图像分割的商空间粒度原理
粒度分析原理
粒度分析原理
粒度分析是指对物质颗粒的大小进行分析和测量的一种方法。
在材料科学、化学工程、土木工程等领域,粒度分析都具有重要的应用价值。
本文将介绍粒度分析的原理及其在实际应用中的意义。
首先,粒度分析的原理是基于颗粒的大小和形状进行测量和分析。
颗粒的大小可以通过筛分、激光粒度仪、显微镜等方法进行测量。
而颗粒的形状则可以通过显微镜、图像分析等技术进行观察和分析。
通过对颗粒大小和形状的分析,可以得到颗粒的分布特征,如颗粒的平均大小、大小分布范围等参数。
其次,粒度分析在实际应用中具有重要的意义。
首先,粒度分析可以帮助科研人员了解材料的物理特性。
不同大小和形状的颗粒对材料的性能有着重要的影响,因此通过粒度分析可以为材料的设计和改进提供重要的参考依据。
其次,粒度分析在工程领域中也具有广泛的应用。
例如在土木工程中,对土壤颗粒的大小和形状进行分析可以帮助工程师选择合适的土壤材料,从而保证工程的稳定性和安全性。
总之,粒度分析是一种重要的分析方法,它可以帮助科研人员和工程师了解材料的物理特性,为材料的设计和改进提供重要依据。
在实际应用中,粒度分析也具有广泛的应用价值。
因此,我们应该加强对粒度分析原理的学习和研究,不断提高粒度分析技术的水平,为科学研究和工程实践提供更好的支持。
通过对粒度分析原理的深入了解,我们可以更好地应用这一分析方法,为科学研究和工程实践提供更好的支持。
希望本文能够对大家有所帮助,谢谢阅读!。
图像处理算法的原理与实现方法分析
图像处理算法的原理与实现方法分析图像处理算法是计算机视觉领域的重要内容之一,它涉及到对图像的数字化、增强、复原、分割和识别等方面的处理。
本文将针对图像处理算法的原理和实现方法进行详细的分析。
一、图像处理算法的原理1. 图像的数字化图像的数字化是将连续的图像转换为离散的数字图像,主要包括采样、量化和编码三个步骤。
- 采样:将连续图像在时间和空间上进行离散化,获取一系列采样点。
- 量化:采样得到的连续强度值需要转换为离散的灰度级别,常用的量化方法包括均匀量化和非均匀量化。
- 编码:将量化后的灰度值用二进制码表示,常见的编码方法有无损编码和有损编码。
2. 图像增强算法图像增强算法旨在改善图像的视觉效果,提高图像的质量和清晰度。
常用的图像增强算法包括灰度变换、直方图均衡化、滤波和边缘增强等。
- 灰度变换:通过对图像的灰度级进行变换,实现图像的对比度增强和亮度调整。
- 直方图均衡化:通过对图像的像素直方图进行变换,使得图像的像素分布更均匀,增强图像的对比度。
- 滤波:利用滤波器对图像进行平滑处理或者去除噪声,常用的滤波器有均值滤波器、中值滤波器、高斯滤波器等。
- 边缘增强:通过检测图像中的边缘信息,突出图像的边缘部分并增强其边缘对比度。
3. 图像复原算法图像复原算法主要用于修复经过变形、模糊或受损的图像,使其恢复原有的清晰度和细节。
- 噪声去除:通过滤波等方法消除图像中的噪声干扰,常用的去噪方法有中值滤波、小波去噪和自适应滤波等。
- 模糊恢复:对经过模糊的图像进行复原,常用的模糊恢复方法有逆滤波、维纳滤波和盲复原等。
4. 图像分割算法图像分割是将图像划分为若干个具有相似特征的区域或对象的过程,常用于图像识别和目标提取等任务。
- 阈值分割:根据图像中像素的灰度值,将图像划分为不同的区域。
- 区域生长:根据像素的相似性,将具有相似特征的像素进行合并,形成具有连续性的区域。
- 边缘检测:通过检测图像中的边缘信息,将图像分割为不同的物体或区域。
图像分解原理
图像分解原理
图像分解是一种将复杂的图像分解为多个简单结构组成的技术。
它不仅可以帮助我们理解图像的构成,还能提供分析和处理图像的基础。
图像分解的基本原理是将图像分解为一系列较小且相互独立的部分,这些部分被称为图像的基本元素。
这些基本元素可以是线条、点、形状或纹理等。
通过分解图像,我们可以观察和分析每个基本元素的特征和关系。
图像分解的过程通常包括以下几个步骤:
1. 图像预处理:对图像进行预处理,例如去噪、增强对比度等操作,以减少干扰和提高图像质量。
2. 图像分割:将图像分割为不同的区域或对象。
这可以通过不同的方法实现,如边缘检测、阈值分割等。
3. 特征提取:从每个分割区域中提取出具有代表性的特征。
这些特征可以是形状、颜色、纹理等。
4. 基本元素提取:通过对分割区域进行细分和简化,将其进一步分解为更小的基本元素。
这可以通过拟合曲线、提取边缘等方法实现。
5. 分析和重建:分析每个基本元素的特征和关系,并将它们重新组合以重建原始图像。
这可以通过线性和非线性重建技术实
现。
图像分解的主要应用包括图像压缩、图像识别、目标跟踪等领域。
通过分解图像,我们可以更好地理解图像的结构和内容,从而实现更有效的图像处理和分析任务。
粒度分析的基本原理
粒度分析的基本原理(作者:Malvern 仪器有限公司Alan Rawle 博士,翻译:焉志东,整理:董青云)什么叫颗粒?颗粒其实就是微小的物体,是组成粉体的能独立存在的基本单元。
这个问题似乎很简单,但是要真正了解各种粒度测试技术所得出的测试结果,明确颗粒的定义又是十分重要的。
各种颗粒的复杂形状使得粒度分析比原本想象的要复杂得多。
(见图1略) 粒度测试复杂的原因比如,我们用一把直尺量一个火柴盒的尺寸,你可以回答说这个火柴盒的尺寸是20×10×5mm 。
但你不能说这个火柴盒是20mm 或10mm 或5mm ,因为这些只是它大小尺寸的一部分。
可见,用单一的数值去描述一个三维的火柴盒的大小是不可能的。
同样,对于一粒砂子或其它颗粒,由于其形状极其复杂,要描述他们的大小就更为困难了。
比如对一个质保经理来说,想用一个数值来描述产品颗粒的大小及其变化情况,那么他就需要了解粉体经过一个处理过程后平均粒度是增大了还是减小了,了解这些有助于正确进行粒度测试工作。
那么,怎样仅用一个数值描述一个三维颗粒的大小?这是粒度测试所面临的基本问题。
等效球体只有一种形状的颗粒可以用一个数值来描述它的大小,那就是球型颗粒。
如果我们说有一个50 u 的球体,仅此就可以确切地知道它的大小了。
但对于其它形状的物体甚至立方体来说,就不能这样说了。
对立方体来说,50u 可能仅指该立方体的一个边长度。
对复杂形状的物体,也有很多特性可用一个数值来表示。
如重量、体积、表面积等,这些都是表示一个物体大小的唯一的数值。
如果我们有一种方法可测得火柴盒重量的话,我们就可以公式(1)把这一重量转化为一球体的重量。
重量=)1(r 343-----------------------ρ⨯⨯π 由公式(1)可以计算出一个唯一的数(2r )作为与火柴盒等重的球体的直径,用这个直径来代表火柴盒的大小,这就是等效球体理论。
也就是说,我们测量出粒子的某种特性并根据这种特性转换成相应的球体,就可以用一个唯一的数字(球体的直径)来描述该粒子的大小了。
光学激光粒度仪工作原理
光学激光粒度仪工作原理
光学激光粒度仪是一种常用于测量物质颗粒粒径分布的仪器,其工作原理基于光学散射和多次散射的原理。
具体工作原理如下:
1. 激光器产生一束单色、单向的激光,通常是红外线或可见光激光。
2. 激光通过物料的样品池,照射到物料颗粒上。
3. 部分激光光束被颗粒散射,根据散射光的强度和角度可以确定颗粒的大小。
4. 散射光经过透镜或物镜聚焦后,进入光散射探测器。
5. 光散射探测器收集到的散射光信号被转换为电信号,并传输到数据分析系统。
6. 数据分析系统对接收到的信号进行处理,通过散射光信号的强度和角度分布,推算出颗粒的大小和大小分布。
7. 最后,数据分析系统将颗粒的大小分布结果以直方图、累积曲线等形式展示出来,供用户分析和研究。
总的来说,光学激光粒度仪工作原理是利用激光的散射现象,通过测量散射光的强度和散射角度,推算出颗粒的大小和大小分布,在粒度分析和颗粒研究中起到重要的作用。
北大—图像分割知识点讲解
-1
-1
一阶差分
如果在模板区域内所有图像的象素有相同的值,则其 和为零。如果模板中心位于某个灰度值不同于其8邻域 灰度值的点上,则其和不为零;如果该点在偏离模板
中心的位置上,其和也不为零,但其响应幅度比起这
个点位于模板中心的情况要小一些。这时,可以采用
阈值法清除这类较弱的响应,如果其幅度值超过阈值,
f ( x, y ) T f ( x, y ) T
f ( x, y ) T f ( x, y ) T f ( x, y ) T f ( x, y ) T
g ( x, y) k
当TK-1 f ( x, y) TK
k 0, ,2, K 1
灰度阈值分割法的关键是求出合适的阈值。于是产生 出各种各样求阈值的方法。
T T
目标误判为背景的概率
p1(z)
目标
背景
E1 (T )
p
2
( z )dz
背景误判为目标的概率
总的误判概率乊和为:
E(T ) P2 E1 (T ) P E2 (T ) 1
解出最优阈值为:
T
为了使其最小,对T求 导数,令导数等于0。
1 2
2
P 2 ln 2 1 2 P 1
4 3 5
N
1 N 1.414N
0 -1.414N
2
点1 点2 点3 点4 点5
点1 θ
-90 -45
点2
点3
点4
点5
(0,0) λ
0 0
(N,0) λ
0 0.707N
(N/2,N/2) λ
-0.5N 0
(0 ,N) λ
-N -0.707N
CCD视觉检测中图像分割的原理与方法
CCD视觉检测中图像分割的原理与方法由于对图像处理要求的不同,图像处理方法多种多样,主要有图像变换、图像增强、图像锐化、图像分割与特征提取等多种方法。
图像分割是图像处理技术的基本方法之一,可应用于诸如染色体分类、景物理解系统、机器视觉等方面。
图像分割是图像识别和计算机视觉至关重要的预处理,没有正确的分割就不可能有正确的识别。
今天,维视图像为您简析图像分割的基本原理和处理方法。
图像分割是将图像分成若干部分,每一部分对应于某一物体表面。
在进行分割时,每一部分的灰度或纹理符合某一种均匀测度度量,其本质是将像素进行分类,分类的依据是像素的灰度值、颜色、频谱特性、空间特性或纹理特性等。
通常按两种原则进行图像分割:一是基于点相关的分割技术,即依据各个像素点的灰度不连续性进行分割;二是基于区域相关的分割技术,即依据同一区域内具有相似的区域或组织特征寻求不同区域之边界。
依据这两条原则,图像分割方法分为基于直方图、基于边缘、基于区域和边缘分割等方法。
图像分割主要有两种方法:一是鉴于度量空间的灰度阈值分割法。
它是根据图像灰度直方图来决定图像空间域像素聚类,但它只利用了图像灰度特征,并没有利用图像中的其它有用信息,使得分割结果对噪声十分敏感。
二是空间域区域增长分割方法。
它是对在某种意义上如灰度级、组织、梯度等具有相似性质的像素连通集构成分割区域。
该方法有很好的分割效果,但缺点是运算复杂,处理速度慢。
其它的方法还有如边缘追踪法、锥体图像数据结构法、标记松弛迭代法、基于知识的分割方法等等。
图像分割+阈值法一般简单图像的分割,用灰度阈值分割法就足够了。
灰度阈值分割法是一种基本区域的技术,这种方法是把每一个像素的灰度值与一个阈值进行比较,根据它是否超过该阈值而将该像素归于两类中的一类,其关键在于阈值的计算与选取。
目前大部分CCD视觉检测系统都采用LED做为外部光源,实际上当外部光源照明不均匀、有突变噪音或者背景灰度变化比较大时,整幅图像分割将没有适合的单一阈值,因为单一的阈值不能兼顾图像各个像素的实际情况。
最全综述图像分割算法
最全综述图像分割算法重磅干货,第一时间送达图像分割是计算机视觉研究中的一个经典难题,已经成为图像理解领域关注的一个热点,图像分割是图像分析的第一步,是计算机视觉的基础,是图像理解的重要组成部分,同时也是图像处理中最困难的问题之一。
所谓图像分割是指根据灰度、彩色、空间纹理、几何形状等特征把图像划分成若干个互不相交的区域,使得这些特征在同一区域内表现出一致性或相似性,而在不同区域间表现出明显的不同。
简单的说就是在一副图像中,把目标从背景中分离出来。
对于灰度图像来说,区域内部的像素一般具有灰度相似性,而在区域的边界上一般具有灰度不连续性。
关于图像分割技术,由于问题本身的重要性和困难性,从20世纪70年代起图像分割问题就吸引了很多研究人员为之付出了巨大的努力。
虽然到目前为止,还不存在一个通用的完美的图像分割的方法,但是对于图像分割的一般性规律则基本上已经达成的共识,已经产生了相当多的研究成果和方法。
本文对于目前正在使用的各种图像分割方法进行了一定的归纳总结,由于笔者对于图像分割的了解也是初窥门径,所以难免会有一些错误,还望各位读者多多指正,共同学习进步。
传统分割方法这一大部分我们将要介绍的是深度学习大火之前人们利用数字图像处理、拓扑学、数学等方面的只是来进行图像分割的方法。
当然现在随着算力的增加以及深度学习的不断发展,一些传统的分割方法在效果上已经不能与基于深度学习的分割方法相比较了,但是有些天才的思想还是非常值得我们去学习的。
1.基于阈值的分割方法阈值法的基本思想是基于图像的灰度特征来计算一个或多个灰度阈值,并将图像中每个像素的灰度值与阈值作比较,最后将像素根据比较结果分到合适的类别中。
因此,该方法最为关键的一步就是按照某个准则函数来求解最佳灰度阈值。
阈值法特别适用于目标和背景占据不同灰度级范围的图。
图像若只有目标和背景两大类,那么只需要选取一个阈值进行分割,此方法成为单阈值分割;但是如果图像中有多个目标需要提取,单一阈值的分割就会出现作物,在这种情况下就需要选取多个阈值将每个目标分隔开,这种分割方法相应的成为多阈值分割。
图像滤波的商空间粒计算算法
图像滤波的商空间粒计算算法高正龙;吴涛;陈小波;杨莹莹【摘要】For the shortcomings of the traditional filter in the noise detection and filtering, this paper presents a new noise detec-tion method and inverse harmonic mean filtering algorithm based on quotient space granular computing theory. The image with noise is divided into hierarchical granularity to form a semi order quotient space lattice, and then according to principle of falsity preserving, the proper granularity space is selected to classify the noise into two classes and it is filtered respectively. The experi-mental results show that the algorithm can filter out the noise better while keeping the details of the image texture features, im-proving image quality, and increasing signal to noise ratio.%针对传统滤波器在噪声检测和滤除中存在的不足,提出了基于商空间粒度理论的噪声检测和粒度逆谐波均值滤波算法。
该算法将受噪声污染的图像划分成不同粒度层次的商空间,形成商空间半序格,结合保假原理选择适当的粒度空间实施噪声分类检测和分别滤除。
图像分割技术总结
图像分割技术总结2007-06-28 15:21图像分割是图像处理领域中的一个基本问题。
从大的方面来说,图像分割方法可大致分为基于区域的方法、基于边缘的方法、区域与边缘相结合的方法,以及在此基础上的、采用多分辨率图像处理理论的多尺度分割方法。
基于区域的方法采用某种准则,直接将图像划分为多个区域,基于边缘的方法则通过检测包含不同区域的边缘,获得关于各区域的边界轮廓描述,达到图像分割的目的,而区域与边缘相结合的方法通过区域分割与边缘检测的相互作用,得到分割结果。
·1 基于区域的图像分割图像分割中常用的直方图门限法、区域生长法、基于图像的随机场模型法、松弛标记区域分割法等均属于基于区域的方法。
(1)直方图门限分割就是在一定的准则下,用一个或几个门限值将图像的灰度直方图(一维的或多维的)分成几个类,认为图像中灰度值在同一个灰度类内的象素属于同一个物体,可以采用的准则包括直方图的谷底、最小类内方差(或最大类间方差)、最大熵(可使用各种形式的熵)、最小错误率、矩不变、最大繁忙度(由共生矩阵定义)等。
门限法的缺陷在于它仅仅考虑了图像的灰度信息,而忽略了图像中的空间信息,对于图像中不存在明显的灰度差异或各物体的灰度值范围有较大重叠的图像分割问题难以得到准确的结果。
(2)区域生长是一种古老的图像分割方法,最早的区域生长图像分割方法是由Levine 等人提出的。
该方法一般有两种方式,一种是先给定图像中要分割的目标物体内的一个小块或者说种子区域,再在种子区域基础上不断将其周围的像素点以一定的规则加入其中,达到最终将代表该物体的所有像素点结合成一个区域的目的;另一种是先将图像分割成很多的一致性较强,如区域内像素灰度值相同的小区域,再按一定的规则将小区域融合成大区域,达到分割图像的目的,典型的区域生长法如T. C. Pong等人提出的基于小面(facet)模型的区域生长法,区域生长法固有的缺点是往往会造成过度分割,即将图像分割成过多的区域。
.浅析图像分割的原理及方法
浅析图像分割的原理及方法一.研究背景及意义研究背景:随着人工智能的发展,机器人技术不断地应用到各个领域。
信息技术的加入是智能机器人出现的必要前提。
信息技术泛指包括通信技术、电子技术、信号处理技术等相关信息化技术的一大类技术。
它的应用使得人们今天的生活发生了巨大变化.从手机到高清电视等家用电器设备出现使我们的生活越来越丰富多彩。
在一些军用及民用领域近几年出现了一些诸如:图像制导、无人飞机、无人巡逻车、人脸识别、指纹识别、语音识别、车辆牌照识别、汉字识别、医学图像识别等高新技术。
实现它们的核心就是图像处理、机器视觉、模式识别、智能控制、及机器人学等相关知识.其中图像处理具有重要地位.而图像分割技术是图像分析环节的关键技术。
研究图像分割技术的意义:人类感知外部世界的两大途径是听觉和视觉,尤其是视觉,人从视觉获得的信息大概占到人获取信息总量的80%,由此可见图像信息是非常重要的一类信息.在一副图像中,人们往往只对其中的某些目标感兴趣,这些目标通常在图像中占据一定的区域,并且在某些特性(如灰度、轮廓、颜色、纹理等)上和周围的图像有差别。
这些特性差别可能非常明显,也可能很细微,以致人眼觉察不出来。
图像分割是图像识别和图像理解的基本前提步骤,图像分割质量的好坏直接影响后续图像处理的效果,甚至决定其成败,因此,分割的方法和精确程度是至关重要的。
由此可见,图像分割在图像工程中占据非常重要的位置。
二.图像分割常用技术1。
图像分割基本概念图像分割定义:图像分割是按照一定的规则把图像划分成若干个互不相交、具有一定性质的区域,把人们关注的部分从图像中提取出来,进一步加以研究分析和处理。
图像分割的结果是图像特征提取和识别等图像理解的基础,对图像分割的研究一直是数字图像处理技术研究中的热点和焦点。
图像分割使得其后的图像分析,识别等高级处理阶段所要处理的数据量大大减少,同时又保留有关图像结构特征的信息.图像分割在不同的领域也有其它名称,如目标轮廓技术、目标检测技术、阈值化技术、目标跟踪技术等,这些技术本身或其核心实际上也就是图像分割技术。
基于粒度与小波变换的纹理图像分割
就 。但 由于这些模型中图像像 素间 的关 系均集 中在 同一尺度
上, 没有反 映出不 同尺度 问 的特 征。小波 分 析 ( ae t n l w vl a Nhomakorabea. ea y
论 。将 商 空间粒度计 算理论 与 小波 变换相 结合并 应用 于纹理 图像 分割 中 , 取得 了成 功。 关键词 :小波 变换 ;商 空间 ;图像 分 割 中 图分 类号 :T 3 P4 文 献标 志码 :A
Te t r ma e s g n ai n b s d o r n l rt n v l t r n f r x u e i g e me t t a e n g a u a i a d wa e es ta so m o y
S ee s w dn 通过对第 一代 小 波进行 深 入分析 , 发现伸 缩 、 平 移 变换 并不 是小 波变换 的本质 , 其本 质是在 多分 辨率空 间中 , 不同分 辨率空间之间的正交关 系。从这一点 出发 , 他提 出第二
1 小波 理论 的本质 发现
由于小波变换具有 良好 的时频局部化特征 、 尺度 变化和方
Absr c : Afe nay i n ummi g up t v l tt o y,t e c n l in wa du e ha v lta d qu te p e ta t t ra lzng a d s n he wa ee he r h o cuso s e c d t t wa ee n oints ac t o s a c r a n e s nc c o dngt h u te ts a e a r a h t o .Th v ltta fr a d g a ulrt e h - he r wa c o d nti s e ea c r i ot e q o in p c pp o c he r y y e wa ee rnso m n r n a y tc ni i q eng c mbi d,a s g e t t lo t m n t xu ei a ewa e e td,a d t e ag rt ue b i o ne e m n ai ag r h i e t r m g sprs ne on i n h lo hm sv rfe y e pe me t l i wa e i d b x r n a i i r s ls e u t. Ke y wor ds: wa eesta so m ; q o in pa e; i g e me tto v lt r n fr u te ts c ma e s g na in
粒度估算法问题回答
粒度估算法
粒度估算法是一种用于图像处理和计算机视觉领域的算法,它可以将
图像中的物体分解成不同的粒度层次,从而实现对物体的更精细的分
析和处理。
粒度估算法的应用范围非常广泛,包括图像分割、目标检测、图像识别等领域。
粒度估算法的基本原理是将图像中的物体分解成不同的粒度层次,每
一层次都包含不同的物体信息。
这些层次可以通过不同的方法来生成,例如基于像素的分割、基于区域的分割、基于边缘的分割等。
在生成
这些层次的过程中,需要考虑到不同的因素,例如物体的大小、形状、颜色等。
粒度估算法的优点在于它可以提供更加精细的物体信息,从而实现更
加准确的图像分析和处理。
例如,在目标检测中,粒度估算法可以将
物体分解成不同的层次,从而实现对物体的更加精细的检测和识别。
在图像识别中,粒度估算法可以提供更加准确的特征信息,从而实现
更加准确的识别结果。
然而,粒度估算法也存在一些挑战和限制。
首先,粒度估算法需要大
量的计算资源和时间,因此在实际应用中需要考虑到计算效率的问题。
其次,粒度估算法对图像质量和噪声的敏感性较高,因此需要对图像
进行预处理和优化。
最后,粒度估算法的应用范围和效果也受到算法
本身的限制,因此需要根据具体的应用场景进行选择和优化。
总之,粒度估算法是一种非常重要的图像处理和计算机视觉算法,它
可以提供更加精细的物体信息,从而实现更加准确的图像分析和处理。
在实际应用中,需要根据具体的应用场景进行选择和优化,以实现最
佳的效果和性能。
图像的处理原理有哪些
图像的处理原理有哪些
图像的处理原理包括以下几个方面:
1. 数字图像的表示:数字图像由若干个像素构成,每个像素有其特定的灰度值或颜色值。
图像处理就是对这些像素进行各种操作,并根据需要对它们进行重新排列组合等处理。
2. 图像的预处理:对图像进行预处理,可以使图像更加可靠、便于处理。
例如可以对图像进行平滑、增强、噪声去除,以及变换等操作。
3. 图像的特征提取:对图像进行特征提取,可以将图像中的信息转换为数值量,以便进行计算机处理。
例如可以提取图像中的轮廓、纹理、颜色等信息,以便使用各种计算方法进行分析。
4. 图像的分割:图像的分割是将图像中的对象与背景分离出来,以便进行进一步处理。
分割可以根据颜色、亮度、纹理、形状等特征进行,也可以基于阈值、边缘、区域生长等算法进行。
5. 图像的匹配与识别:图像的匹配与识别是将目标图像与参考图像进行比较,从而实现目标的自动检测、分类、识别等目的。
通常需要使用模板匹配、特征匹配、分类器等相关算法。
6. 图像的重建与计算机辅助设计:通过图像重建技术,可以从图像中重建三维模型、曲面、底纹等形态信息。
计算机辅助设计则是将图像处理技术应用于工业制造、装配、测量、检测等领域,以提高生产效率和质量。
商空间粒度理论
商空间粒度理论商空间(quotient space)SAR图像分类新方法:利用商空间粒度合成理论,合并基于不同纹理特征的SAR图像分类结果。
由于粒度合成理论符合人们观察事物的过程,即从若干个不同的方面来获得目标物的in细,再将所获得的信息经过一定的逻辑或者丰富的想象综合起来得到完整的概念,因而,的hid额以此为基础的SAR图像分类获得了很好的结果。
粒度(granularity)本来是一个物理学概念,意指“微粒大小的平均度量”,在这里则被借用作“信息粗细的凭据度量”。
信息粒度是对信息和知识细化的不同层次的度量。
张钹等认为概念可以用子集来表示,不同粒度的概念就体现为不同了力度的子集,一簇概念就构成空间的一个划分——商空间(知识基),不同的簇概念又构成不同的商空间。
所谓粒度计算就是研究在给定知识基上的各种子集合之间的关系和转换,以及对同一问题取不同的适当的粒度,从对不同的粒度的研究中综合获取对原问题的了解。
商空间的模型用一个三元组类表示,即,(X,f,T)其中X是论域,f表示论域上(元素)的属性集,T是X上的拓扑结构,它表示论域中各元素之间的关系。
求解问题(X,f,T)就是对论域X及其相关的结构和属性进行分析和研究。
当取粗粒度时,即给定一个等价关系R,于是得到一个对应于R的商集,记为[X],对应的三元组为(X,f,T),称之为对应于的商空间。
商空间理论就是研究个商之间的关系,各商空间的合成、综合、分解和在商空间中的推理。
假设R是X上的全部等价关系,在R上定义一个“粗-细“(如”<“)关系如下:假设R1,R2∈R,且R2<R1⇔x,y∈X,如果有xR1y,则有xR2y,其中xRy表示x与y是R等价的。
这表示对应于R1的论域X1比对应于R2的论域X2细。
则R在关系”<“下构成一个完全半序格。
因此,上述问题表示组成了一个问题求解的商空间模型。
在商空间理论中,有两个基本问题需要解决:1)给定一个问题空间(X,f,T)和X上的一个等价关系R,找到相应空间(X,f,T),将其称为投影问题,即“粒度”问题。
粒度分析原理与应
粒度分析原理与应粒度分析是指根据对象或者事物的性质、特点、功能等,将其进行细分并进行分析的一种方法。
它是将事物或问题分解成更小的组成部分,以便更好地理解和解决问题。
粒度分析的原理可以归纳为以下几点:1.层次性原理:粒度分析是一个逐层分解的过程,从宏观到微观,从整体到局部。
通过将事物或问题逐层细化,可以更好地了解每个层次之间的关系和相互作用。
2.一致性原理:分解后的各个层次应保持相对的一致性。
即上层的粒度应该与下层粒度之和相等。
这样可以确保对整个问题的全面分析和解决。
3.完整性原理:通过粒度分析,应考虑到问题的所有方面和要素,以确保对问题的全面理解和解决方案的制定。
4.可比性原理:在粒度分析中,应确保各个细分部分之间具有可比性,即可以进行对比和评估。
这样可以更好地分析问题的各个方面,并进行合理的决策。
粒度分析的应用主要有以下几个方面:1.任务分解:粒度分析可以帮助将复杂的任务分解成更小的子任务或子问题,便于分配和管理。
通过将任务分解到更细的层次,可以更好地理解任务的细节和要求,并分配给相应的人员进行处理。
2.问题分析:粒度分析可以帮助我们更好地理解和分析复杂的问题。
通过将问题逐步细化,可以更好地分析问题的各个方面,并找出解决问题的最佳方法。
3.决策分析:粒度分析可以帮助我们更准确地评估并作出决策。
通过将决策问题细化成更小的决策单元,可以更好地考虑到各种因素和变量,并进行全面的评估和分析。
4.产品设计:粒度分析可以帮助我们更好地理解客户需求,并针对不同的需求制定不同的产品设计方案。
通过将产品需求细化成更小的功能和特性,可以更好地满足用户需求。
总之,粒度分析是一种重要的问题解决方法,可以帮助我们更好地理解问题和事物,并制定相应的解决方案。
它的原理和应用可以帮助我们更好地进行任务分解、问题分析、决策分析和产品设计等各个方面的工作。
粒度分析基本原理
100 × 20 µm 圆柱体的等效球 体直径 假设有一个直径 D1=20 µm 什么是颗粒? (即 r=10 µm) ,高度为 100 这一问题的提出似乎十分愚蠢! 但是, 要想对各种粒度分析 µm 的圆柱体。
另有一个直径 方法所得出的结果进行分析,这又是一个十分基本的问题。
为 D2 的与圆柱体有等效体积 颗粒的分散过程和材料的形状使粒度分析比乍看起来要复 的球体。
我们可以用以下方式 杂得多。
确。
然而, 即使是对于立方体, 计算这个直径 D2: 高圆度 我们也不能以同样的方式做 圆柱体的体积 = 2 3 中圆度 到,因为 50μm 可能是指一条 πr h = 10000π(µm ) 低圆度 边或者指一条对角线。
对于火 球体的体积 = 柴盒而言, 它拥有许多可以用 棱角明显 有棱角 接近棱角 接近光滑 光滑 4 πX 3 3 特性: 一个数字描述的特性。
例如重作者: Alan Rawle 马尔文仪器有限公司 Enigma Business Park, Grovewood Road, Malvern, Worcestershire, WR14 1XZ, UK(英国)最小直径粒度分析基本原理量是一个单一的数字, 体积和 表面积亦然。
因此, 如果我们 最大直径 有一种方法可以测量火柴盒 图1 的重量, 那么, 我们可以把这 有关粒度的难题 假设给你一只火柴盒和一把 个重量转化为球体的重量: 3 重量 = 4/3πr ρ 尺子,要求你告诉我它的大 小。
你可能回答火柴盒的大小 而计算出与火柴盒重量相等 是 20×10×5 mm。
但是你若 球体的独特直径(2r) 。
这就 回 答 “ 火 柴盒 的 大 小是 20 是等效球体理论。
我们测量颗 mm” ,这是不正确的,因为这 粒的一些特性, 并假设这指的 仅仅是其大小的一个维度。
图像分割的原理与应用
图像分割的原理与应用1. 概述图像分割是图像处理中的一项关键任务,旨在将图像划分为不同的区域或物体。
图像分割技术广泛应用于计算机视觉、医学图像处理、自动驾驶、图像检索等领域。
本文将介绍图像分割的原理和常见的应用领域。
2. 图像分割的原理图像分割的原理是根据图像的不同特征或特定的目标,将图像中的像素分成不同的类别或区域。
以下是几种常见的图像分割方法:2.1 阈值分割阈值分割是一种基本且常用的图像分割方法。
它根据图像中像素的灰度级别与预定义阈值的比较结果来决定像素所属的类别。
通过选择不同的阈值,可以得到不同的分割结果。
阈值分割适用于图像中目标与背景的灰度级别有明显差别的情况。
2.2 边缘检测与分割边缘在图像中代表着物体的边界或轮廓。
边缘检测是一种常用的图像分割方法,它通过寻找图像中灰度、颜色或纹理等变化的地方来检测边缘。
常用的边缘检测算法包括Sobel、Canny和Laplacian等。
2.3 区域生长区域生长是一种基于相似性的图像分割方法。
它从图像中的某个种子像素开始,根据像素之间的相似性将相邻的像素逐渐合并到同一个区域中。
区域生长方法适用于图像中目标的颜色或纹理相对均匀、连续的情况。
2.4 基于图的分割基于图的分割方法将图像分割问题转化为图论中的最小割问题。
它通过构建图的顶点和边的关系来描述图像中像素之间的相似性和连接关系,然后利用最小割算法将图像分割为不同的区域。
基于图的分割方法在处理复杂的图像分割问题时具有较好的效果。
3. 图像分割的应用3.1 计算机视觉图像分割在计算机视觉领域中具有广泛的应用。
它可以用于目标检测和识别、图像语义分割、人脸识别等任务。
通过将图像分割为不同的区域,计算机可以更好地理解和处理图像中的目标物体。
3.2 医学图像处理医学图像如CT扫描、MRI等通常包含丰富的信息和复杂的结构。
图像分割在医学图像处理中起着重要的作用,可以用于病灶检测和分析、器官分割和定量分析等任务。
通过准确地分割医学图像,医生可以更好地诊断和治疗患者。
粒计算图像分割
粒度计算,粗糙熵和对象提取摘要:在粗糙集和粒度计算的框架内解决对图像对象的提取问题。
在图像粒度的概念的基础上定义的一个衡量叫做“图像的粗糙熵”。
根据对象和背景区域的粗糙度的最小化最大化的结果,从而确定分割的阈值。
怎样选择适当的粒度和对粗糙熵有效的计算的方法进行描述。
1.介绍有人认为,不管是从哲学还是理论的观点来看,信息粒度都是人类解决问题的基础,因此它对智能系统的设计与实现有着非常重大的影响。
在人类认知过程的基础上Zadeh在1997年确定了三个基本概念,即粒化,组织和因果关系。
粒化涉及将整体分解为部分,组织涉及将部分综合为整体,因果关系涉及原因和效果的关联。
一个颗粒是在论域中由一些不可分辨的,类似的,邻近的或者函数性的店聚集而成的。
粒化导致信息压缩/总结。
在涉及不完整,不确定的,模糊的信息的情况下,它可能很难区分不同的元素,取而代之的考虑颗粒,即丛或一组不可分辨的元素,使得方便的执行操作。
粒度计算可能被认为是一个在解决问题的过程中利用这种颗粒的理论,方法和技术的统一框架。
最近,粗糙集理论(Pawlak 1991)已经成为一种受欢迎的粒度计算的数学框架。
粗糙集理论的重点是因为有限的分辨率而造成的模糊论域的对象。
它的主要概念是对那些不可分辨的对象设置近似集。
迄今为止,粗糙集理论主要用于利用信息颗粒对分类和预测(Skowron and Rauszer, 1992)生成逻辑规则,从而使它成为一个在大型数据集中进行模式识别,图像处理,特征选择,数据挖掘和知识发现过程中的预期性工具。
使用粗糙集的约简规则在通过丢弃冗余功能进行降低维度/功能选择中发挥重要作用,因而它在挖掘大型数据集中有潜在的应用价值(Komorouski et al.,1999)。
至于粗糙集理论的图像处理方面,至今几乎没有任何调查报告。
然而,在相关领域,如模式分析/聚类提及由Wojcik (1987),Pal 和Mitra (2002)研究。
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收稿日期 :2004204220 ;修改稿收到日期 :2005205211. 刘仁金 ,男 ,1969 年生 ,博士研究生 ,副教授 ,研究方向为商空间理论 、图像处理. E2mail : rjliu @wxc. edu. cn. 黄贤武 ,男 ,1941 年生 ,教授 ,博士生导师 ,主要研究领域为多媒体通信 、图像处理.
, i ≠j ;
(3) 对所有的区域 S i , R ( X i ) = t r ue ;
(4) P( X i ∪X j ) = fal se , i ≠j , X i , X j 相邻.
上述式子说明 , 图像分割应将图像中的每个像
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计 算 机 学 报
2005 年
素都分到合适的区域中 , 分割后的各个区域不能相 互重叠 ,每个区域都有独特的属性特征 ,同一区域中 的像素具有一致性. 因此分割的实质就是建立空域 像素与满足一定一致性区域之间对应关系的过程 , 其结果表示为图像的边缘或区域.
3) ( S chool of Elect ronic & I nf ormation Engi neeri n g , S oochow Uni versit y , S uz hou 215006)
Abstract Based o n t he quotient space granular t heorem ,t he image segmentatio n co ncept is ana2 lyzed and t he image segmentatio n met hods are st udied , and t hen t he quotient space granular t heo2 rem of image segmentatio n is demo nst rated. The image segmentatio n p ro blems are described wit h t riple element s f unctio n of t he quotient space mo del ( X , f ,Γ) Ζ ( [ X ] , [ f ] , [Γ]) , acco rding to t he quotient space granularit y co mp uting , t he image segmentatio n t heorem is p resented. The met h2 ods of images segmentatio n based o n hierarchical and synt hesis and co mbinatio nal technique are exploited and t hen t he segmentatio n algorit hm based granularit y synt hesis technique is p ropo sed. In t his technique , t he feat ures of directio nalit y and ro ughness in text ure images data set are fir stly ext racted respectively to form t he different granularities of image , t hen t he different granularit y are synt hesized according to t he t heorem of granularit y synt hesis , finally t he text ure images is segmented. The experimental result s demo nst rate t hat t he algorit hm is valid for t he segmentatio n of co mplicated text ure images.
第 28 卷 第 10 期 2005 年 10 月
计 算 机 学 报 C H IN ESE J OU RNAL O F COM PU T ERS
Vol. 28 No . 10
Oct . 2005
图像分割的商空间粒度原理
刘仁金1) ,2) 黄贤武3)
1) (皖西学院计算机科学与技术系 六安 237012) 2) (安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室 合肥 230039)
Keywords image segmentatio n ; text ure image ; quotient space ; granularit y ; synt hesis
1 引 言
图像分割是模式识别 、图像理解 、计算机视觉等 领域的一个最重要基础环节. 随着数学理论特别是
应用数学理论的发展 ,人们借助新的数学理论 ,对图 像分割问题进行研究 ,并提出了图像分割的许多方 法. 但是 ,已有的这些算法都是针对具体图像分割问 题 ,目前尚未能建立描述图像分割问题的统一模型 , 这不仅不利于发现新图像分割算法 ,也已成为制约
具有一致性 ,而相邻区描述如下 :
设 F 为图像像素的集合 , R 是选定的区域特征
一致性准则 ,则对图像分割是将 F 划分成若干子集
( X1 , X2 , …, X n) ,并且要满足下面 4 个条件 :
n
(1) F = ∪X i ; i=1
(2) X i ∩X j =
3) (苏州大学电子信息学院 苏州 215006)
摘 要 从商空间粒度理论角度分析图像分割概念 ,研究已有的图像分割方法 ,提出图像分割的商空间粒度原理. 用商空间的三元组 ( X , f ,Γ) Ζ ( [ X ] , [ f ] , [Γ]) 来描述图像分割过程 , 阐述基于商空间粒度计算理论的图像分割原 理及基于粒度分层 、合成及其综合技术下图像分割的方法 ,并提出了基于粒度合成原理的复杂纹理图像的分割算 法. 该算法通过分别提取多纹理图像中纹理区域的方向性及粗细度特征 ,形成图像的不同粒度 ,然后根据粒度合成 原则 ,对所形成的粒度进行合成 ,从而实现对纹理图像的分割 ,实验表明该算法对复杂纹理图像分割是有效的.
2 商空间粒度理论[2]
商空间粒度理论是关于复杂问题求解的空间关 系理论 ,其主要内容包括复杂问题的商空间描述 、商 空间的粒度计算 、粒度空间关系的推理等. 2. 1 问题的商空间描述
用三元组 ( X , f , T) 描述一个复杂问题. X 表示问题的论域 ; f ( ) 表示论域中元素的属 性 ,属性函数 f () 可以是单值也可以是多值的 ; T 表 示论域的结构 ,即论域 X 中各元素的相互关系. 2. 2 粒度计算 粒度概念可以用子集来表示 , 不同粒度的概念 就体现为不同粒度的子集 , 一簇概念就构成空间的 一个划分 ,即商空间 (知识基) ,不同的概念簇就构成 不同的商空间. 粒度计算就是研究在给定商空间上 的各种子集合之间的关系和转换 , 以及对同一问题 取适当的粒度 ,并在对不同粒度的研究中 ,综合获取 原问题的解. 对问题 ( X , f , T) 求解就是对论域 X 及其相关 的属性和结构进行分析和研究 , 把问题求解转化为 求不同的粒度空间 , 即商空间 , 用 ( [ X ] , [ f ] , [ T ]) 表示. 2. 3 等价关系与划分 等价关系是拓扑学的基本概念 , 是商空间粒度 计算理论的关键. 定义 1. 设 R 是 X 上的关系 ,并满足 : (1)Δ( X) = ( x , x) | x ∈X < R (自反性) ; (2) R = R - 1 (对称性) ; (3) R. R < R (传递性) ; 称 R 是 X 上的一个等价关系 ,表示为[ x ]R = { y| y R x , y ∈X} , [ x ] R是 X 的一个划分.
保假原理 :若一个命题在粗粒度空间中为假 ,则 该命题在比它细的空间中一定也无解.
保真原理 :若一个命题在两个较粗粒度的商空 间中为真 ,则 (在一定条件下) 在其合成的商空间中 对应的问题也是真的.
这两个原理在商空间模型的推理中起到很重要 作用. 对一个问题进行求解 , 当问题十分复杂时 , 常 先进行初步分析 , 将问题化成在较粗粒度空间上的 问题 ,然后进行求解 ,若得出该问题在粗粒度空间中 是无解 ,则由“保假原理”, 可以判断原问题是无解. 由于粗粒度的空间规模小 ,故计算量也少 ,这样我们 就可以用很少的计算量得出所要的结果. 同样利用 “保真原理”也可降低求解的复杂度 , 设在两个较粗 空间 F1 , F2 上进行求解 ,得出对应的问题有解. 利用 “保真原理”可得 , 在其合成的空间 F3 上问题也有 解. 设 F1 , F2 的规模分别为 s1 , s2 , 一般情况下 , F3 的 规模最大可达到 s1 s2 . 于是将原来要求解规模为 s1 s2 空间中的问题 ,化成求解规模分别为 s1 , s2 的两个空 间中的问题. 即将复杂性从“相乘”降为“相加”.
3 图像分割中的粒度思想
3. 1 图像分割概念[5 ]
图像分割是将图像中有意义的特征或区域提取
出来的过程. 这些特征可以是图像场的原始特征 ,如
像素的灰度值 、物体轮廓 、颜色 、反射特征和纹理等 ,
也可以是空间频谱 ,如直方图特征等. 图像分割的目
的是把图像划分成若干互不相交的区域 , 使各区域
10 期
刘仁金等 : 图像分割的商空间粒度原理
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图像分割技术发展的瓶颈. 文献[ 1 ,2 ]首次提出了商空间理论 ,并进行了全
面系统阐述. 目前该理论已被应用于路径规划 、数据 挖掘 、遥感图像分析[3] 等领域 ,并正在引起学者们的 广泛关注.
本文是关于商空间理论在图像分割问题研究领 域应用的阶段性总结 ,目的是为进一步拓展商空间 理论的应用领域进行探索. 本文第 1 节介绍商空间 理论的主要内容 ;第 2 节分析图像分割问题中的商 空间粒度理论 ;第 3 节提出用粒度计算理论来描述图 像分割过程 ;第 4 节以纹理图像分割为例提出基于粒 度原理的图像分割方法 ;第 5 节给出基于粒度合成技 术原理的纹理图像分割的具体算法及实验结果.