亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于自適應(yīng)理論的快速模糊聚類圖像分割算法

        2014-09-26 01:12:34楊洋
        中國新通信 2014年16期
        關(guān)鍵詞:自適應(yīng)圖像分割聚類

        楊洋

        【摘要】 模糊聚類算法是在腦MR圖像分割中運(yùn)用的最多的一種算法,然而傳統(tǒng)的FCM算法對噪聲圖像不能進(jìn)行有效的分割,而一些改進(jìn)的算法則在提高算法抗噪聲性能的同時大大地增加了其運(yùn)行時間。針對這些問題,本文提出了一種基于自適應(yīng)理論的快速模糊聚類(AMFFCM)算法。實驗結(jié)果表明該算法對噪聲圖像能進(jìn)行有效的分割,同時其運(yùn)行速度相對于其他的抗噪算法也得到了提升。

        【關(guān)鍵詞】 圖像分割 聚類 自適應(yīng) 抗噪算法 快速算法

        一、引言

        隨著醫(yī)學(xué)圖像的發(fā)展與醫(yī)生對于人體不同疾病的診斷需求,醫(yī)學(xué)圖像分割技術(shù)受到了越來越多的關(guān)注和應(yīng)用。其中模糊聚類技術(shù)可以更好地保留圖像中的細(xì)節(jié)信息,因而在醫(yī)學(xué)圖像分割中受到了越來越多的關(guān)注。

        二、模糊C均值聚類算法FCM

        1973年Dunn[1]提出了一種稱之為模糊ISODATA的算法,即模糊度m為2的模糊C均值(FCM)聚類算法。1980年,Bezdek[2]對該算法進(jìn)行一般性歸納,把它擴(kuò)展到了模糊度m>1的一般情況,從而得到了標(biāo)準(zhǔn)的FCM算法。算法的目標(biāo)函數(shù)為:

        (1)

        其中m為FCM算法的模糊度,m>1;c為類別數(shù);n為像素的個數(shù);dij=

        x

        -v,xj表示第j個像素,vi為第i個聚類中心,dij表示兩者之間的距離;uij為隸屬度函數(shù),表示xj對vi的隸屬度,0≤uij≤1。

        三、模糊聚類的快速算法HFFCM

        3.1 利用高斯函數(shù)得到初始聚類中心

        本文利用高斯函數(shù)來對圖像的直方圖峰值進(jìn)行多分辨率檢測,以得到的峰值橫坐標(biāo)來作為算法的初始聚類中心,具體處理過程如下:(1)得到圖像的直方圖,設(shè)置模板的初始尺寸為3;(2)得到規(guī)定尺寸的高斯函數(shù)模板。把直方圖和高斯模板進(jìn)行卷積,以實現(xiàn)對直方圖信號的平滑濾波;(3)對卷積后的直方圖的峰值進(jìn)行檢測,如果其個數(shù)與所要求的聚類中心個數(shù)相等,則算法停止迭代;否則模板尺寸增加2,然后算法轉(zhuǎn)入第(2)步;(4)以得到的直方圖峰值的橫坐標(biāo)作為快速算法的初始聚類中心。

        3.2 HFFCM算法

        HFFCM算法的目標(biāo)函數(shù)[3]為:

        (2)

        其中L為圖像的灰度級;h(k)為圖像的直方圖統(tǒng)計;k為灰度值,其取值范圍為0到L-1。使用Lagrange乘子法對算法進(jìn)行求解,得:

        (3)

        (4)

        四、基于自適應(yīng)理論的快速算法AMFFCM

        4.1 AMFFCM算法的提出

        傳統(tǒng)的FCM算法對噪聲圖像的分割結(jié)果質(zhì)量較差,Zhang[4]等人通過在算法中引入空間信息來對其進(jìn)行改進(jìn),提出了一種鄰域距離約束的DFCM算法,其目標(biāo)函數(shù)為:

        (5)

        本文利用了DFCM算法的原理,使用自適應(yīng)中值濾波理論來加強(qiáng)算法的抗噪性,同時使用模糊聚類的快速算法HFFCM的處理結(jié)果來對算法進(jìn)行初始化操作,提出了一種基于自適應(yīng)理論的快速模糊聚類算法。AMFFCM算法的目標(biāo)函數(shù)如下:

        (6)

        xamj為對像素xj進(jìn)行自適應(yīng)中值濾波后得到的像素;α為調(diào)節(jié)系數(shù),它的大小決定了算法對濾波項的利用度。使用Lagrange乘子法對算法進(jìn)行求解,得:

        (7)

        (8)

        AMFFCM算法采用快速算法HFFCM的運(yùn)行結(jié)果來對聚類中心進(jìn)行初始化操作,使其盡可能地接近最終收斂值,以此來減少算法的迭代次數(shù),提高其收斂速度。

        4.2 AMFFCM算法對圖像的分割

        AMFFCM算法對圖像的處理流程如下:(1)指定初始參數(shù):模糊度m,聚類數(shù)c,終止參數(shù)ε,調(diào)節(jié)系數(shù)α,鄰域大小Nr;(2)使用HFFCM算法結(jié)果中聚類中心的值來作為AMFFCM算法的初始聚類中心;(3)對圖像進(jìn)行自適應(yīng)中值濾波,其結(jié)果以行向量的形式進(jìn)行排列,得到xamj;(4)利用式(7)和(8)分別計算隸屬度矩陣uij和聚類中心vi;(5)如果條件‖Vt+1-Vt‖<ε成立,則算法停止迭代;否則重復(fù)(4)和(5),直到聚類中心V收斂為止;(6)對得到的隸屬度矩陣進(jìn)行二值化變換,從而實現(xiàn)對圖像的分割。

        五、實驗

        實驗所用的腦MR圖像來自Brainweb網(wǎng)站的模擬數(shù)據(jù)庫,尺寸為217*181。算法初始參數(shù)為模糊度m=2,聚類數(shù)c=4,收斂參數(shù)ε=0.001,調(diào)節(jié)系數(shù)α=20,鄰域尺寸Nr=81。圖像疊加6%的高斯噪聲,其均值為0,方差為0.0036。

        本文所用分割質(zhì)量評估參數(shù)[5]中,使用RII,Vpc,Vpe對算法進(jìn)行聚類有效性評估,當(dāng)RII,Vpc取得最大,而Vpe取得最小時,該算法就是聚類有效性較好的算法;另外使用誤分率對算法進(jìn)行分割質(zhì)量評估,使用分割時間t對算法進(jìn)行運(yùn)行效率評估。

        圖1為FCM、DFCM和AMFFCM算法分別對含6%高斯噪聲圖像的分割結(jié)果。由圖看出,F(xiàn)CM算法對噪聲基本沒有濾除效果,分割結(jié)果質(zhì)量較差;DFCM算法對噪聲的濾除效果較好,但是圖像中區(qū)域邊緣處有細(xì)節(jié)信息的損失,不同區(qū)域之間的對比度也比較小。

        AMFFCM算法對噪聲的濾除效果較好,同時與DFCM算法相比,圖像邊緣處的細(xì)節(jié)信息損失較少。而且不同區(qū)域間的對比度較大,有助于觀察者對不同組織的辨別。、

        表1為三種算法分別對含6%高斯噪聲圖像的分割結(jié)果性能參數(shù)。FCM算法在圖像被噪聲污染的情況下,其誤分率較高,分割質(zhì)量較差。DFCM算法和本文提出的AMFFCM算法的誤分率都較低,它們的分割結(jié)果圖像質(zhì)量較好;對于參數(shù)RII,Vpc,Vpe,F(xiàn)CM算法和AMFFCM算法的聚類有效性與分離性較好,說明結(jié)果中不同區(qū)域的對比度較大。而DFCM算法的聚類有效性與分離性較差,結(jié)果中不同區(qū)域的對比度較??;對于時間參數(shù)t,F(xiàn)CM算法和AMFFCM算法耗時較短,算法的效率較高,分割速度較快。而DFCM算法的耗時較長,算法的效率較低,分割速度較慢。

        六、結(jié)論

        針對傳統(tǒng)FCM算法對噪聲圖像不能進(jìn)行有效分割的情況,本文引入自適應(yīng)中值理論對算法進(jìn)行抗噪性改進(jìn),同時使用快速算法HFFCM的運(yùn)行結(jié)果來對其進(jìn)行初始化操作,提出了一種基于自適應(yīng)理論的快速模糊聚類(AMFFCM)算法。實驗結(jié)果表明,該算法對噪聲圖像的分割效果要優(yōu)于傳統(tǒng)的聚類算法,同時其分割速度相對于其他抗噪算法也有了一定的提高。

        猜你喜歡
        自適應(yīng)圖像分割聚類
        基于DBSACN聚類算法的XML文檔聚類
        電子測試(2017年15期)2017-12-18 07:19:27
        一種改進(jìn)的分水嶺圖像分割算法研究
        科技視界(2016年26期)2016-12-17 16:25:03
        自適應(yīng)的智能搬運(yùn)路徑規(guī)劃算法
        科技視界(2016年26期)2016-12-17 15:53:57
        基于LabVIEW雛雞雌雄半自動鑒別系統(tǒng)
        Ka頻段衛(wèi)星通信自適應(yīng)抗雨衰控制系統(tǒng)設(shè)計
        電子節(jié)氣門非線性控制策略
        汽車科技(2016年5期)2016-11-14 08:03:52
        一種圖像超像素的快速生成算法
        基于魯棒性的廣義FCM圖像分割算法
        多天線波束成形的MIMO-OFDM跨層自適應(yīng)資源分配
        基于改進(jìn)的遺傳算法的模糊聚類算法
        日日碰狠狠躁久久躁9| 亚洲天堂成人av影院| 18禁裸男晨勃露j毛网站| 欧美丰满大乳高跟鞋| 91福利国产在线观看网站| 色婷婷一区二区三区久久亚洲| 久久婷婷五月综合97色直播| 国产av电影区二区三区曰曰骚网| 一区二区三区日本大片| 亚洲码专区亚洲码专区| 无码aⅴ精品一区二区三区| 欧美mv日韩mv国产网站| 亚洲a人片在线观看网址| 国产无卡视频在线观看| 欧美综合天天夜夜久久| 国产精品-区区久久久狼| 中文字幕一二区中文字幕| 日本系列中文字幕99| 丰满人妻熟妇乱又伦精品软件| 亚洲AV永久无码精品导航| 亚洲伊人伊成久久人综合| 国产午夜av秒播在线观看| 色一情一区二| 亚洲中文字幕乱码一二三区| 亚洲av综合av一区| 欧洲freexxxx性少妇播放 | 亚洲国产午夜精品理论片在线播放 | 国产免费艾彩sm调教视频| 国产精品无码精品久久久| 亚洲色图第一页在线观看视频| 欧美老妇牲交videos| 亚洲综合精品成人| 国产精品自拍首页在线观看| 日本系列中文字幕99| 超清纯白嫩大学生无码网站| 亚洲色偷拍一区二区三区| 极品粉嫩嫩模大尺度视频在线播放| 国产 麻豆 日韩 欧美 久久| 在线精品国内视频秒播| 亚洲综合小综合中文字幕| 18禁裸男晨勃露j毛网站|