收藏本站
《武汉大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于可分解马尔科夫网的图像分割方法研究

曹建农  
【摘要】:至今,图像分割尚无通用的分割理论和方法,现存的各种各类分割算法大都是基于某种具体问题,这是目前图像分割所面临的困难。本文提出一个新的理论和方法,基于此,我们可以改善图像分割算法对具体问题的过度依赖性,本文方法在一定程度上具有方法论意义上的通用性。 我们知道,图像分割是图像信息处理中十分重要的研究内容,在图像理解、模式识别、图像编码和图像合成等方面有广泛的应用,然而它也是一个很困难的经典问题。尤其是图像获取的机理使得图像区域边界之间不可避免地会产生灰度平滑,同时由于光的复杂作用也会使不同目标区域中存在灰度重叠,这些都会造成图像分割的困难,有效的避免方法是对图像进行平滑预处理,可以大大地压缩目标灰度重叠。另一方面噪声也会严重影响图像分割的质量,对噪声图像进行滤波预处理也是提高图像分割质量的重要一环。 我们提出的基于可分解马尔科夫网(Decomposable Markov Networks,DMN)的方法是基于系统的信息熵差原理进行网络的结构搜索,通过网络结构输出形式判断像素的亮度,将其归为高亮、中亮(缓冲区)、低亮三类,获得缓冲区。所谓缓冲区是局部无法判明亮度(不亮也不暗)归属(高亮或低亮)的像素的集合。它与过渡区既有区别又有联系:即缓冲区包含了过渡区,而过渡区不一定就是缓冲区,因为它们具有不同的理念。缓冲区是局部暂时不明归属的像素的容纳区域,我们可以通过修改缓冲区的容量,来控制缓冲区像素的数量。从缓冲区中压出栈的像素,将自适应地根据局部特征被分别归入高亮或低亮的像素区域,实现对图像分割的缓冲区控制法,这个过程是一个连续的过程。而过渡区则被认为是一个包含区域边界的部分,对它再实施分割就获得了区域边界,可见过渡区是一个固定的区域,不可调整,噪声或误差对分割结果的影响是不可避免的。 既然可分解马尔科夫网(DMN)模型可以判断出每一个像素的亮度归属,所以它对图像的平滑和滤波也都是可以实现的。实质上,无论是图像平滑、滤波、或者图像分割,其关键问题都在于对单个像素特征的识别,既然DMN可以识别单个像素的特征,所以,它必然可以分别进行平滑、滤波、分割处理。一些相关文献都认为图像平滑、滤波将有利于图像分割,所以图像平滑、滤波方法也是本文的研究内容。图像平滑、滤波(或分割)的方法已经提出了不少,但是它们大都是基于具体图像的特征而进行的图像平滑和滤波(或分割),所以不可能基于一种模型分别进行平滑、滤波(或分割)处理。 在图像平滑、滤波处理中,图像中的非灰度抖动和非噪声像素在平滑、滤波前后的灰度值应当保持不变,同时平滑、滤波操作只应当改变图像抖动灰度或噪声灰度的值。本文方法通过DMN的结构搜索,可以得到被平滑、滤波图像像素灰度的三个重要信息:一是灰度抖动或噪声像素的精确位置;二是灰度抖动或噪声像素的灰度值应该改正的方向(即上调或下调);三是与灰度抖动或噪声像素具有最大相关性的近邻像素的精确位置。 传统平滑、滤波(包括均值滤波)方法的致命缺陷在于:一是没有精确的噪声定位,因此这些方法认为滤波窗口中心像素就是噪声象素;二是认为窗口内所有像素灰度都对中心噪声象素有贡献。所以,在平滑、滤波时,对噪声象素的替代就采用了不加区别地对窗口内所有像素灰度进行平均的方法。因此,传统平滑、
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP751

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 曹建农;孙承志;;图像分割中区域灰度重叠问题研究[J];计算机应用;2006年09期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 林颖;基于水平集方法的图像分割关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 郝伟;基于降雪模型的图像轮廓提取方法研究[D];三峡大学;2011年
2 蔡伟柯;基于模型的单相机位姿参数估计方法研究[D];国防科学技术大学;2006年
3 胡阳涟;基于马尔可夫随机场的图像分割研究[D];西安理工大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钱云涛,赵荣椿,谢维信;鲁棒聚类──基于图论和目标函数的方法[J];电子学报;1998年02期
2 章毓晋;过渡区和图象分割[J];电子学报;1996年01期
3 章毓晋;客观的图象质量测度及其在分割评价中的应用[J];电子科学学刊;1997年01期
4 邢藏菊,曲延锋,徐健,王守觉;一种用于抑制椒盐噪声的多窗口中值滤波器[J];电子与信息学报;2002年12期
5 杨述斌,彭复员,谢志远,昌彦君;散斑噪声污染的激光水下图像滤波算法[J];红外与激光工程;2002年04期
6 许进,保铮;神经网络与图论[J];中国科学E辑:技术科学;2001年06期
7 张军英,卢志军,石林,董继扬,石美红;基于脉冲耦合神经网络的椒盐噪声图像滤波[J];中国科学E辑:信息科学;2004年08期
8 樊昀,王润生;面向内容检索的彩色图像分割[J];计算机研究与发展;2002年03期
9 薛景浩,章毓晋,林行刚;一种新的图像模糊散度阈值化分割算法[J];清华大学学报(自然科学版);1999年01期
10 许进,焦李成,保铮;神经网络与图论[J];系统工程与电子技术;1995年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶志伟;张金平;赖旭东;;基于粒子群算法的最大交叉熵的图像分割方法[J];安徽农业科学;2007年23期
2 欧阳鑫玉,赵楠楠,宋蕾,谢元旦;图像分割技术的发展[J];鞍山钢铁学院学报;2002年05期
3 沈兰荪,龙泉,彰静;ATR技术的发展[J];北京工业大学学报;1996年04期
4 刘远民;秦世引;;一种新的基于PCNN的自适应强去噪方法[J];北京航空航天大学学报;2009年01期
5 刘勍;许录平;马义德;张华;;结合灰度熵变换的PCNN小目标图像检测新方法[J];北京理工大学学报;2009年12期
6 纪钢;彭丽丽;王平;;基于腐蚀产物颜色分析的材料腐蚀程度评定方法[J];重庆理工大学学报(自然科学);2012年07期
7 杨波,叶俊勇,汪同庆,彭健;低对比度图像的自适应阈值化算法[J];传感器技术;2002年06期
8 曹建农,李德仁,关泽群;基于马尔科夫网视频图像目标检测跟踪方法研究[J];测绘科学;2004年06期
9 曹建农;方丹霞;;基于图论的图像分割方法及其局限性研究[J];测绘技术装备;2006年02期
10 曹建农,李德仁,关泽群;用马尔科夫网对多光谱遥感图像进行波段最优融合[J];测绘学报;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 张学习;杨宜民;;对光照变化具有较好鲁棒性的彩色图像混合分割方法研究[A];中国自动化学会中南六省(区)2010年第28届年会·论文集[C];2010年
2 王孝国;王景玉;张雄伟;;基于特定理论工具的图像分割方法综述[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
3 石美红;延伟伟;张军英;李永刚;;一种高方差的高斯噪声滤波新方法[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年
4 王艳娟;孙劲光;张志艳;崔彩峰;;综合颜色及空间特征的图像检索方法[A];全国第13届计算机辅助设计与图形学(CAD/CG)学术会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 程军娜;基于形态学多尺度图像分析的海藻细胞图像分割及特征提取[D];中国海洋大学;2010年
2 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
3 王彦春;基于过渡区的图像分割技术研究[D];大连海事大学;2011年
4 魏伟一;非均匀光照图像的灰度校正与分割技术研究[D];兰州理工大学;2011年
5 胡勇;面向室外场景的图像纹理分析与应用研究[D];南京理工大学;2010年
6 赵辉煌;SMT焊点图像处理及焊点三维质量信息提取技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
7 刘勍;基于脉冲耦合神经网络的图像处理若干问题研究[D];西安电子科技大学;2011年
8 杨皓;空间胶体晶体生长实验装置关键技术研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2011年
9 陈琪;SAR图像港口目标提取方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 黄儒乐;基于视频图像的林火烟雾识别方法的研究[D];北京林业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 田冰;基于SOM网的多目标图像轮廓提取技术的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 张鹏;基于平稳小波变换的SAR图像海岸线提取[D];中国海洋大学;2010年
3 刘义红;基于Bayes统计学习的语义图像检索研究[D];华东师范大学;2010年
4 吕凯红;数字图像中脉冲噪声的滤波算法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
5 赵柳青;基于多特征的图像检索技术研究及实现[D];长春工业大学;2010年
6 王惠;视频序列中运动目标的检测与跟踪[D];昆明理工大学;2008年
7 段锐;基于马尔科夫随机场和模糊聚类的脑部图像D-S分割[D];昆明理工大学;2009年
8 代中华;车载红外视频彩色化算法研究[D];东华大学;2011年
9 高超;基于小波分析及智能优化的图像去噪研究[D];江南大学;2011年
10 魏俊杰;水岸图像的中值滤波和分割算法的研究及实现[D];吉林大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张新峰,沈兰荪;图像分割技术研究[J];电路与系统学报;2004年02期
2 柴俊华;应骏;;基于Canny算子的图像轮廓提取的改进方法[J];电视技术;2008年S1期
3 王程,王润生;SAR图像直线提取[J];电子学报;2003年06期
4 胡正平;张晔;;基于SVM能量模型的改进主动轮廓图像分割算法研究[J];电子学报;2006年05期
5 郑罡;王惠南;李远禄;;基于Chan-Vese模型的树形结构多相水平集图像分割算法[J];电子学报;2006年08期
6 谢振平;王士同;;融合模糊聚类的Mumford-Shah模型[J];电子学报;2008年01期
7 陈志彬;邱天爽;;一种基于FCM和Level Set的MRI医学图像分割方法[J];电子学报;2008年09期
8 黄宁,朱敏慧,张守融;一种采用高斯隐马尔可夫随机场模型的遥感图像分类算法[J];电子与信息学报;2003年01期
9 张丽飞,王东峰,时永刚,邹谋炎;基于形变模型的图像分割技术综述[J];电子与信息学报;2003年03期
10 梅雪;夏良正;李久贤;;一种基于变分水平集的红外图像分割算法[J];电子与信息学报;2008年07期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 林亚忠;基于Gibbs随机场模型的医学图像分割新算法研究[D];第一军医大学;2004年
2 葛宏立;面向类的图像分割方法研究[D];北京林业大学;2004年
3 贾迪野;基于偏微分方程的图像平滑与分割研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
4 娄联堂;目标轮廓提取方法研究[D];华中科技大学;2005年
5 常发亮;彩色图像分割与复杂场景下视觉目标跟踪方法研究[D];山东大学;2005年
6 沈美丽;尿沉渣有形成分自动分类系统研究[D];长春理工大学;2006年
7 周昌雄;基于活动轮廓模型的图像分割方法研究[D];南京航空航天大学;2005年
8 潘建江;数字图像分割及变形技术研究[D];浙江大学;2004年
9 于力;虹膜图像的特征分析研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 曾鹏鑫;动态场景下多运动目标检测及跟踪方法研究[D];东北大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋晓东;数字图像处理中分割方法的研究与实现[D];武汉理工大学;2003年
2 冯伟;视频序列运动目标检测与识别方法研究[D];西北工业大学;2003年
3 赵艳启;运动目标识别与跟踪算法的研究[D];河海大学;2005年
4 张鹏;Markov随机场在图像处理中应用的研究[D];华中科技大学;2005年
5 王震;主动轮廓模型在人脸人耳检测方面的应用[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 车娜;基于局部模糊聚类的脑组织核磁共振图像分割方法[D];东北师范大学;2008年
7 金东晖;基于水平集的股骨头核磁共振图片分割方法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
8 黎鑫;基于形态学梯度和分水岭的图像分割算法研究[D];华中科技大学;2007年
9 潘晓雯;人体运动捕捉数据的检索[D];大连理工大学;2009年
10 窦丽莉;基于吸引力传播算法的脑核磁共振图像分割[D];东北师范大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 冷美萍;鲍苏苏;;基于马尔可夫随机场的医学图像分割[J];北京联合大学学报(自然科学版);2009年03期
2 曹世梅;武志强;巨辉;;基于雾的能见度黑体识别的研究[J];成都信息工程学院学报;2008年01期
3 高俊钗;韩冰;;模糊目标轮廓图像分割研究[J];电子设计工程;2011年13期
4 汪传忠;李文辉;武海燕;;水平集在盐水白带细胞显微图像分割中的应用[J];测试技术学报;2012年05期
5 张辉;胡阳涟;;一种基于非均匀马尔可夫随机场的图像分割方法[J];电子设计工程;2012年17期
6 阳维;张树恒;王莲芸;张素;;基于图像块分类器和条件随机场的显微图像分割[J];计算机应用;2011年08期
7 曹建农;;基于玻耳兹曼熵分析的图像分割方法研究[J];计算机应用研究;2011年10期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 方江雄;基于变分水平集的图像分割方法研究[D];上海交通大学;2012年
2 于纯妍;基于偏微分方程的生物信息图像处理方法研究[D];大连海事大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡艳;机织物图像自动纠偏及组织分析的研究[D];浙江理工大学;2010年
2 刘平刚;超大图像分割技术及在医学图像中应用研究[D];大连理工大学;2010年
3 文翔;基于遥感影像的道路提取算法研究[D];昆明理工大学;2010年
4 王丽;视频流中运动对象提取与分割的研究[D];电子科技大学;2011年
5 王锟德;基于支持向量机的SAR目标分类识别[D];电子科技大学;2011年
6 李俊英;谱聚类方法在图像分割中的应用研究[D];陕西师范大学;2011年
7 杨旭;医学CT序列图像交互式分割方法的研究与实现[D];兰州交通大学;2011年
8 贾建芳;基于马尔可夫随机场和图割的敦煌壁画分割[D];西北民族大学;2011年
9 郭玉贝;基于马尔可夫随机场模型的医学图像分割方法研究[D];东北大学;2009年
10 陈卫东;液晶电视接收机的研究与实现[D];清华大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡战虎;基于贝叶斯估计的多分辨图像滤波方法[J];电子学报;2002年01期
2 孙守宇,郑君里;Hopfield网络求解TSP的一种改进算法和理论证明[J];电子学报;1995年01期
3 许进,张军英,保铮;基于Hopfield网络的图的着色算法[J];电子学报;1996年10期
4 许进,保铮;反对称离散Hopfield网络的稳定性理论[J];电子学报;1999年01期
5 许进,保铮;Boole函数的线性可分性(Ⅰ)——n-维超立方体的基本理论[J];电子科学学刊;1996年S1期
6 许进,保铮;Boole函数的线性可分性(Ⅱ)——判别Boole函数线性可分的若干准则[J];电子科学学刊;1996年S1期
7 许进,张军英,保铮;基于Hopfield网络的图的同构算法[J];电子科学学刊;1996年S1期
8 张军英,许进,保铮;基于Hopneld网络的图的最大团和最大独立集算法[J];电子科学学刊;1996年S1期
9 邢藏菊,曲延锋,徐健,王守觉;一种用于抑制椒盐噪声的多窗口中值滤波器[J];电子与信息学报;2002年12期
10 杨述斌,彭复员,谢志远,昌彦君;散斑噪声污染的激光水下图像滤波算法[J];红外与激光工程;2002年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 闫成新,桑农,张天序;基于度信息的图像过渡区提取与分割[J];华中科技大学学报(自然科学版);2004年10期
2 张炎强;吴晓红;何小海;王正勇;;基于图论Isoperimetric算法的岩心图像分割[J];计算机工程与应用;2009年22期
3 牟涛,陈文斌,沈一帆;一种融合区域生长与图论的图像分割方法[J];计算机工程与应用;2005年19期
4 闫成新,桑农,张天序;基于图划分的图像直方图聚类分割[J];计算机应用;2005年03期
5 杨本胜;;数字图像局部分割算法的研究[J];软件导刊;2011年04期
6 杨本胜;;基于最短路径的分水岭分割算法的研究[J];电脑知识与技术;2011年13期
7 闫成新;图像过渡区提取与分割算法的两个基本问题[J];计算机工程与设计;2005年10期
8 田岩;刘继军;谢玉波;史文中;;基于局部模糊方差的过渡区提取及图像分割[J];红外与毫米波学报;2007年05期
9 刘锁兰;杨静宇;;过渡区提取方法综述[J];中国工程科学;2007年09期
10 闫成新;;基于局部复杂度的遥感图像分割[J];武汉理工大学学报;2009年18期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 闫成新;范波涛;;基于梯度门限的图像过渡区提取与分割[A];中国图学新进展2007——第一届中国图学大会暨第十届华东六省一市工程图学学术年会论文集[C];2007年
2 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
3 黎明;周琳霞;杨小芹;;图像的进化计算分割法[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议(CIG’2001)和第一届全国虚拟现实技术研讨会(CVR’2001)论文集[C];2001年
4 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
5 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
6 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
7 陈明;;一种指纹图像分割方法[A];全国第16届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集[C];2004年
8 饶洪辉;姬长英;;基于分水岭算法的绿色作物和背景分割[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第三分册[C];2005年
9 杨暄;郭成安;李建华;;改进的脉冲耦合神经网络及其在图像分割中的应用[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
10 王一波;胡仲翔;姚耀;;基于水平集的激光条纹提取方法[A];2009全国虚拟仪器大会论文集(一)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 邓宗琦;图论开拓者[N];光明日报;2003年
2 钟明善;《秦汉瓦当图论》序[N];陕西日报;2002年
3 本报记者  李珂 通讯员  林文泰;图论“范定理”[N];福建日报;2006年
4 本报记者 李珂;数学图论高手的眷恋[N];福建日报;2008年
5 铁铮;北林大盐池建产学研基地见成效[N];科技日报;2007年
6 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
7 本报记者;福大一项目获2005年国家自然科学奖二等奖[N];福建科技报;2006年
8 中研博峰咨询有限公司执行副总裁 沈拓;中移动正位于战略过渡区[N];通信产业报;2008年
9 本报记者 姚志峰;贵州卫视《论道》打造高端对话平台[N];中华新闻报;2008年
10 俞靓;内地香港金融联动好戏待上演[N];中国证券报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹建农;基于可分解马尔科夫网的图像分割方法研究[D];武汉大学;2005年
2 王彦春;基于过渡区的图像分割技术研究[D];大连海事大学;2011年
3 侯叶;基于图论的图像分割技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
4 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
5 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
6 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
7 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
8 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
9 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
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 管慧娟;基于区域的图像分割方法[D];大连理工大学;2006年
2 孙亮;基于图论的文档图像分割应用研究[D];山东师范大学;2009年
3 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
4 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
5 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
6 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
7 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
8 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
9 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
10 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
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026