自动确定图像二值化最佳阈值的新方法

在详细分析二值化处理原理及当前技术的前提下,综合考虑图像的各种实际情况,提出了自动确定图像二值化阈值的增强大津法和边缘检测阈值法.多次实验表明,根据这两种方法确定的阈值对图像进行二值化处理,不仅可有效地解决图像灰度随地物特征变化的图像处理问题,同时对于同一信号源的图像也有相当理想的处理效果.该方法可进一步应用于图像分割等.     

测量机器人小视场星图一维最大熵星点图像分割算法

图像分割是处理恒星星图的基本问题之一,也是确保野外高精度天文测量精度的关键步骤。图像分割的重点是图像二值化,对于星图的复杂星空背景,传统的阈值分割算法难以将星点目标从背景中提取出来。针对徕卡视频测量机器人TS50i拍摄恒星星图的小视场、单星点、弱目标和单峰性的特点,首次提出了运用一维最大熵法对星图进行阈值分割。对比分析了常用的几种阈值分割算法,通过对分割结果的比较和定量分析,验证了一维最大熵法能够在充分保留图像信息的同时,对TS50i图像达到具有良好的二值化处理效果。基于大量实拍星图背景的仿真试验表明,以该算法为基础的星点提取算法的准确性和可靠性得到验证,星点提取精度较野外一等天文测量精度要求高一个数量级,可以满足野外高精度天文测量的需求。     

一种基于数学形态学的边缘检测算子

介绍了一种具有很好抗噪性的数学形态学梯度算子,以二值形态学为理论基础,将原有的形态学梯度算子进行改进,进行图像处理时,首先选用迭代阈值的方法对图像二值化,然后利用改进的形态学梯度算子提取图像边缘信息.实验结果表明,将迭代阈值与改进的梯度算子相结合,提取的边缘定位准确、连续性好,运算速度快,且有很好的抗噪能力.     

SAR图像船行尾迹检测的Radon变换和形态学图像处理技术

该文提出了一种由Radon变换与形态学图像处理技术检测船行尾迹的算法SWDRM（Ship Wake Detection Algorithm based on Radon transformation and Morphologic image processing technology)，算法特点是：在Radon空间进行处理后，得到逆变图像，通过图像后处理，可得到二值图像，以用于尾迹自动检测，对海洋卫星合成孔径雷达（SEASAT SAR）图像及模拟乘性斑点噪声中舰船尾迹进行了检测，结果表明，SWDRM具有很好的鲁棒性，能够适应不同水平的噪声环境，同时对阈值系数和工作窗口宽度的选择范围都比较大，在一定的噪声水平范围，给定阈值系数后，得到近似于恒虚敬率的检测结果，结合图像后处理，可得到二值图像用于自动尾迹检测。     

高分二号卫星影像自适应模糊阈值法小波去噪

高分二号卫星影像提供了丰富的图像信息，高分二号影像数据的发布打破了我国高分辨率对地观测数据长期依赖进口的局面。但是图像在传输和保存过程中会有噪声干扰，如果感兴趣区域受到污染，则会导致该区域内的影像信息不能被充分利用。为了解决高分二号遥感影像去噪这一难题，本文采用自适应模糊阈值法去噪方式，该方法根据各个尺度下噪声方差建立的自适应模糊阈值函数非线性处理后，重新构造作为新的小波系数，经小波逆变换后得到去噪图像。通过与均值滤波器滤波、高斯平滑滤波、中值滤波器滤波、小波全局阈值去噪和Birge-Massart策略阈值法去噪比较，结果表明，自适应模糊阈值去噪法充分结合软硬阈值处理方式的优点，既保留图像细节又使图像更加平滑，图像整体信息完好，去噪效果更为理想。     

基于粒子群优化算法的最大类间方差多阈值图像分割

最大类间方差法是图像分割中一种常用的阈值分割方法,对于单阈值分割具有显著的效果,但是对于多阈值分割,计算复杂度大、耗时较多。本文将粒子群优化算法与最大类间方差法结合,提出了一种新的图像分割方法,该方法利用粒子群优化算法的寻优高效性,并由灰度图像的最大类间方差值作为适应值,搜索最优分割阈值,实现图像的多阈值分割。实验结果显示,新方法大大缩短了寻找最优阈值的时间,降低了运算复杂度,提高了图像分割速度,说明基于粒子群优化算法的图像分割算法是可行的、有效的。     

改进的自适应遗传算法在遥感图像分割中的应用

为了自动确定遥感图像分割的最佳阈值,本文提出了一种改进的自适应遗传算法,并利用该算法对二维Otsu图像阈值分割函数进行了全局优化,提高了分割闻值的求解速度。该算法能够根据个体适应度大小和群体的分散程度自动调整遗传控制参数,从而能够在保持群体多样性的同时加快收敛速度,克服基本遗传算法的收敛性差、易早熟问题。实验结果表明,该算法具有良好的收敛速度和稳定性,达到较好的图像分割效果,大大缩短了计算时间。     

风云气象卫星影像自动精细云检测

抠图技术能够准确细致地检测出前景与背景的差异，但是现有的大多数抠图算法均需事先给出前景与背景的标记，在海量影像处理业务中具有明显的局限性。本文将抠图技术引入风云气象卫星影像云检测中，提出了基于连通区域抠图的自动精细云检测算法。首先对影像的灰度图像进行多种阈值方法二值化，通过投票法集成得到初步二分图；在此基础上计算连通区域，以连通区域的重心为种子点，自动生成连通区域三分图；最后使用闭形式抠图法求解alpha值进而得到精细的云检测结果。将该方法与基于学习和稳健性抠图检测算法进行了对比，试验结果表明，该方法能够较好地检测出多种类型的云，具有更高的准确率。     

基于边缘检测的优化算法的小波阈值图像去噪

目前,小波阈值去噪方法简单有效,已成为图像去噪领域中常用的去噪方法.但传统的小波阈值去噪方法存在一些缺点,在去除图像噪声的过程中会出现去噪不彻底、噪声残留和噪声误判的问题.本文首先利用小波边缘检测算法确定图像边缘特征的小波系数;然后,根据噪声的方差设置优化阈值函数去噪,即在以往统一阈值基础上加以修改,使阈值能随着分解尺度的变化而改变,对传统的软闽值和硬阈值的优点予以保留,改进它们的缺点,生成一种新的阈值函数,使它在处理小波系数时更加灵活.经过优化的小波阈值去噪后得到平滑图像;最后,把小波边缘检测图像镶嵌入平滑图像中.实验表明,与传统的小波阈值去噪方法相比,该算法解决了传统阈值函数在去噪过程中出现的问题,进行有效去噪的同时保留图像的细节,使图像更加清晰,提高了信噪比.     

消除CCD天光背景的一种组合式分割方法

基于迭代阈值法和统计模型提出了一种新的组合式分割方法，该方法精确地描述了天光背景的分布情况，既能够精确确定图像分割的最优阈值，有效地消除天光背景的影响，又可以精确地估计出天光的平均强度，有利于天体亮度的精确计算及暗星的探测。     

基于阈值分割与决策树的SAR影像水体信息提取

目前我国的GF-3 SAR数据可实现全天时全天候的对地观测,已服务于海洋、减灾、水利、气象等多个领域。改进了基于阈值分割法与决策树的GF-3 SAR影像水体信息提取方法,首先对GF-3 SAR影像进行基本处理;再采用KI二值化阈值分割法进行图像分割;然后通过构建知识决策树模型来提取水体信息,为了提高精度,采用GDEM数据进行地表建模,提取山体阴影;最后利用空间分析功能将地形建模阴影图与提取的水体范围进行匹配,去除山体阴影,进而获得水体信息的精确范围。通过混淆矩阵计算得到水体信息提取的总体精度为89.22%,Kappa系数为0.71,精度优于基于光学GF-2号影像的水体指数法提取结果。整个流程人工干预少,具有自动化更强、效率更高的优势。     

基于Landsat TM数据的东平湖水体提取方法研究

文章以东平湖LANDSAT TM影像为例,根据影像各波段间的相关性以及地物在影像上的灰度差异,分别采用单波段和多波段阈值法对影像上的水体进行提取.在此基础上,结合(TM2 +TM3)-(TM4 +TM5)设定阈值和TM5单波段阈值法,提出了一种综合水体提取的方法,最后,对各方法提取的结果进行精度评价.试验结果表明:综合提取法在该研究区域具有较好的水体提取效果,极大地改善了原始单一方法的水体提取精度.     

基于主成分分析与粒子群优化的遥感影像变化检测

针对变化检测中差异影像上变化阈值选择困难的问题,该文提出了使用粒子群优化算法自动地从差异影像上选择最优变化阈值的方法。该方法首先利用主成分分析法从影像中提取包含最大信息的主分量,利用主分量构建差异影像;在此基础上,使用高斯混合模型估算差异影像的初始阈值,最后通过粒子群算法计算出最优的变化阈值。实验结果表明,该方法能够迅速地获取变化阈值,避免了人工选择时繁琐重复的尝试,且检测结果精度较高。     

利用局部自适应阈值方法提取ORB-SLAM特征点

智能驾驶车辆的定位和建图是智能驾驶车辆的关键技术之一,针对ORB-SLAM中的特征点提取为固定阈值的问题,本文提出了一种局部自适应阈值方法提取特征点。首先,对局部自适应阈值的计算方法进行了阐述,主要利用图像对比度设置自适应阈值;然后,在FAST算法基础上构建了高斯图像金字塔,采用灰度质心法解决特征点的尺度不变和旋转问题,在图像金字塔的每层图像中划分图像网格区域,并遍历计算每层图像网格区域的对比度来设置每个网格区域的局部阈值;最后,在每个图像网格区域中完成特征点提取并利用四叉树结构存储特征点。测试结果表明,本文算法在阴天场景提取的特征点数量比原算法提取的数量多61.9%,在光照充足场景下多23.3%;在阴天场景和光照充足场景下,本文算法提取的特征点数量的波动比原算法提取的特征点数量波动小。     

遥感影像融合的自适应变化检测

提出一种基于影像融合和自适应阈值选择的遥感影像变化检测方法。首先利用经过改进的融合技术对原 始数据的差值影像和比值影像进行处理, 构造融合影像, 在该融合影像的基础上进行自适应迭代运算得到初步变 化阈值范围, 然后通过分析阈值范围两侧影像像元的离散程度, 求解最终的阈值范围, 从而得到更优变化阈值, 提 取变化区域。实验结果表明, 本文方法的检测精度优于传统的变化检测方法, 同时具有一定的稳定性和智能性。     

采用图像差值法提取土地利用变化信息方法—以攀枝花仁和区为例

在遥感、地理信息系统和全球定位系统技术综合应用于山区土地资源动态监测领域的研究工作中，探讨采用以图像差值法为主，分类后比较法为辅提取土地利用信息的基本思路和方法，提出采用定量统计分析的方法来选择合适的差值计算波段和相应的变化阈值。在数据分析过程中，GPS测量数据发挥了重要作用。     

遗传算法及其在图像阈值选取中的应用

论述了遗传算法的基本原理、操作和特点,并以图像阈值选取中的最大类间方差法为例,给出用遗传算法优化图像阈值选取的步骤和方法,实验结果表明了这一方法的有效性。     

高分三号影像水体信息提取

国内外针对陆地水体信息提取、洪涝灾害快速响应方面具有较深入的研究，但是多采用发展较早、图像质量可靠的可见光影像及国外星载SAR影像。中国合成孔径雷达（SAR）卫星高分三号（GF-3）已获取了大量多极化、全极化SAR数据，为了将GF-3影像快速应用到环境保护、水资源管理等行业中，本研究分析了水体与其他目标具有的不同后向散射特性，将阈值分割法与马尔可夫随机场（MRF）相结合，发展了一种检测精度较高、自动化程度强的水体信息提取方法。该方法首先通过直方图统计的方法对不同成像模式、不同极化的GF-3影像进行后向散射强度分析，在阈值分割的研究基础上，比较了最大类间方差法（Otsu）和Kittler and Illingworth（KI）二值化法在水体-非水体分类中的效果。然后结合DEM和GF-3轨道参数排除因阴影现象产生的辐射失真对图像概率分布的影响，得到初始的水体信息分布图，再经过Fisher变换和马尔可夫随机场（MRF）的迭代运算，综合利用GF-3影像的多极化信息和空间上下文信息，以最大后验概率准则输出最终的水体分布图。利用了湖南省东北部不同成像模式的两景GF-3影像进行试验，在成像时间接近的光学影像中随机选择检验样点进行精度评价。实验结果表明，KI方法在GF-3水体提取应用中比Otsu方法具有更强的优势，剔除图像阴影区域后，自动化确定的阈值与目视解译阈值更加接近，通过MRF模型优化以后，实现了对水体信息的连贯提取，对图像噪声具有较强的抑制作用。本研究对水体目标的提取精度均达到了85%以上，实验结果精度优于基于光学影像的水体指数法，整个流程需要很少的人工经验参与，具有自动化程度强、检测精度高的优势。