基于多项式一致逼近的多阈值图像分割算法

卫颜俊; 冯博琴; 伍卫国

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016196

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于多项式一致逼近的多阈值图像分割算法

学术论文 | 更新时间：2024-06-05

- 基于多项式一致逼近的多阈值图像分割算法
- Multi-threshold algorithm about image segmentation based on polynomial uniform approximation
- 通信学报 2016年37卷第10期页码：56-64
- 作者机构：
  
  1. 西安交通大学计算机教学实验中心，陕西西安 710049
  2. 西安交通大学计算机系，陕西西安 710049
- 作者简介：
  
  [ "卫颜俊（1962-），男，山西闻喜人，博士，西安交通大学讲师，主要研究方向为数据挖掘、图像处理、人工智能。" ]
  [ "冯博琴（1942-），男，江苏常州人，西安交通大学教授、博士生导师，主要研究方向为数据挖掘、智能网络计算等。" ]
  [ "伍卫国（1963-），男，江西吉安人，西安交通大学教授、博士生导师，主要研究方向为无线传感器网络、高性能计算、嵌入式网络系统等。" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(91330117);国家高技术研究发展计划（“863”计划）基金资助项目(2012AA01A306)
- DOI：10.11959/j.issn.1000-436x.2016196
  中图分类号： TP309
- 网络出版日期：2016-10，
  
  纸质出版日期：2016-10-25
- 稿件说明：
移动端阅览
卫颜俊, 冯博琴, 伍卫国. 基于多项式一致逼近的多阈值图像分割算法[J]. 通信学报, 2016,37(10):56-64.

Yan-jun WEI, Bo-qin FENG, Wei-guo WU. Multi-threshold algorithm about image segmentation based on polynomial uniform approximation[J]. Journal on communications, 2016, 37(10): 56-64.
卫颜俊, 冯博琴, 伍卫国. 基于多项式一致逼近的多阈值图像分割算法[J]. 通信学报, 2016,37(10):56-64. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2016196.

Yan-jun WEI, Bo-qin FENG, Wei-guo WU. Multi-threshold algorithm about image segmentation based on polynomial uniform approximation[J]. Journal on communications, 2016, 37(10): 56-64. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2016196.

摘要

针对传统多阈值图像分割算法的计算复杂性，以及由图像直方图中毛刺的干扰带来的算法不稳定等缺点，提出一种基于伯恩斯坦多项式一致逼近的多阈值图像分割算法。首先根据逼近论中的威尔斯托拉斯定理构造图像直方图曲线的伯恩斯坦多项式，然后将图像直方图的峰谷值计算问题化简为伯恩斯坦多项式的极值问题，该极值问题可由伯恩斯坦多项式函数的一次、二次微分导出，最后依据这些极值和极性应用分类算法自动标注图像直方图的实际峰谷值，由此完成基于多阈值的图像分割。实验结果表明所提算法不受直方图中毛刺的干扰，算法整体稳定，冗余计算少，时间复杂度小，用时少，效率高，逼近性能和分割效果更好。

Abstract

Aiming at those shortcomings of previous multi-threshold image segmentation algorithm such as large complexity and instability caused by the image histogram glitch interference

a new multi-threshold image segmentation algorithm was proposed using Bernstein polynomial to uniformly approximate histogram curve.First

according to the approximation theory of Weierstrass to construct Bernstein polynomial for the histogram curve

then more difficult peak value calculating of the histogram was reduced to the Bernstein polynomial extremal generating

that was exported easily by the first and second derivative of Bernstein polynomial function

and finally obtain the actual peak value of the image histogram by picking up these extremes and polar values and filtering through classification algorithm

and finish multi-threshold image segmentation.Experimental results show that the algorithm is insensitive for histogram glitch interference

the overall is stable

the redundant computation and time complexity are smaller

with less time and high efficiency

the approximate performance and segmentation effect are better.

关键词

Keywords

references

RAFAEL C , RICHARD E . Digital image processing second edition [M ] . Publishing House of Electronics Industry , 2002 : 567 - 642 .

程宏煌 , 戴卫恒 , 姚趁趁 . 图像分割方法综述 [J ] . 电信快报 , 2000 , 1 ( 10 ): 39 - 41 .

CHENG H H , DAI W H , YAO C C . Image segmentation techniques [J ] . Telecom Express , 2000 , 1 ( 10 ): 39 - 41 .

周鲜成 . 图像分割方法及其应用研究综述 [J ] . 信息技术 , 2007 , 1 ( 12 ): 11 - 14 .

ZHOU X C . Study of image segmentation methods and their applications [J ] . Information Technology , 2007 , 1 ( 12 ): 11 - 14 .

CHIN Y H , MON J W . Image segmentation [D ] . Madison:University of Wisconsin- Madison , 2006 .

CHRISTIAN R , LOIC P , NASSIR N . Image segmentation in twenty questions [C ] // CVPR2015 , 2015 .

YATHARTH S . Algorithms for image segmentation [D ] . Pilani:Birla Institute of Technology and Science , 2006 .

SHEN T Z , FANG Z W , WU L Y , et al . A new adaptive image segmentation method [J ] . Journal of Beijing Institute of Technology , 1998 , 7 ( 3 ): 316 - 321 .

王亮申 , 欧宗瑛 , 侯杰 , 等 . 基于遗传算法的最优直方图阈值图像分割算法 [J ] . 数据采集与处理 , 2005 , 20 ( 2 ): 130 - 134 .

WANG L S , OU Z Y , HOU J , et al . Image segmentation based on optimal histogram threshold by improved genetic algorithms [J ] . Journal of Data Acquisition ＆ Processing , 2005 , 20 ( 2 ): 130 - 134 .

李哲学 , 陈树越 . 快速多阈值图像分割法 [J ] . 计算机应用 , 2010 , 30 ( 5 ): 1336 - 1343 .

LI Z X , CHEN S Y . Fast multi-thresholding approach [J ] . Journal of Computer Applications , 2010 , 30 ( 5 ): 1336 - 1343 .

安丰玲 , 梁德群 , 王胜军 , 等 . 基于多阈值分割的图像区间均衡增强 [C ] // 第十二届全国图像图形学学术会议 . 2005 : 15 - 19 .

AN F L , LIANG D Q , WANG S J , et al . Image region equalization enhancement based on multi-thresholds segmentation [C ] // The 12th National Conference on Image and Graphics . 2005 : 15 - 19 .

邢延超 , 谈正 . 基于多阈值融合的图像分割 [J ] . 计算机学报 , 2004 , 27 ( 2 ): 252 - 256 .

XING Y Q , TAN Z . Multi-threshold fusion based image segmentation [J ] . Chinese Journal of Computers , 2004 , 27 ( 2 ): 252 - 256 .

曹增强 , 范忠诚 . 一种去除图像毛刺的快速算法 [J ] . 数据采集与处理 , 1992 , 7 ( 3 ): 235 - 240 .

CAO Z Q , FAN Z C . An algorithm for fast eliminating image thorns [J ] . Journal of Data Acquisition ＆ Processing , 1992 , 7 ( 3 ): 235 - 240 .

黄琴波 . 结合特定理论的图像分割方法 [J ] . 电子科技 , 2010 , 23 ( 12 ): 92 - 95 .

HUANG Q B . Survey on the methods of image segmentation research [J ] . Electronic Sci.＆Tech , 2010 , 23 ( 12 ): 92 - 95 .

许新征 , 丁世飞 , 史忠植 , 等 . 图像分割的新理论和新方法 [J ] . 电子学报 , 2010 , 28 ( 2A ): 76 - 82 .

XU X Z , DING S F , SHI Z Z , et al . New theories and methods of image segmentation [J ] . Acta Electronica Sinica , 2010 , 28 ( 2A ): 76 - 82 .

庞永锋 , 杨威 , 孙燕 , 等 . 应用泛函分析基础 [M ] . 西安 : 西安电子科技大学出版社 , 2015 : 89 - 118 .

PANG Y F , YANG W , SUN Y , et al . Fundamentals of applied functional analysis [M ] . Xi’an : Xidian University PressPress , 2015 : 89 - 118 .

蒋尔雄 , 赵风光 , 苏仰锋 . 数值逼近:第2版 [M ] . 上海 : 复旦大学出版社 , 2008 : 96 - 136 .

JIANG E X , ZHAO F G , SU Y F . Numerical approximation:2nd edition [M ] . Shanghai : Fudan University PressPress , 2008 : 96 - 136 .

程东旭 , 杜娅丽 . 基于样条插值的图像分割算法研究 [J ] . 中原工学院学报 , 2015 , 26 ( 1 ): 9 - 12 .

CHENG D X , DU Y L . Image segmentation algorithm study based on spline interpolation [J ] . Journal of Zhongyuan University of Technology , 2015 , 26 ( 1 ): 9 - 12 .

陈争光 , 杨冬风 , 冯晓娟 . 三次样条在图像多阈值分割中的应用 [J ] . 黑龙江八一农垦大学学报 , 2010 , 22 ( 5 ): 88 - 90 .

CHEN Z G , YANG D F , FENG X J . Application of cubic spline in image multi-threshold segmentation [J ] . Journal of Heilongjiang Bayi Agricultural University , 2010 , 22 ( 5 ): 88 - 90 .

莫国瑞 , 刘开第 . 函数逼近论方法 [M ] . 北京 : 科学出版社 , 2003 : 1 - 28 .

MO G R , LIU K D . Function approximation theory method [M ] . Beijing : Science PressPress , 2003 : 1 - 28 .

浏览量

756

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于深度学习的轻量级实时图像分割方法研究

基于黄斑距离优化的视网膜OCT图像层次分割方法

基于空间截面投影的Otsu图像分割算法