面丝网疵点的图像识别算法研究[D];浙江理工大学;2010年
5 胡申宁;中医舌诊中舌色、苔色自动分类的研究[D];浙江理工大学;2010年
6 李光;基于均值偏移的视频目标跟踪、检测算法研究及系统实现[D];浙江理工大学;2010年
7 陈欣欣;基于CT图像的血管分割[D];郑州大学;2010年
8 孙宏伟;基于链码的视觉轨线跟踪[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 马玲;拓扑约束法在序列图像高密度细胞追踪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 许东滨;基于水平集和局部灰度阈值的神经干细胞序列图像的分割算法[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘浩学;CIE均匀颜色空间与色差公式的应用[J];北京印刷学院学报;2003年03期
2 王克奇;王业琴;白雪冰;戴天虹;石岭;;板材图像识别中颜色特征参数的提取[J];东北林业大学学报;2006年03期
3 肖艳玲,刘晓晶,刘剑波;基于熵值法的员工绩效指标权重确定方法[J];大庆石油学院学报;2005年01期
4 刘智深;丁宁;赵朝方;齐敏;;主成分分析法在油荧光光谱波段选择中的应用[J];地理空间信息;2009年03期
5 李靖华,郭耀煌;主成分分析用于多指标评价的方法研究——主成分评价[J];管理工程学报;2002年01期
6 胡畔;田庆久;闫柏琨;;柴达木盆地烃蚀变矿物高光谱遥感识别研究[J];国土资源遥感;2009年02期
7 张亮;;基于PCA和SVM的高光谱遥感图像分类研究[J];光学技术;2008年S1期
8 郭平,卢汉清;贝叶斯概率图像自动分割研究[J];光学学报;2002年12期
9 周方俊;非对称相异性矩阵的一种非度量多维尺度变换[J];高校应用数学学报A辑(中文版);1992年02期
10 罗四维;赵连伟;;基于谱图理论的流形学习算法[J];计算机研究与发展;2006年07期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 韩晓微;彩色图像处理关键技术研究[D];东北大学;2005年
2 谭璐;高维数据的降维理论及应用[D];国防科学技术大学;2005年
3 王国强;嵌入邻域判别关系的子空间人脸识别算法研究[D];大连理工大学;2008年
4 刘赫;文本分类中若干问题研究[D];吉林大学;2009年
5 戴天虹;基于计算机视觉的木质板材颜色分类方法的研究[D];东北林业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈昊;加权K-NN算法及其应用[D];河北大学;2005年
2 王业琴;基于计算机视觉木材表面颜色分类的研究[D];东北林业大学;2006年
3 肖健;局部线性嵌入的流形学习算法研究与应用[D];国防科学技术大学;2005年
4 穆云峰;RBF神经网络学习算法在模式分类中的应用研究[D];大连理工大学;2006年
5 战国科;基于人工神经网络的图像识别方法研究[D];中国计量科学研究院;2007年
6 廖倩倩;基于颜色与纹理融合的图像特征提取与检索方法研究[D];桂林电子科技大学;2007年
7 尹波;基于对象的遥感图像处理平台应用研究[D];上海交通大学;2008年
8 王勇;局部线性嵌入算法的稳健性改进及有监督扩展[D];国防科学技术大学;2007年
9 肖惠玲;支持向量机在医学图像处理中的应用[D];电子科技大学;2008年
10 李聪娥;局部线性嵌入在文本分类中的应用[D];河北工业大学;2007年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 周计美;基于特征加权单类支持向量机的颜色识别算法及其在异色物检测中的研究[D];内蒙古大学;2012年
2 李想;板材表面纹理色差的树种识别方法研究[D];东北林业大学;2012年
3 刁智多;基于人工神经网络分类器的实木在线分选研究[D];东北林业大学;2012年
4 王志勇;基于流形学习的高光谱遥感图像降维方法研究[D];电子科技大学;2012年
5 李洪园;基于语谱图部分特征的汉语辅音分类方法研究[D];东北师范大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄建军,赵荣椿;基于模糊ART的图像分割[J];电子学报;2001年05期
2 高新波,李洁,姬红兵;基于加权模糊c均值聚类与统计检验指导的多阈值图像自动分割算法[J];电子学报;2004年04期
3 赵亦工,朱红,向健勇;基于分形模型的人造目标检测技术[J];红外与毫米波学报;1995年05期
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5 陈果,左洪福;图像分割的二维最大熵遗传算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年06期
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7 黄玉明;徐光祐;叶培建;;基于物理模型的彩色图像分割[J];自动化学报;1992年04期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李丽;刘小丹;;一种主特征量自适应选择的多彩色空间图像分割方法研究[J];计算机科学;2004年11期
2 唐金尤;范彦斌;姚锡凡;;基于分水岭算法的彩色图像分割[J];佛山科学技术学院学报(自然科学版);2006年01期
3 孙卫芳;段智勇;朱仲杰;;结合JSEG与分水岭方法的彩色图像分割[J];计算机工程与应用;2010年21期
4 陆燕慧;张淑敏;王保保;庞小波;;改进的分水岭算法在设备内壁图像分割中的应用[J];现代电子技术;2009年06期
5 杨海峰;;基于改进分水岭及区域合并的图像分割方法[J];微计算机应用;2007年11期
6 刁智华;赵春江;郭新宇;陆声链;王秀徽;;分水岭算法的改进方法研究[J];计算机工程;2010年17期
7 周四龙;粱栋;王慧;孔颉;;基于四叉树与图割的遥感图像分割方法[J];计算机工程;2010年08期
8 尤鸿霞 ,须文波;基于分水岭算法的虹膜区域分割[J];微计算机信息;2005年22期
9 唐艳;李禹;;基于MSP-ROA边缘检测和区域合并的图像组合分割方法[J];计算技术与自动化;2006年03期
10 王凤兰;洪炳镕;曙光;;基于颜色分布连续性特征的区域合并方法[J];哈尔滨工业大学学报;2003年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王婷婷;董卫;;基于Munsell空间的彩色图像分割方法[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
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3 傅明建;刘秉瀚;;一种肾小管病理图像分割算法[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
4 沈晶;杨学志;;基于边缘保持分水岭算法的SAR海冰图像分割[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集[C];2007年
5 付旻;高芸;黄祥林;;文档图像分割技术研究[A];计算机技术与应用进展——全国第17届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2006年
6 杨培艳;李惠光;王振春;李欢;;基于图像视觉的电磁炮外弹道实验研究[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
7 薛笑荣;赵荣椿;张艳宁;段锋;苏爱民;;基于树型小波变换的SAR图像分割[A];信号与信息处理技术——第一届信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2002年
8 周晖;赵珂;王润生;;基于数据属性驱动的高分辨率遥感图像自适应融合分割算法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
9 韩立强;;基于图像分割技术的汽车发动机缸体表面缺陷检测[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
10 曹永锋;孙洪;徐新;;基于盆地动力学的图像多级阈值化方法[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 金记;金坛实施新一轮镇行政区划调整[N];常州日报;2007年
2 记者 苏群;海南力推洋浦儋州行政区域合并[N];中华工商时报;2008年
3 本报记者 叶青 通讯员 粤科宣;病人家属也可操刀“做手术”[N];广东科技报;2011年
4 伦敦CRU国际有限公司首席运营官 Phil Newman;中国钢企将加入全球合并大潮[N];中国冶金报;2007年
5 全国农技中心土壤与环境处提供;上海加强耕地质量保护[N];农民日报;2004年
6 陈雪;康佳“第一屏”今年上“春晚”[N];中国证券报;2007年
7 中共滦南县委书记 秦少清;以财政倾斜 促社会和谐[N];唐山劳动日报;2005年
8 ;“天下第一屏”落户深圳华侨城[N];消费日报;2006年
9 罗刚君;简单公式筑就强大日历[N];中国电脑教育报;2009年
10 记者 巩峥;新西城连通南北商脉[N];北京日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李启翮;基于蛇模型的图像分割与目标轮廓跟踪研究[D];清华大学;2008年
2 张印辉;多尺度马尔可夫随机场图像分割方法研究[D];昆明理工大学;2010年
3 张大明;基于图理论的图像分割和分类算法研究[D];安徽大学;2011年
4 白小晶;基于偏微分方程的图像分割与配准研究[D];南京理工大学;2010年
5 陈志彬;非参数变形模型结合模糊技术的MRI图像分割[D];大连理工大学;2010年
6 高浩;粒子群算法及其在图像分割中的应用与研究[D];江南大学;2009年
7 周鲜成;基于微粒群算法的数字图像处理方法研究[D];中南大学;2008年
8 付晓薇;基于量子力学的图像处理方法研究[D];华中科技大学;2010年
9 李旭超;小波变换和马尔可夫随机场在图像降噪与分割中的应用研究[D];浙江大学;2006年
10 郑庆庆;纹理特征提取及其在图像分割中的应用研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘宏志;基于K近邻快速区域归并的图像分割算法研究及应用[D];复旦大学;2009年
2 严灵毓;基于半监督学习的图像分割系统的设计与实现[D];华中科技大学;2010年
3 宋晓峰;基于贝叶斯置信传播的图像分割方法研究[D];西安电子科技大学;2009年
4 葛秘蕾;基于云理论的图像分割技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 康朝红;基于支持向量机的X线图像分割技术研究[D];河北大学;2009年
6 萧湘;骨髓细胞图像分割方法研究[D];中南林业科技大学;2010年
7 尚金奎;基于粗糙集理论的图像分割方法研究[D];东北大学;2008年
8 胡媛媛;基于形态学的图像分割方法的研究与应用[D];昆明理工大学;2008年
9 蔺恒;基于人工免疫网络的图像分割[D];西安电子科技大学;2010年
10 李云刚;自由搜索算法的改进及其在图像分割中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
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