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《兰州理工大学》 2011年
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非均匀光照图像的灰度校正与分割技术研究

魏伟一  
【摘要】:图像分割是图像分析,模式识别和图像理解中的一项极具挑战性的基础性工作,分割结果的精确性直接影响到后续任务的有效性,因此在图像处理中具有非常重要的意义。然而,在图像的采集过程中,由于非均匀光照条件或点光源照射等因素影响,导致图像的灰度不均匀而产生背景噪声。如夜间图像和红外图像等图像的整体灰度值偏低,以及照片曝光不足或逆光导致图像中的局部灰度值偏低,导致局部信息无法分辨。这种光照不均匀在一定程度上改变了图像的原始面貌,增加了图像分割及后续图像处理的难度,因此对于非均匀光照图像的分割一般都要进行前期预处理。 本文针对目前有关非均匀光照图像灰度校正与分割的基本问题,提出了一些新的参考方法和改进的应用策略,主要创新点有: 1.针对非均匀光照图像的直方图不具备明显的双峰问题提出了光照鲁棒的小波域灰度拉升与快速的阈值化分割方法。首先利用小波分析技术,在图像的小波域上利用Otsu分割原理进行图像的灰度拉升和对比度增强;然后针对二维阈值分割时假设远离对角线区域的数值为0而降低了分割精度的缺陷,以及采用的Shannon熵因为具有非广延性而忽略了两个子系统之间的相互作用的影响,结合Tsallis交叉熵的非广延性特征,改进了图像的二维直方图并对其进行预先聚类减少阈值分割的数据量;最后利用粒子群优化算法,实现了最佳分割阈值的快速求解。 2.对于图像灰度不均匀场的建模分析与校正中,研究了非均匀光照的表示模型,采用了Retinex模型和基函数表示非均匀光照的思想,利用曲面拟合与表示的数学方法,用正交基函数的线性组合来表示非均匀光照,从而建立了非均匀光照场的表示模型和快速的参数求解方法,实现了基于能量最小化方法的光照非均匀图像的自适应校正,可以对图像在分割前进行有效的预处理。 3.在基于PCNN方法的图像分割中,首先针对非均匀光照环境的特性实现自适应确定PCNN模型的部分参数,充分考虑人眼的视觉特性,利用像素的对比度设置模型中的内部活动项连接强度??值、像素邻域信息的相关性确定连接矩阵??的值,不仅考虑了像素之间的距离因素,还结合了像素间的灰度差异,其次充分考虑了图像的空间结构性上的几何信息而采用了以图像的区域互信息熵作为PCNN分割方法迭代终止条件的判决依据,从而提出了光照鲁棒的参数自适应确定的PCNN图像分割,解决了传统PCNN方法对于非均匀光照导致的灰度不均匀图像分割效果不好的问题。 4.提出了同步估计非均匀光照的FCM图像分割方法。针对图像信息的模糊性和非均匀光照的不利影响,在传统的FCM模糊聚类分割方法中,将图像非均匀光照的表示模型引入到FCM的目标函数中,利用迭代求解方法可以同步获取图像的非均匀光照估计信息和图像的模糊聚类分割结果。算法同时考虑了图像中的普通噪声和非均匀光照造成的背景噪声影响。 5.在非均匀光照影响较大的彩色细胞图像的分割中,提出了光照鲁棒的基于主成分分析的分割方法。算法结合主成分分析良好的空间变换和数据降维性能对图像的RGB空间数据进行主成分分析并根据各自的贡献度选择一个或两个主成分分量进行各自的分割并合成得到最终的彩色细胞图像的分割结果。其中对第一主成分分量利用基于基函数表示的能量最小化方法进行分割并同步估计非均匀光照影响,如果同时选择了第二主成分则直接利用改进的PCNN分割方法,并将分割所获得的结果和第一分量的分割结果进行合成。算法有效实现了非均匀光照影响下的彩色细胞图像的分割。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.41

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁玮,罗剑锋,贾云得,刘万春;一种复杂背景下的多车牌图像分割与识别方法[J];北京理工大学学报;2003年01期
2 孔俊;王佳男;谷文祥;殷明浩;;基于区域的自动种子区域生长法的彩色图像分割算法[J];东北师大学报(自然科学版);2008年04期
3 景晓军,李剑峰,刘郁林;一种基于三维最大类间方差的图像分割算法[J];电子学报;2003年09期
4 范九伦;赵凤;;灰度图像的二维Otsu曲线阈值分割法[J];电子学报;2007年04期
5 武小红;周建江;;可能性模糊C-均值聚类新算法[J];电子学报;2008年10期
6 焦竹青;徐保国;;基于同态滤波的彩色图像光照补偿方法[J];光电子.激光;2010年04期
7 刘勍;许录平;马义德;苏哲;;基于互信息改进型脉冲耦合神经网络多值图像分割[J];光子学报;2010年05期
8 崔媛媛;蒋先刚;;基于细胞图像局部分布特性的粘连分割技术研究[J];华东交通大学学报;2009年02期
9 马义德;王兆滨;张新国;祝英;;一种生物彩色图像自动分割新方案[J];哈尔滨工业大学学报;2009年09期
10 鲍晴峰,王继成;基于PCNN的彩色图像分割新方法[J];计算机工程与应用;2005年27期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马秋菊;张书琦;;远程重要生产场所智能安全防范系统的设计[J];安防科技;2007年06期
2 陈兴杰;柴晓冬;;一种基于简化PCNN的红外图像分割方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年01期
3 周鸣争,汪军;基于直方图变换的弹痕图像增强技术及实现[J];安徽机电学院学报;2002年04期
4 周鸣争,李华,汪军;基于软阈值小波痕迹图像去噪算法及应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年04期
5 周鸣争,汪军;基于模糊遗传算法的内窥镜图像的恢复[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年04期
6 王宁丽;;图像灰度级相关图及应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年03期
7 王素华,张伟林;斜拉桥斜索损伤分析中的小波变换研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年03期
8 栾庆磊;沈庆伟;纪明伟;;全局运动序列中运动目标的检测算法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年05期
9 赵士娜;冯成德;;基于Matlab自动检测整精米率方法的研究[J];安徽农业科学;2008年25期
10 刘冬梅;方立铭;程桂平;张晶;;基于邻域的小波系数阈值医学图像去噪研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2009年03期
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1 刘羿彤;付梦印;高宏斌;;一种改进的PSO算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 闫茂德;伯绍波;李雪;贺昱曜;;一种自适应模糊的局部区域图像增强算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 李曙光;;粒子群算法在高速公路多路径费用拆分方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 朱寅;吴敏;曹卫华;何勇;;基于小波分解与图像增强的高炉红外图像处理方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 范业坤;梁新荣;;基于粒子群优化的高速公路匝道PI控制器[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 丛亮;胡成全;郭宗鹏;姜宇;沙丽华;;基于模拟退火思想的基本粒子群算法改进[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 高惠琳;窦丽华;陈文颉;谢刚;;图像分割技术在医学CT中的应用[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
8 赵运基;裴海龙;;光强自适应补偿的Camshift算法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
9 张肃;于远航;张宇;王文生;;小波变换在微光目标探测与识别中的应用[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
10 王克刚;耿国华;;基于小波平滑直方图的模糊聚类图像分割方法[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年
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1 沈昊;基于DSP图像处理的鸡蛋新鲜度实时无损检测研究[D];华中农业大学;2010年
2 田键;磁粉检测系统中图像增强的方法研究[D];长春理工大学;2010年
3 齐晓飞;基于路径识别的机器人视觉导航技术的研究[D];长春理工大学;2010年
4 王捷;数字图像边缘检测方法的若干改进与应用研究[D];浙江理工大学;2010年
5 吴国曾;实时信号小波分析中边界处理方法及应用[D];郑州大学;2010年
6 陈欣欣;基于CT图像的血管分割[D];郑州大学;2010年
7 邱晶晶;多功能导盲装置的若干问题研究[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 姜婵娟;遥控式水下机器人PID运动控制算法优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 于佳;基于SOM的视频中人工文本检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
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1 张煜东;吴乐南;;基于二维Tsallis熵的改进PCNN图像分割[J];东南大学学报(自然科学版);2008年04期
2 许新征;丁世飞;史忠植;贾伟宽;;图像分割的新理论和新方法[J];电子学报;2010年S1期
3 刘勍;许录平;马义德;苏哲;;基于互信息改进型脉冲耦合神经网络多值图像分割[J];光子学报;2010年05期
4 方慧娟;罗继亮;黄彩虹;李平;;脉冲神经网络的快速仿真方法[J];吉林大学学报(工学版);2011年S1期
5 何伟;蒋加伏;齐琦;;基于粗糙集理论和神经网络的图像分割方法[J];计算机工程与应用;2009年01期
6 赵磊;贾振红;覃锡忠;杨杰;庞韶宁;;基于灰色关联分析与RBF的图像分割算法[J];计算机工程;2012年01期
7 石美红,张军英,朱欣娟,张晓滨;基于PCNN的图像高斯噪声滤波的方法[J];计算机应用;2002年06期
8 马义德,戴若兰,李廉,吴承虎;生物细胞图像分割技术的进展[J];生物医学工程学杂志;2002年03期
9 马义德,戴若兰,李廉;一种基于脉冲耦合神经网络和图像熵的自动图像分割方法[J];通信学报;2002年01期
10 徐晓军,李建华,王孙安,郭咏虹;基于最优家族遗传算法的改进二维熵图像分割[J];西安交通大学学报;2004年11期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 刘勍;应隽;马小姝;;三代人工神经网络发展及其哲学思考[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
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1 张永梅;基于生物视觉机制的图像感兴趣区域提取研究[D];西北农林科技大学;2011年
2 邵俊明;基于感兴趣区域的图像语义获取方法研究[D];西北农林科技大学;2008年
3 贺俊;基于视觉注意机制的物体显著性研究[D];上海交通大学;2009年
4 马奇;视觉注意和行为认知模型及其应用[D];复旦大学;2009年
5 王新;PCNN混沌特性与硬件实现研究[D];兰州大学;2010年
6 卫立波;基于图谱的视觉注意模型的研究[D];重庆大学;2010年
7 陆科;基于PCNN的图像分割算法研究[D];东北大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 颜宁生,孙福伟;准自然边界条件下的三次样条插指函数[J];北方工业大学学报;2005年03期
2 颜宁生;Lagrange插指[J];北京服装学院学报;2005年03期
3 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
4 李辉;吕英华;;在遗传算法基础上的自动阈值选取方法[J];东北师大学报(自然科学版);2006年02期
5 梅蓉,姜长生,陈谋;基于遗传算法的二维最小交叉熵的动态图像分割[J];电光与控制;2005年01期
6 刘松涛;吴钢;;基于广义直方图均衡的图像增强新方法[J];电光与控制;2010年03期
7 顾晓东,余道衡;PCNN的原理及其应用[J];电路与系统学报;2001年03期
8 毛玉星,杨士中;基于空间分布的红外图像直方图均衡算法[J];电路与系统学报;2004年06期
9 龚坚,李立源,陈维南;二维熵阈值分割的快速算法[J];东南大学学报;1996年04期
10 李胜;;粘连血细胞图像分离计数算法的实现[J];电脑知识与技术(学术交流);2007年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 甘淑,袁希平,何大明;澜沧江流域山区土地覆盖遥感监测中PCA特征变换处理[J];昆明理工大学学报;2000年06期
2 黄贤武,仲兴荣,王加俊;基于WT/PCA的自适应神经网络人脸识别方法[J];计算机应用;2003年06期
3 张辉;;K-L变换在人脸识别特征提取中的应用[J];黑龙江史志;2008年01期
4 张宁;刘立;;基于PCA的实时人脸识别[J];中国科技信息;2009年05期
5 胡冰;周海芳;王攀峰;刘衡竹;;遥感图像PCA融合的并行算法研究与实现[J];微电子学与计算机;2006年10期
6 曾阳艳;叶柏龙;;基于PCA方法的人脸特征提取和检测[J];电脑知识与技术;2008年04期
7 刘炳;;基于C8051F020单片机的多串口通讯技术[J];科学技术与工程;2009年08期
8 张宁;;基于PCA算法的人脸识别研究[J];山西电子技术;2009年02期
9 冯颖凌;王宏玉;;PCA在人脸识别中的应用[J];济源职业技术学院学报;2009年04期
10 路刚;;基于指数损失的PCA方法研究[J];电脑知识与技术;2010年19期
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1 黄晓山;;数字图像处理及其在医学上的应用[A];2009年浙江省医学工程学术年会论文汇编[C];2009年
2 薛玉涵;钱亮;鞠浩;;基于模糊噪声配套图像的去运动模糊方法[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
3 陈春宁;田睿;王毅楠;;基于色差插值的BAYER格式图像色彩复原实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
4 罗强;任庆利;;基于局部IFS理论提取图像边缘[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年
5 徐庆伟;刘洲峰;李春雷;;一种基于小波变换的图像边缘检测算法[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
6 蒋奇;高瑞;王雷;;管道漏磁场影响因素的研究[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
7 卢汉明;高德俊;;基于多尺度变换相结合的图像增强算法[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
8 项昱晖;江开勇;夏涛;;基于动态域值的鞋帮图像边缘提取方法[A];2005年中国机械工程学会年会第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
9 项昱晖;江开勇;夏涛;;基于动态域值的鞋帮图像边缘提取方法[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
10 王彦锟;刘方;;一种快速稳健的图像旋转角度估计算法[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
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1 郑社芳;怎样防治棉花烂铃[N];陕西科技报;2007年
2 尚计;初冬改善大棚光照五项措施[N];东方城乡报;2009年
3 王迪;PCA新药呼之欲出[N];医药经济报;2010年
4 本报记者 李静华;PCa技术解决建筑用工荒[N];中国房地产报;2011年
5 高岚;PCA 计算、存储、通信各司其职[N];中国计算机报;2001年
6 东光县农业局 王国华;如何改善蔬菜大棚光照条件[N];河北科技报;2008年
7 王家成;巧妙控制拍红叶[N];中国摄影报;2009年
8 王玉堂;改善大棚光照有方法[N];陕西科技报;2008年
9 上海农科热线供稿;摘掉病叶剪除病稍 改善通风光照条件[N];东方城乡报;2010年
10 洪慧;冬种大棚菜谨防弱光症[N];河南科技报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 韩永华;农田图像的统计迭代分割方法研究[D];浙江大学;2011年
3 陈少波;SAR图像相干斑抑制算法研究[D];华中科技大学;2010年
4 陈玫玫;手指静脉图像的去噪与分割算法研究[D];吉林大学;2010年
5 陈国忠;SAR图像纹斑噪声抑制算法研究[D];上海交通大学;2008年
6 康文炜;冠状动脉造影图像的分割方法研究[D];吉林大学;2010年
7 邢坤;基于可见光遥感图像的典型目标识别关键技术研究及其系统实现[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 邢坤;基于可见光遥感图像的典型目标识别关键技术研究及其系统实现[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 李小兵;MRI图像脑肿瘤分割与EEG脑癫痫检测的研究[D];大连理工大学;2010年
10 王继阳;基于高分辨率航空遥感立体图像的建筑物三维重建技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
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1 贾莹;基于PCA的人脸识别[D];东北石油大学;2010年
2 王珊;X射线冠脉造影图像的血管分割方法研究[D];兰州大学;2012年
3 高星星;基于稀疏分解的SAR图像抑制斑点噪声算法的研究[D];天津理工大学;2011年
4 陈益新;基于DM6467的工件表面质量图像高速采集与处理技术研究[D];杭州电子科技大学;2012年
5 李富城;多极化SAR图像地物分类技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年
6 关辉;基于Directionlet变换的SAR图像噪声抑制及边缘检测[D];西安电子科技大学;2010年
7 陈国强;准双曲面齿轮接触图像齿形轮廓和接触斑点的二维重构[D];河南理工大学;2010年
8 滕扬;基于改进的BP神经网络肺部CT图像的结节识别[D];吉林大学;2011年
9 李动节;嵌入式图像压缩编解码研究[D];郑州大学;2011年
10 王百超;图像PDE滤波和盲恢复技术的理论研究及其在IVUS图像处理中的应用[D];山东大学;2011年
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