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超像素分割论文题目

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超像素分割论文题目

Abstract

我们训练了一个大型的深度卷积神经网络,将ImageNet lsvprc -2010竞赛中的120万幅高分辨率图像分类为1000个不同的类。在测试数据上,我们实现了top-1和top-5的错误率,分别为37.5%和17.0%,这与前的最高水平相比有了很大的提高。该神经网络有6000万个参数和65万个神经元,由5个卷积层(其中一些后面接了最大池化层)和3个全连接层(最后的1000路softmax)组成。为了使训练更快,我们使用了非饱和神经元和一个非常高效的GPU实现卷积运算。为了减少全连通层的过拟合,我们采用了一种最近发展起来的正则化方法——dropout,结果显示它非常有效。我们还在ILSVRC-2012比赛中输入了该模型的一个变体,并获得了15.3%的top-5测试错误率,而第二名获得了26.2%的错误率.

1 Introduction

当前的物体识别方法主要利用机器学习方法。为了提高它们的性能,我们可以收集更大的数据集,学习更强大的模型,并使用更好的技术来防止过度拟合。直到最近,标记图像的数据集在成千上万的图像(例如,NORB [16], Caltech-101/256 [8,9], CIFAR-10/100[12])中相对较小。使用这种大小的数据集可以很好地解决简单的识别任务,特别是如果使用保存标签的转换来扩展它们。例如,MNIST数字识别任务的当前最佳错误率(<0.3%)接近人类性能[4]。但是现实环境中的物体表现出相当大的可变性,所以为了学会识别它们,有必要使用更大的训练集。的确,小图像数据集的缺点已经被广泛认识(例如,Pinto等人的[21]),但直到最近才有可能收集数百万张图像的标记数据集。新的更大的数据集包括LabelMe[23],它由成千上万的全分段图像组成,和ImageNet[6],它由超过22000个类别的超过1500万标记的高分辨率图像组成。

要从数百万张图像中了解数千个物体,我们需要一个具有巨大学习能力的模型。 然而,对象识别任务的巨大复杂性意味着即使像ImageNet这样大的数据集也无法指定这个问题,因此我们的模型也应该具有大量的先验知识来补偿我们没有的所有数据。卷积神经网络(Convolutional neural networks, CNNs)就是这样一类模型[16,11,13,18,15,22,26]。它们的能力可以通过改变深度和宽度来控制,而且它们还对图像的性质(即统计的平稳性和像素依赖的局部性)做出了强有力且最正确的假设。 因此,与具有相似大小层的标准前馈神经网络相比,CNNs具有更少的连接和参数,因此更容易训练,而其理论上最好的性能可能只会稍微差一些。

尽管CNNs的质量很吸引人,尽管它们的本地架构相对高效,但在高分辨率图像上大规模应用仍然非常昂贵。幸运的是,当前的gpu与高度优化的2D卷积实现相结合,已经足够强大,可以方便地训练有趣的大型CNNs,而最近的数据集(如ImageNet)包含了足够多的标记示例,可以在不严重过拟合的情况下训练此类模型。

本文的具体贡献如下:

最后,网络的大小主要受到当前gpu上可用内存的大小和我们愿意忍受的训练时间的大小的限制。我们的网络需要5到6天的时间来训练两个GTX 580 3GB GPU。我们所有的实验都表明,只要等待更快的gpu和更大的数据集可用,我们的结果就可以得到改善。

2 The Dataset

ImageNet是一个包含超过1500万张高分辨率图像的数据集,属于大约22000个类别。这些图片是从网上收集来的,并由人工贴标签者使用亚马逊的土耳其机械众包工具进行标记。从2010年开始,作为Pascal视觉对象挑战赛的一部分,每年都会举办一场名为ImageNet大型视觉识别挑战赛(ILSVRC)的比赛。ILSVRC使用ImageNet的一个子集,每个类别大约有1000张图片。总共大约有120万张训练图像、5万张验证图像和15万张测试图像。

ILSVRC-2010 是唯一可用测试集标签的 ILSVRC 版本,因此这是我们进行大多数实验的版本。由于我们也在 ILSVRC-2012 竞赛中加入了我们的模型,在第6节中,我们也报告了我们在这个版本的数据集上的结果,对于这个版本的数据集,测试集标签是不可用的。在 ImageNet 上,通常报告两个错误率:top-1 和 top-5,其中 top-5 错误率是测试图像的一部分,其中正确的标签不在模型认为最可能的五个标签中。

ImageNet由可变分辨率的图像组成,而我们的系统需要一个恒定的输入维数。 因此,我们将图像降采样到256 * 256的固定分辨率。给定一个矩形图像,我们首先重新调整图像的大小,使其短边长度为256,然后从结果图像中裁剪出中心的256%256块。除了从每个像素中减去训练集上的平均活动外,我们没有以任何其他方式对图像进行预处理。因此,我们将网络训练成像素的原始RGB值(居中)。

3 The Architecture

3.1 ReLU Nonlinearity

3.2 Training on Multiple GPUs

3.3 Local Response Normalization

3.4 Overlapping Pooling

Pooling layers in CNNs summarize the outputs of neighboring groups of neurons in the same kernel map. Traditionally, the neighborhoods summarized by adjacent pooling units do not overlap (e.g.,[17, 11, 4]). To be more precise, a pooling layer can be thought of as consisting of a grid of pooling units spaced s pixels apart, each summarizing a neighborhood of size z z centered at the location of the pooling unit. If we set s = z, we obtain traditional local pooling as commonly employed in CNNs. If we set s < z, we obtain overlapping pooling. This is what we use throughout our network, with s = 2 and z = 3. This scheme reduces the top-1 and top-5 error rates by 0.4% and 0.3%, respectively, as compared with the non-overlapping scheme s = 2; z = 2, which produces output of equivalent dimensions. We generally observe during training that models with overlapping pooling find it slightly more difficult to overfit.

3.5 Overall Architecture

Now we are ready to describe the overall architecture of our CNN. As depicted in Figure 2, the net contains eight layers with weights; the first five are convolutional and the remaining three are fully-connected. The output of the last fully-connected layer is fed to a 1000-way softmax which produces a distribution over the 1000 class labels. Our network maximizes the multinomial logistic regression objective, which is equivalent to maximizing the average across training cases of the log-probability of the correct label under the prediction distribution.

4 Reducing Overfitting

4.1 Data Augmentation

4.2 Dropout

结合许多不同模型的预测是减少测试错误的一种非常成功的方法[1,3],但是对于已经需要几天训练的大型神经网络来说,这似乎太昂贵了。然而,有一个非常有效的模型组合版本,它在训练期间只花费大约2倍的成本。最近介绍的技术称为dropout[10],它将每个隐藏神经元的输出设置为0,概率为0.5。以这种方式丢弃的神经元不参与正向传递,也不参与反向传播。所以每次输入时,神经网络都会对不同的结构进行采样,但是所有这些结构都共享权重。这种技术减少了神经元之间复杂的相互适应,因为神经元不能依赖于特定的其他神经元的存在。因此,它被迫学习与其他神经元的许多不同随机子集结合使用的更健壮的特征。在测试时,我们使用所有的神经元,但将它们的输出乘以0.5,这是一个合理的近似值,近似于取由指数型多退出网络产生的预测分布的几何平均值。

我们在图2的前两个完全连接的层中使用了dropout。没有dropout,我们的网络显示出大量的过拟合。Dropout使收敛所需的迭代次数增加了一倍。

5 Details of learning

7 Discussion

超像素概念是2003年Xiaofeng Ren提出和发展起来的图像分割技术,是指具有相似纹理、颜色、亮度等特征的相邻像素构成的有一定视觉意义的不规则像素块。它利用像素之间特征的相似性将像素分组,用少量的超像素代替大量的像素来表达图片特征,很大程度上降低了图像后处理的复杂度,所以通常作为分割算法的预处理步骤。已经广泛用于图像分割、姿势估计、目标跟踪、目标识别等计算机视觉应用。几种常见的超像素分割方法及其效果对比如下:   Graph-based           NCut            Turbopixel          Quick-shift        Graph-cut a        Graph-cut b         SLIC 这里主要介绍的是SLIC(simple linear iterativeclustering),即简单的线性迭代聚类。它是2010年提出的一种思想简单、实现方便的算法,将彩色图像转化为CIELAB颜色空间和XY坐标下的5维特征向量,然后对5维特征向量构造距离度量标准,对图像像素进行局部聚类的过程。SLIC算法能生成紧凑、近似均匀的超像素,在运算速度,物体轮廓保持、超像素形状方面具有较高的综合评价,比较符合人们期望的分割效果。 SLIC主要优点总结如下:1)生成的超像素如同细胞一般紧凑整齐,邻域特征比较容易表达。这样基于像素的方法可以比较容易的改造为基于超像素的方法。2)不仅可以分割彩色图,也可以兼容分割灰度图。3)需要设置的参数非常少,默认情况下只需要设置一个预分割的超像素的数量。4)相比其他的超像素分割方法,SLIC在运行速度、生成超像素的紧凑度、轮廓保持方面都比较理想。 在介绍SLIC之前,插播一下Lab颜色空间的介绍。Lab色彩模型是由亮度(L)和有关色彩的a, b三个要素组成。L表示亮度(Luminosity),L的值域由0(黑色)到100(白色)。a表示从洋红色至绿色的范围(a为负值指示绿色而正值指示品红),b表示从黄色至蓝色的范围(b为负值指示蓝色而正值指示黄色)。Lab颜色空间的优点:1)不像RGB和CMYK色彩空间,Lab 颜色被设计来接近人类生理视觉。它致力于感知均匀性,它的 L 分量密切匹配人类亮度感知。因此可以被用来通过修改 a 和 b 分量的输出色阶来做精确的颜色平衡,或使用 L 分量来调整亮度对比。这些变换在 RGB 或 CMYK 中是困难或不可能的。2)因为 Lab 描述的是颜色的显示方式,而不是设备(如显示器、打印机或数码相机)生成颜色所需的特定色料的数量,所以 Lab 被视为与设备无关的颜色模型。3)色域宽阔。它不仅包含了RGB,CMYK的所有色域,还能表现它们不能表现的色彩。人的肉眼能感知的色彩,都能通过Lab模型表现出来。另外,Lab色彩模型的绝妙之处还在于它弥补了RGB色彩模型色彩分布不均的不足,因为RGB模型在蓝色到绿色之间的过渡色彩过多,而在绿色到红色之间又缺少黄色和其他色彩。如果我们想在数字图形的处理中保留尽量宽阔的色域和丰富的色彩,最好选择Lab。 下面描述一下SLIC具体实现的步骤: 1.  初始化种子点(聚类中心):按照设定的超像素个数,在图像内均匀的分配种子点。假设图片总共有 N 个像素点,预分割为 K 个相同尺寸的超像素,那么每个超像素的大小为N/ K ,则相邻种子点的距离(步长)近似为S=sqrt(N/K)。 2.  在种子点的n*n邻域内重新选择种子点(一般取n=3)。具体方法为:计算该邻域内所有像素点的梯度值,将种子点移到该邻域内梯度最小的地方。这样做的目的是为了避免种子点落在梯度较大的轮廓边界上,以免影响后续聚类效果。 3.  在每个种子点周围的邻域内为每个像素点分配类标签(即属于哪个聚类中心)。和标准的k-means在整张图中搜索不同,SLIC的搜索范围限制为2S*2S,可以加速算法收敛,如下图。在此注意一点:期望的超像素尺寸为S*S,但是搜索的范围是2S*2S。4.  距离度量。包括颜色距离和空间距离。对于每个搜索到的像素点,分别计算它和该种子点的距离。距离计算方法如下:其中,dc代表颜色距离,ds代表空间距离,Ns是类内最大空间距离,定义为Ns=S=sqrt(N/K),适用于每个聚类。最大的颜色距离Nc既随图片不同而不同,也随聚类不同而不同,所以我们取一个固定常数m(取值范围[1,40],一般取10)代替。最终的距离度量D'如下: 由于每个像素点都会被多个种子点搜索到,所以每个像素点都会有一个与周围种子点的距离,取最小值对应的种子点作为该像素点的聚类中心。 5.  迭代优化。理论上上述步骤不断迭代直到误差收敛(可以理解为每个像素点聚类中心不再发生变化为止),实践发现10次迭代对绝大部分图片都可以得到较理想效果,所以一般迭代次数取10。6.  增强连通性。经过上述迭代优化可能出现以下瑕疵:出现多连通情况、超像素尺寸过小,单个超像素被切割成多个不连续超像素等,这些情况可以通过增强连通性解决。主要思路是:新建一张标记表,表内元素均为-1,按照“Z”型走向(从左到右,从上到下顺序)将不连续的超像素、尺寸过小超像素重新分配给邻近的超像素,遍历过的像素点分配给相应的标签,直到所有点遍历完毕为止。参考文献: [1]  Achanta,Radhakrishna, et al. Slic superpixels. No. EPFL REPORT 149300. 2010. [2] Achanta,Radhakrishna, et al. "SLIC superpixels compared to state-of-the-artsuperpixel methods." Pattern Analysis and Machine Intelligence, IEEETransactions on 34.11 (2012): 2274-2282. 原文:

图像分割毕业论文答辩问题

1.主要内容包括论文标题。2.课题背景、课题的研究目的,及课题现阶段的发展情况。3.课题的相关内容,课题的研究过程、实验数据、结果。4.答辩人所持的观点看法、在此课题中承担的具体工作、解决方案,和课题未能完成的内容。你为什么选择这个题目,你的论文价值是什么?3.你的论文理论基础是什么?你的文献综述是如何形成的,你的毕业论文进行的研究方法是什么。选择这个课题的原因是什么,该课题研究的意义和目的,等。

我答辩的时候,首先是要阐述论文主要写的什么,结构思路什么的。我们就把摘要标题读读的。然后老师针对论文的具体内容提问,我写的是企业的盈余管理,就问我盈余管理的目的是什么,说说我的看法,盈余管理的利弊。就这样,一共问了三个问题。不一定要背,可以照着读的,但是一定要很熟悉,问到的时候能很快的找到地方读。只要不是闷不吭声或牛头不对马嘴的,都能过的。另外,如果是实证型的论文,可能会问到论文中具体的图表和数字,那个就比较难了。

==你是本科还是硕士啊 论文的话应该主要是算法的研究和改进吧……问题比如:你采用了哪种人脸识别算法 你对这种算法的改进在哪里(你不只要说明改进在哪里 可能还需要做一些实验收集下数据来对比 说明算法在改进后对性能有了提升) 新算法比其他算法好在哪里(还是通过实验收集数据对比一下) 分析下算法的复杂度(时间复杂度和空间复杂度可能都会要求 毕竟图像分析很占空间) 然后是怎样进行优化的 实验采用的样本是哪些(我们当时用的UC Irvine Machine Learning Repository 下面会有CMU Face Images 大家一般都用这个库来作为样本) 怎样对实验结果进行量化比较的(标准是什么)如果是模式识别的话 还可能关心怎样选的特征值和特征空间(计算量大的话是怎样减少计算量的) 训练样本采用的什么算法 实验的识别率是多少 算法的性能是不是稳定……==我想到的都是本科的问题 如果是研究生的话可能还会问的更难

1、老师一般会问的第一个问题:

一般在答辩前老师会首先检验一下论文是不是学生自身的研究成果,是不是有抄袭和剽窃的现象。因此他们通常会提出这些问题,比如“你是怎么想到要选择这个题目的?”、“你在写这篇论文时是怎样搜集有关资料的?”、“你写这篇论文时参考了哪些书籍和有关资料?”、“论文中提到的数据的出处何在?”等等。

2、老师一般会问的第二个问题:

在答辩开始前,答辩老师一般都会让学生介绍一下论文的大概内容,也就是你这篇论文主要写的是什么内容。这个问题很简单,你只要叙述一下文章的整体框架就可以了,即这篇文章主要包括几个部分,每个部分各自写的是什么。一般学生根据文章的大标题来说就可以了。

3、老师一般会提问的第三个问题:

针对论文中某些论点模糊不清或者不够准确和确切的地方,对论据不够充分的地方,对论证层次比较混乱、条理难辨的地方提出问题。论文中没有说周全、没有论述清楚或者限于篇幅结构没有详细展开细说的问题,答辩委员也可能提问。

毕业设计答辩要注意:

1、一定要非常熟悉自己文章的内容尤其文章是找人代写的

作为将要参加论文答辩同学,首先而且必须对自己所著的毕业论文内容有比较深刻理解和比较全面的熟悉。这是为回答毕业论文答辩委员会成员就有关毕业论文的深度及相关知识面,而可能提出的论文答辩问题所做的准备。

2、答辩时一定要控制好自己的语速和仪态

进行毕业论文答辩的同学一般都是首次。无数事实证明,他们论文答辩时,说话速度往往越来越快,以致毕业答辩委员会成员听不清楚,影响了毕业答辩成绩。

故毕业答辩学生一定要注意在论文答辩过程中的语流速度,要有急有缓,有轻有重,不能像连珠炮似地轰向听众。在答辩时,学生要注意仪态与风度。

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联系方式都不留,怎么给你发呢?

是的格式的更好的发生过

论文地址:     V-Net 是另一种版本的3D U-Net。它与U-Net的区别在于: 1、3D图像分割end2ent模型(基于3D卷积),用于MRI前列腺容积医学图像分割。2、新的目标函数,基于Dice coefficient。3、数据扩充方法:random non-linear transformations和histogram matching(直方图匹配)。4、加入残差学习提升收敛。 (1)网络结构     其网络结构主要特点是3D卷积,引入残差模块和U-Net的框架,网络结构如图:          整个网络分为压缩路径和非压缩路径,也就是缩小和扩大feature maps,每个stage将特征缩小一半,也就是128-128-64-32-16-8,通道上为1-16-32-64-128-256。每个stage加入残差学习以加速收敛。    图中的圆圈加交叉代表卷积核为5*5*5,stride为1的卷积,可知padding为2*2*2就可以保持特征大小不变。每个stage的末尾使用卷积核为2*2*2,stride为2的卷积,特征大小减小一半(把2x2 max-pooling替换成了2x2 conv.)。整个网络都是使用keiming等人提出的PReLU非线性单元。网络末尾加一个1*1*1的卷积,处理成与输入一样大小的数据,然后接一个softmax。 (2)损失函数     由于前景比较小,在学习过程中不容易被学习到,因此重新定义了Dice coefficient损失函数。两个二进制的矩阵的dice相似系数为:          使用这个函数能避免类别不平衡。

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毕业论文是高等教育自学考试本科专业应考者完成本科阶段学业的最后一个环节,那它的研究方法是什么呢?下面是由我整理的毕业论文研究方法模板,谢谢你的阅读。 毕业论文研究方法模板 本科专业(含本科段、独立本科段)自考生在各专业课程考试成绩合格后,都要进行毕业论文的撰写(工科类专业一般为毕业设计、医科类一般为临床实习)及其答辩考核。毕业论文的撰写及答辩考核是取得高等教育自学考试本科毕业文凭的重要环节之一,也是衡量自考毕业生是否达到全日制普通高校相同层次相同专业的学力水平的重要依据之一。但是,由于许多应考者缺少系统的课堂授课和平时训练,往往对毕业论文的独立写作感到压力很大,心中无数,难以下笔。因此,对本科专业自考生这一特定群体,就毕业论文的撰写进行必要指导,具有重要的意义。 本文试就如何撰写毕业论文作简要论述,供参考。 毕业论文是高等教育自学考试本科专业应考者完成本科阶段学业的最后一个环节,它是应考者的总结性独立作业,目的在于总结学习专业的成果,培养综合运用所学知识解决实际问题的能力。从文体而言,它也是对某一专业领域的现实问题或理论问题进行科学研究探索的具有一定意义的论说文。完成毕业论文的撰写可以分两个步骤,即选择课题和研究课题。 首先是选择课题。选题是论文撰写成败的关键。因为,选题是毕业论文撰写的第一步,它实际上就是确定“写什么”的问题,亦即确定科学研究的方向。如果“写什么”不明确,“怎么写”就无从谈起。 教育部自学考试办公室有关对毕业论文选题的途径和要求是“为鼓励理论与工作实践结合,应考者可结合本单位或本人从事的工作提出论文题目,报主考学校审查同意后确立。也可由主考学校公布论文题目,由应考者选择。毕业论文的总体要求应与普通全日制高等学校相一致,做到通过论文写作和答辩考核,检验应考者综合运用专业知识的能力”。但不管考生是自己任意选择课题,还是在主考院校公布的指定课题中选择课题,都要坚持选择有科学价值和现实意义的、切实可行的课题。选好课题是毕业论文成功的一半。 第一、要坚持选择有科学价值和现实意义的课题。科学研究的目的是为了更好地认识世界、改造世界,以推动社会的不断进步和发展。因此,毕业论文的选题,必须紧密结合社会主义物质文明和精神文明建设的需要,以促进科学事业发展和解决现实存在问题作为出发点和落脚点。选题要符合科学研究的正确方向,要具有新颖性,有创新、有理论价值和现实的指导意义或推动作用,一项毫无意义的研究,即使花很大的精力,表达再完善,也将没有丝毫价值。具体地说,考生可从以下三个方面来选题。首先,要从现实的弊端中选题,学习了专业知识,不能仅停留在书本上和理论上,还要下一番功夫,理论联系实际,用已掌握的专业知识,去寻找和解决工作实践中急待解决的问题。其次,要从寻找科学研究的空白处和边缘领域中选题,科学研究 还有许多没有被开垦的处女地,还有许多缺陷和空白,这些都需要填补。应考者应有独特的眼光和超前的意识去思索,去发现,去研究。最后,要从寻找前人研究的不足处和错误处选题,在前人已提出来的研究课题中,许多虽已有初步的研究成果,但随着社会的不断发展,还有待于丰富、完整和发展,这种补充性或纠正性的研究课题,也是有科学价值和现实指导意义的。 第二、要根据自己的能力选择切实可行的课题。毕业论文的写作是一种创造性劳动,不但要有考生个人的见解和主张,同时还需要具备一定的客观条件。由于考生个人的主观、客观条件都是各不相同的,因此在选题时,还应结合自己的特长、兴趣及所具备的客观条件来选题。具体地说,考生可从以下三个方面来综合考虑。首先,要有充足的资料来源。“巧妇难为无米之炊”,在缺少资料的情况下,是很难写出高质量的论文的。选择一个具有丰富资料来源的课题,对课题深入研究与开展很有帮助。其次,要有浓厚的研究兴趣,选择自己感兴趣的课题,可以激发自己研究的热情,调动自己的主动性和积极性,能够以专心、细心、恒心和耐心的积极心态去完成。最后,要能结合发挥自己的业务专长,每个考生无论能力水平高低,工作岗位如何,都有自己的业务专长,选择那些能结合自己工作、发挥自己业务专长的课题,对顺利完成课题的研究大有益处。 选好课题后,接下来的工作就是研究课题,研究课题一般程序是:搜集资料、研究资料,明确论点和选定材料,最后是执笔撰写、修改定稿。 第一、研究课题的基础工作———搜集资料。考生可以从查阅图书馆、资料室的资料,做实地调查研究、实验与观察等三个方面来搜集资料。搜集资料越具体、细致越好,最好把想要搜集资料的文献目录、详细计划都列出来。首先,查阅资料时要熟悉、掌握图书分类法,要善于利用书目、索引,要熟练地使用其他工具书,如年鉴、文摘、表册、数字等。其次,做实地调查研究,调查研究能获得最真实可靠、最丰富的第一手资料,调查研究时要做到目的明确、对象明确、内容明确。调查的方法有:普遍调查、重点调查、典型调查、抽样调查。调查的方式有:开会、访问、问卷。最后,关于实验与观察。实验与观察是搜集科学资料数据、获得感性知识的基本途径,是形成、产生、发展和检验科学理论的实践基础,本方法在理工科、医类等专业研究中较为常用,运用本方法时要认真全面记录。 第二、研究课题的重点工作———研究资料。考生要对所搜集到手的资料进行全面浏览,并对不同资料采用不同的阅读方法,如阅读、选读、研读。 通读即对全文进行阅读,选读即对有用部分、有用内容进行阅读,研读即对与研究课题有关的内容进行全面、认真、细致、深入、反复的阅读。在研读过程中要积极思考。要以书或论文中的论点、论据、论证方法与研究方法来触发自己的思考,要眼、手、脑并用,发挥想象力,进行新的创造。 在研究资料时,还要做好资料的记录。 第三、研究课题的核心工作―――明确论点和选定材料。在研究资料的基础上,考生提出自己的观点和见解,根据选题,确立基本论点和分论点。提出自己的观点要突出新创见,创新是灵魂,不能只是重复前人或人云亦云。同时,还要防止贪大求全的倾向,生怕不完整,大段地复述已有的知识,那就体现不出自己研究的特色和成果了。 根据已确立的基本论点和分论点选定材料,这些材料是自己在对所搜集的资料加以研究的基础上形成的。组织材料要注意掌握科学的思维方法,注意前后材料的逻辑关系和主次关系。 第四、研究课题的关键工作执笔撰写。考生下笔时要对以下两个方面加以注意:拟定提纲和基本格式。 拟定提纲包括题目、基本论点、内容纲要。内容纲要包括大项目即大段段旨、中项目即段旨、小项目即段中材料或小段段旨。拟定提纲有助于安排好全文的逻辑结构,构建论文的基本框架。 基本格式:一般毕业论文由标题、摘要、正文、参考文献等4方面内容构成。标题要求直接、具体、醒目、简明扼要。摘要即摘出论文中的要点放在论文的正文之前,以方便读者阅读,所以要简洁、概括。正文是毕业论文的核心内容,包括绪论、本论、结论三大部分。绪论部分主要说明研究这一课题的理由、意义,要写得简洁。要明确、具体地提出所论述课题,有时要写些历史回顾和现状分析,本人将有哪些补充、纠正或发展,还要简单介绍论证方法。 关于研究的毕业论文 以表征与意指实践为切入点的文化研究 摘 要:表征理论作为当代文化研究中的一个重要理论,在文化研究中得到了广泛的运用和实践,其中斯图亚特·霍尔对“表征”的论述堪称代表。“表征”一词是西方文学理论和文化研究的关键词,文化究其本质乃是借助符号来“表征”意义的人类行为。在霍尔提出“文化即表征和指意实践”后,表征理论为文化研究开辟了新领域。 关键词:表征 文化 意义 对符号学、表征、语言学等都涉猎不深的人来说,初次阅读斯图亚特·霍尔的《表征》不是一次轻松的旅行,再次阅读时总有种豁然开朗的感觉。虽然至今笔者也不敢说我就读懂了《表征》,但至少我对伯明翰学派的理解又进了一层。“表征”作为当代文化研究中的关键词之一,在文化研究以及实践中都极具关注度,以之为中心也形成了许多相关的理论,其中斯图亚特·霍尔对“表征”的论述堪称代表。 斯图尔特•霍尔编著的《表征—文化表象与意指实践》是本难得的好书,它是一部传播学和社会文化理论的教科书,认为文化是通过表征和意指实践构造出来的,它所使用的符号具有任意性,因而与外部的物质世界不存在符合的关系,它是一个解释的意义的世界。表征过程的所有参与方都卷入了意义的争夺,但这种争夺是通过话语的方式进行的。意义不可能是纯个人的,而是各方协商和表征运作的结果;意义总是有偏向、有优先方面的。本书先概述“表征运作与表征社会”的文化研究理论,甄选了五个专题的个案研究:战后平民主义摄影中的法国和法国性、他种文化展览中的诗学和政治学、“他者”的景观、展示男人味、文类与性别:肥皂剧个案分析等,个案的选取角度侧重虽有不同,但都是用来表达“表征”理论的重要的理论观察,本书的大量插图都是这一理论的精彩分析对象。 一、文化和表征的权利思考 霍尔从福柯的“话语”理论出发,探讨了知识与权力的关系,认为话语建构了意义以及有效的主体位置,而无所不在的弥散的权力是隐藏在意义背后的动力和深层原因。文化也是种种权力关系运作的场所,文化客体生产者不再具有独断的权力,受众可以通过自身的解读来行使其反抗的权力。话语主体是在话语内生产出来的,这一主体不能身处话语之外,因为它必须在话语中被主宰,它必须服从于话语的规则和惯例,服从于其权力的处置。我们之所以看不见主体是因为他们并未被直接表征,但他们的“缺席”被表征出来了。话语自身建构了使它因此而有意义和有效的主体的位置。个人也许在阶级、性别、民族方面各不相同,但他们只有在认同话语所建构的那些位置,使他们自己受制于其规则,并因而成为其权力/知识的主体,才会取得意义。 二、表征通过语言产生意义 表征是在我们头脑中通过语言对各种概念的意义的生产。它就是概念与语言之间的联系,这种联系使我们既能指称“真实”的物、人、事的世界,又确实能想象虚构的物、人、事的世界。霍尔认为 “在文化产生意义过程的核心,存在着两个相关的‘表征系统’。通过在各种事物与我们的概念系统,概念图之间建构一系列相似性,这些符号被安排和组织到代表或表征那些概念的各种语言中。各种‘事物’概念和符号间的关系是语言中意义产生的实质所在。而将这三个要素连接起来的过程就是我们称之为‘表征’的东西。”“表征”通过符号的意指性实践来生产意义,构成了个体对于世界的意义系统,并且使得同文化中的个体以及不同文化的个体之间达成意义的交流,“表征”构建了我们的意义世界。霍尔对构成主义的两种途径——符号学和“话语”进行了借鉴研究,对表征、意义和语言之间关系的阐述借助于对索绪尔语言学、巴尔特符号学理论的批判性吸收,尤其受到了索绪尔语言学、巴尔特符号学关于语言/言语、表层结构深层结构的理论从几个方面的影响。 三、文化循环的模式 霍尔从马克思主义生产循环观出发,探讨了文化循环的模式,并将“表征”看作文化循环的主要环节加以论述。文化循环理论提出,“文化”生产就是符号生产。文化已经从原来要根据另外一些因素才可得到实体性解释的东西,现在变成了与社会文化基础或社会“深层”文化符码相关的原文化问题。表征意义事实上产生于几个不同的情景,并通过几个不同的过程或实践进行文化循环,以不同方式把它们结合进每天的日常定规仪式和实践活动中,以这种方式赋予意义。意义有助于建立起使社会生活秩序并得以控制各种规则、标准和惯例。因此,意义也是那些想要控制和规范他人行为和观念的人试图建立和形成的文化循环。 四、文化客体意义在表征过程中的争夺 霍尔认为,符号的意义总是在一个文化语境和另一个文化语境之间变动,意义不仅仅跟文化客体的生产者相联系,文化客体的接受者也参与了文本意义的生产。文化是一个解释和意义的世界,表征过程的所有方均参与了意义的争夺。我们不可能认为文化意义完全存在于文化的客观性之中,或是认为它仅仅存在于文化生产者的孤立意识中, 再也不能简单的认为接受者是文化意义的被动方,相反,接受者自己参与到文化运作之中,而且这种运作不仅仅是作为“接受者”的表征角色。诸如我们在阅读小说,欣赏电影的过程中,不再单纯的思考作者要表达的意义。 表征过程中的意义争夺是激烈的:一、文化客体的表征外相并不总能自行表现出其意义。因为不同的人会关注其不同的意义方面。人们往往外在的赋予表征现象以意义,而不是内在的理解表征现象的意义。二、意义 被赋予的本身,就是一个接受与再造的过程。三、知识储备和即时环境对意义的赋予有很大影响。对文化客体的解读不仅仅是被动的“领会”过程,相反,接受者基于各种有关的考虑,对文化客体生产者所赋予文化客体的意义有自己的自定义,这是种变相的争夺。 在批判吸收索绪尔、巴尔特等理论基础上,霍尔提出:文化即表征和指意实践,结合实践性的概括了“表征”的三种具体运作方式——反映论的、意向性的和构成主义的。从表征的概念、构成主义的途径、表征的意识形态论及表征的实践等方面全面阐述,从马克思到新葛兰西主义,拓展了“表征”与“接合理论”的关系。作为伯明翰学派的代表人物之一,霍尔的研究在伯明翰大学当代文化研究中心传统的研究文化形式、文化实践和文化机构及其与社会和社会变迁的关系的基础上,还转向媒介的意识形态功能分析。其研究内容涉及范围很广,包括绝大多数的文化领域,如:大众文化及与大众文化密切相关的大众日常生活,分析和批评的对象涉及影视、广播、广告、畅销书、漫画、流行歌曲,乃至室内装修、休闲方式等。伯明翰学派和霍尔表征理论研究,作为文化研究的基础和重要学术理论,将一直散发其独具特色的魅力,吸引文化研究有志者前赴后继的钻研探讨。 参考文献: [1][英]斯图亚特.霍尔编、徐亮, 陆兴华译,表征—文化表象与意指实践,商务印书馆,2003. [2][美]约翰·R.霍尔,玛丽·乔·尼兹著、周晓虹,徐彬译,文化:社会学的视野,2004 作者简介:徐嘉(1983-)女,吉林省社会科学院,研究方向:文化产业、传媒文化。 看了“毕业论文研究方法模板”的人还看: 1. 毕业论文的研究方法怎么写 2. 大学毕业论文格式模板 完整版 3. 毕业论文的格式范文模板 4. 完整版论文格式模版 5. 毕业论文开题报告模板以及范文

图像分割是图像处理与计算机视觉的基本问题之一,是图像处理图像分析的关键步骤。我整理了图像分割技术论文,欢迎阅读!

图像分割技术研究

摘要:图像分割是图像处理与计算机视觉的基本问题之一,是图像处理图像分析的关键步骤。本文介绍了基于阈值的分割方法和图像分割的图像分割性能的评价、应用现状;最后总结出图像分割的发展趋势。

关键词:图像分割、阈值、边缘检测、区域分割

中图分类号: TN957.52 文献标识码: A

1引言

随着图像分割技术研究的深入,其应用日趋广泛。凡属需要对图像目标进行提取、测量的工作都离不开图像分割。图像分割是图像处理、模式识别和人工智能等多个领域中一个十分重要且又十分困难的问题,是计算机视觉技术中首要的、重要的关键步骤。图像分割结果的好坏直接影响对计算机视觉中的图像理解。现有的方法多是为特定应用设计的,有很大的针对性和局限性,到目前为止还不存在一个通用的方法,也不存在一个判断分割是否成功的客观标准。因此,对图像分割的研究目前还缺乏一个统一的理论体系,使得图像分割的研究仍然是一个极富有挑战性的课题。

2图像分割方法

图像分割(Image Segmentation),简单地说就是将一幅数字图像分割成不同的区域,在同一区域内具有在一定的准则下可认为是相同的性质,如灰度、颜色、纹理等。而任何相邻区域之间其性质具有明显的区别。

2.1基于灰度特征的阈值分割方法

阈值分割技术是经典的、流行的图象分割方法之一,它是用一个或几个阈值将图像的灰度级分为几个部分,认为属于同一个部分的像素是同一个物体。

这类方法主要包括以下几种:

(1)单阈值法,用一个全局阈值区分背景和目标。当一幅图像的直方图具有明显的双峰时,选择两峰之间的谷底作为阈值。

(2)双阈值法,用两个阈值区分背景和目标。通过设置两个阈值,以防单阈值设置阈值过高或过低,把目标像素误归为背景像素,或把背景像素误归为目标像素。

(3)多阈值法,当存在照明不均,突发噪声等因素或背景灰度变化较大时,整幅图像不存在合适的单一阈值,单一阈值不能兼顾图像不同区域的具体情况,这时可将图像分块处理,对每一块设一个阈值。

2.2 边缘检测分割法

基于边缘检测技术可以按照处理的顺序分为并行边缘检测和串行边缘检测两大类。常见的边缘检测方法有:差分法、模板匹配法及统计方法等。由于边缘灰度变化规律一般体现为阶梯状或者脉冲状。边缘与差分值的关系可以归纳为两种情况,其一是边缘发生在差分最大值或者最小值处;其二是边缘发生在过零处。

2.3基于区域的分割方法

基于区域的分割方法利用的是图像的空间性质。该方法认为分割出来的某一区域具有相似的性质。常用的方法有区域生长法和区域分裂合并法。该类方法对含有复杂场景或自然景物等先验知识不足的图像进行分割,效果较好。

区域生长方法是把一幅图像分成许多小区域开始的,这些初始的小区域可能是小的邻域甚至是单个像素,在每个区域中,通过计算能反映一个物体内像素一致性的特征,作为区域合并的判断标准。区域合并的第一步是赋给每个区域一组参数,即特征。接下来对相邻区域的所有边界进行考查,如果给定边界两侧的特征值差异明显,那么这个边界很强,反之则弱。强边界允许继续存在,而弱边界被消除,相邻区域被合并。没有可以消除的弱边界时,区域合并过程结束,图像分割也就完成。

2.4结合特定工具的图像分割技术

20世纪80年代末以来,随着一些特殊理论的出现及其成熟,如数学形态学、分形理论、模糊数学、小波分析、模式识别、遗传算法等,大量学者致力于将新的概念、新的方法用于图像分割,有效地改善了分割效果。产生了不少新的分割算法。下面对这些算法做一些简单的概括。

2.4.1基于数学形态学的分割算法

分水岭算法是一种经典的借鉴了数学形态理论的分割方法。该方法中,将一幅图像比为一个具有不同高度值的地形,高灰度值处被认为是山脊,底灰度值处被认为是山谷,将一滴水从任一点流下,它会朝地势底的地方流动,最终聚于某一局部最底点,最后所有的水滴会分聚在不同的吸引盆地,由此,相应的图像就被分割成若干部分。分水岭算法具有运算简单、性能优良,能够较好提取运动对象轮廓、准确得到运动物体边缘的优点。但分割时需要梯度信息,对噪声较敏感。

2.4.2基于模糊数学的分割算法

目前,模糊技术在图像分割中应用的一个显著特点就是它能和现有的许多图像分割方法相结合,形成一系列的集成模糊分割技术,例如模糊聚类、模糊阈值、模糊边缘检测技术等。

这类方法主要有广义模糊算子与模糊阈值法两种分割算法。

(1)广义模糊算子在广义模糊集合的范围内对图像处理,使真正的边缘处于较低灰度级,但还有一些不是边缘的像素点的灰度也在较低灰度级中,虽然算法的计算简明,且边缘细腻,但得到的边缘图会出现断线问题。

(2)模糊阈值法引入灰度图像的模糊数学描述,通过计算图像的模糊熵来选取图像的分割阈值,后用阈值法处理图像得到边界。

2.4.3基于遗传算法的分割方法

此算法是受生物进化论思想提出的一种优化问题的解决方法,它使用参数编码集而不是参数本身,通过模拟进化,以适者生存的策略搜索函数的解空间,它是在点群中而不是在单点进行寻优。遗传算法在求解过程中使用随机转换规则而不是确定性规则来工作,它唯一需要的信息是适应值,通过对群体进行简单的复制、杂交、变异作用完成搜索过程。由于此法能进行能量函数全局最小优化搜索,且可以降低搜索空间维数,降低算法对模板初始位置的敏感,计算时间也大为减少。其缺点是容易收敛于局部最优。

2.4.4基于神经网络分割算法

人工神经网络具有自组织、自学习、自适应的性能和非常强的非线性映射能力,适合解决背景知识不清楚、推理规则不明确和比较复杂的分类问题,因而也适合解决比较复杂的图像分割问题。原则上讲,大部分分割方法都可用 ANN(attificial neural network)实现。ANN 用于分割的研究起步较晚,只有多层前馈NN,多层误差反传(BP)NN,自组织NN,Hopfield NN以及满足约束的NN(CSNN-Const raint Satisfaction Neurat Network)等得到了应用。使用一个多层前向神经网络用于图象分割,输入层神经元的数目取决于输入特征数,而输出层神经元的数目等同于分类的数目。

2.5图像分割中的其他方法

前面介绍了4大类图像分割较常用的方法,有关图像分割方法和文献很多,新方法不断产生,这些方法有的只对特定的情形有效,有的综合了几种方法,放在一起统称为第5类。

(1)标号法(labeling)是一种基于统计学的方法,这种方法将图像欲分割成的几个区域各以一个不同的标号来表示,用一定的方式对图像中的每一个像素赋以标号,标号相同的像素就合并成该标号所代表的区域。

(2)基于Snak模型的分割方法,基于Snake模型的分割是通过对能量函数的动态优化来逼近图像目标的真实轮廓的

(3)纹理分割,由于新的数学工具的引入,纹理分割技术取得了一些进展,张蓬等人将小波分析应用于纹理基元提取。

(4)基于知识的图像分割方法,直接建立在先验知识的基础上,使分割更符合实际图像的特点。该方法的难度在于知识的正确合理的表示与利用。

3图像分割性能的评价

图像分割评价主要有两个方面的内容:一是研究各分割算法在不同情况下的表现,掌握如何选择和控制其参数设置,以适应不同需要。二是分析多个分割算法在分割同一图像时的性能,比较优劣,以便在实际应用中选取合适的算法。分割评价方法分为分析法和实验法两大类。分析法是直接分析分割算法本身的原理及性能,而实验法是通过对测试图像的分割结果来评价算法的。两种方法各有优劣,由于缺乏可靠理论依据,并非所有分割算法都能够通过分析法分析其性能。每种评价方法都是出于某种考虑而提出来的,不同的评价方法只能反映分割算法性能的某一性能。另一方面,每一种分割算法的性能是由多种因素决定的,因此,有可能需要多种准则来综合评价。

4图像分割技术的发展趋势

随着神经网络、遗传算法、统计学理论、小波理论以及分形理论等在图像分割中的广泛应用,图像分割技术呈现出以下的发展趋势:(1)多种特征的融合。(2)多种分割方法的结合。(3)新理论与新方法。

参考文献

[1] [美]RC冈萨雷斯.数字图像处理(第二版)[M].阮秋琦,等译.北京:电子工业出版社,2003

[2] 章毓晋.图像分割[M].北京:科学出版社,2001.

[3] 李弼程,彭天强,彭波等.智能图像处理技术[M].北京:电子工业出版社,2004.

[4] 杨晖,曲秀杰.图像分割方法综述[J].电脑开发与应用。2005,18(3):21-23.

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图像聚类分割算法研究论文

图像分割是图像处理与计算机视觉的基本问题之一,是图像处理图像分析的关键步骤。我整理了图像分割技术论文,欢迎阅读!

图像分割技术研究

摘要:图像分割是图像处理与计算机视觉的基本问题之一,是图像处理图像分析的关键步骤。本文介绍了基于阈值的分割方法和图像分割的图像分割性能的评价、应用现状;最后总结出图像分割的发展趋势。

关键词:图像分割、阈值、边缘检测、区域分割

中图分类号: TN957.52 文献标识码: A

1引言

随着图像分割技术研究的深入,其应用日趋广泛。凡属需要对图像目标进行提取、测量的工作都离不开图像分割。图像分割是图像处理、模式识别和人工智能等多个领域中一个十分重要且又十分困难的问题,是计算机视觉技术中首要的、重要的关键步骤。图像分割结果的好坏直接影响对计算机视觉中的图像理解。现有的方法多是为特定应用设计的,有很大的针对性和局限性,到目前为止还不存在一个通用的方法,也不存在一个判断分割是否成功的客观标准。因此,对图像分割的研究目前还缺乏一个统一的理论体系,使得图像分割的研究仍然是一个极富有挑战性的课题。

2图像分割方法

图像分割(Image Segmentation),简单地说就是将一幅数字图像分割成不同的区域,在同一区域内具有在一定的准则下可认为是相同的性质,如灰度、颜色、纹理等。而任何相邻区域之间其性质具有明显的区别。

2.1基于灰度特征的阈值分割方法

阈值分割技术是经典的、流行的图象分割方法之一,它是用一个或几个阈值将图像的灰度级分为几个部分,认为属于同一个部分的像素是同一个物体。

这类方法主要包括以下几种:

(1)单阈值法,用一个全局阈值区分背景和目标。当一幅图像的直方图具有明显的双峰时,选择两峰之间的谷底作为阈值。

(2)双阈值法,用两个阈值区分背景和目标。通过设置两个阈值,以防单阈值设置阈值过高或过低,把目标像素误归为背景像素,或把背景像素误归为目标像素。

(3)多阈值法,当存在照明不均,突发噪声等因素或背景灰度变化较大时,整幅图像不存在合适的单一阈值,单一阈值不能兼顾图像不同区域的具体情况,这时可将图像分块处理,对每一块设一个阈值。

2.2 边缘检测分割法

基于边缘检测技术可以按照处理的顺序分为并行边缘检测和串行边缘检测两大类。常见的边缘检测方法有:差分法、模板匹配法及统计方法等。由于边缘灰度变化规律一般体现为阶梯状或者脉冲状。边缘与差分值的关系可以归纳为两种情况,其一是边缘发生在差分最大值或者最小值处;其二是边缘发生在过零处。

2.3基于区域的分割方法

基于区域的分割方法利用的是图像的空间性质。该方法认为分割出来的某一区域具有相似的性质。常用的方法有区域生长法和区域分裂合并法。该类方法对含有复杂场景或自然景物等先验知识不足的图像进行分割,效果较好。

区域生长方法是把一幅图像分成许多小区域开始的,这些初始的小区域可能是小的邻域甚至是单个像素,在每个区域中,通过计算能反映一个物体内像素一致性的特征,作为区域合并的判断标准。区域合并的第一步是赋给每个区域一组参数,即特征。接下来对相邻区域的所有边界进行考查,如果给定边界两侧的特征值差异明显,那么这个边界很强,反之则弱。强边界允许继续存在,而弱边界被消除,相邻区域被合并。没有可以消除的弱边界时,区域合并过程结束,图像分割也就完成。

2.4结合特定工具的图像分割技术

20世纪80年代末以来,随着一些特殊理论的出现及其成熟,如数学形态学、分形理论、模糊数学、小波分析、模式识别、遗传算法等,大量学者致力于将新的概念、新的方法用于图像分割,有效地改善了分割效果。产生了不少新的分割算法。下面对这些算法做一些简单的概括。

2.4.1基于数学形态学的分割算法

分水岭算法是一种经典的借鉴了数学形态理论的分割方法。该方法中,将一幅图像比为一个具有不同高度值的地形,高灰度值处被认为是山脊,底灰度值处被认为是山谷,将一滴水从任一点流下,它会朝地势底的地方流动,最终聚于某一局部最底点,最后所有的水滴会分聚在不同的吸引盆地,由此,相应的图像就被分割成若干部分。分水岭算法具有运算简单、性能优良,能够较好提取运动对象轮廓、准确得到运动物体边缘的优点。但分割时需要梯度信息,对噪声较敏感。

2.4.2基于模糊数学的分割算法

目前,模糊技术在图像分割中应用的一个显著特点就是它能和现有的许多图像分割方法相结合,形成一系列的集成模糊分割技术,例如模糊聚类、模糊阈值、模糊边缘检测技术等。

这类方法主要有广义模糊算子与模糊阈值法两种分割算法。

(1)广义模糊算子在广义模糊集合的范围内对图像处理,使真正的边缘处于较低灰度级,但还有一些不是边缘的像素点的灰度也在较低灰度级中,虽然算法的计算简明,且边缘细腻,但得到的边缘图会出现断线问题。

(2)模糊阈值法引入灰度图像的模糊数学描述,通过计算图像的模糊熵来选取图像的分割阈值,后用阈值法处理图像得到边界。

2.4.3基于遗传算法的分割方法

此算法是受生物进化论思想提出的一种优化问题的解决方法,它使用参数编码集而不是参数本身,通过模拟进化,以适者生存的策略搜索函数的解空间,它是在点群中而不是在单点进行寻优。遗传算法在求解过程中使用随机转换规则而不是确定性规则来工作,它唯一需要的信息是适应值,通过对群体进行简单的复制、杂交、变异作用完成搜索过程。由于此法能进行能量函数全局最小优化搜索,且可以降低搜索空间维数,降低算法对模板初始位置的敏感,计算时间也大为减少。其缺点是容易收敛于局部最优。

2.4.4基于神经网络分割算法

人工神经网络具有自组织、自学习、自适应的性能和非常强的非线性映射能力,适合解决背景知识不清楚、推理规则不明确和比较复杂的分类问题,因而也适合解决比较复杂的图像分割问题。原则上讲,大部分分割方法都可用 ANN(attificial neural network)实现。ANN 用于分割的研究起步较晚,只有多层前馈NN,多层误差反传(BP)NN,自组织NN,Hopfield NN以及满足约束的NN(CSNN-Const raint Satisfaction Neurat Network)等得到了应用。使用一个多层前向神经网络用于图象分割,输入层神经元的数目取决于输入特征数,而输出层神经元的数目等同于分类的数目。

2.5图像分割中的其他方法

前面介绍了4大类图像分割较常用的方法,有关图像分割方法和文献很多,新方法不断产生,这些方法有的只对特定的情形有效,有的综合了几种方法,放在一起统称为第5类。

(1)标号法(labeling)是一种基于统计学的方法,这种方法将图像欲分割成的几个区域各以一个不同的标号来表示,用一定的方式对图像中的每一个像素赋以标号,标号相同的像素就合并成该标号所代表的区域。

(2)基于Snak模型的分割方法,基于Snake模型的分割是通过对能量函数的动态优化来逼近图像目标的真实轮廓的

(3)纹理分割,由于新的数学工具的引入,纹理分割技术取得了一些进展,张蓬等人将小波分析应用于纹理基元提取。

(4)基于知识的图像分割方法,直接建立在先验知识的基础上,使分割更符合实际图像的特点。该方法的难度在于知识的正确合理的表示与利用。

3图像分割性能的评价

图像分割评价主要有两个方面的内容:一是研究各分割算法在不同情况下的表现,掌握如何选择和控制其参数设置,以适应不同需要。二是分析多个分割算法在分割同一图像时的性能,比较优劣,以便在实际应用中选取合适的算法。分割评价方法分为分析法和实验法两大类。分析法是直接分析分割算法本身的原理及性能,而实验法是通过对测试图像的分割结果来评价算法的。两种方法各有优劣,由于缺乏可靠理论依据,并非所有分割算法都能够通过分析法分析其性能。每种评价方法都是出于某种考虑而提出来的,不同的评价方法只能反映分割算法性能的某一性能。另一方面,每一种分割算法的性能是由多种因素决定的,因此,有可能需要多种准则来综合评价。

4图像分割技术的发展趋势

随着神经网络、遗传算法、统计学理论、小波理论以及分形理论等在图像分割中的广泛应用,图像分割技术呈现出以下的发展趋势:(1)多种特征的融合。(2)多种分割方法的结合。(3)新理论与新方法。

参考文献

[1] [美]RC冈萨雷斯.数字图像处理(第二版)[M].阮秋琦,等译.北京:电子工业出版社,2003

[2] 章毓晋.图像分割[M].北京:科学出版社,2001.

[3] 李弼程,彭天强,彭波等.智能图像处理技术[M].北京:电子工业出版社,2004.

[4] 杨晖,曲秀杰.图像分割方法综述[J].电脑开发与应用。2005,18(3):21-23.

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sklearn 库是最为常用且经典的机器学习库,里面封装了许多机器学习算法,此篇文章使用此库中的 KMeans 算法,从而实现图像的聚类分割。

本文不讲理论,只谈应用。

除了 sklearn 库之外,还需要一些图像处理的库,我引入了如下几个库:

我使用了 pylab 库来读入图片:

此时读入的 img 是一个三维 numpy 数组,其形状为 (height, width, 3) ,其中3是指通道数,即 RGB 三个通道。

但是, KMeans 传入的参数必须是二维数组,故,还需要将其打散为二维:

在此构建时,只需要使用最简单的方法即可:

参数有很多,我在构建的时候除了 n_clusters 都使用的默认值:

然后,使用 fit() 进行训练:

聚类之后,有很多参数,比较重要的,以及此处需要用到的主要有俩:

聚类完成之后,需要将每个像素点重新填色,将同一类的像素点均填为此类聚类中心的颜色。

在此之前,首先需要得到图片的高度和宽度:

首先用 image.new() 重新创建一个图片,其语法如下:

然后需要用 putpixel() 方法来填充像素,但是在此之前,还需要处理几个小细节:

RGB图中,每个通道都是 0-255 之间的整数,但是, kmeans.cluster_centers_ 中元素类型却是 float64 ,故在填充之前,还需要小小处理一番,将元素变为 int32 类型的。

直接转变类型不太合适,因为 kmeans.cluster_centers_ 毕竟是类似于一个属性值的东西,而且这个名字太长,换一个简短的也是好的。故重新复制一份再使用 astype 更改数据类型即可。

上面便提到, kmeans.labels_ 是一个一维数组,但是图片是二维的,所以将其恢复过来即可:

然后便可以 填充像素 了:

这里需要注意 putpixel() 方法,其的两个参数:

最后保存图片即可:

我使用了王者荣耀大乔的图片来做测试:

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