基于空间特征谱聚类算法的含噪苹果图像优化分割

发布时间：2017-08-24 09:39

  本文关键词：基于空间特征谱聚类算法的含噪苹果图像优化分割

  更多相关文章： 图像分割 算法 水果 空间特征 谱聚类 聚类优化

【摘要】：为了减少噪声对苹果采摘机器人的目标识别所带来的影响,对含噪苹果图像的分割方法进行了研究。该研究设计一种针对噪声具有鲁棒性的苹果图像分割方法,首先计算苹果图像的三维空间特征点的紧致性函数,用以构造邻近点的相似矩阵实现苹果图像的去噪效果;再利用离群点矩阵拆分并由其他剩余列向量线性表示,对相似矩阵进行离群点调优实现聚类优化,进而提出基于空间特征的谱聚类含噪苹果图像分割的优化算法,旨在提高分割算法的效率和识别准确率。通过对两幅苹果图像添加不同程度的高斯和椒盐噪声(方差分别为0.01、0.05和0.1的高斯噪声和概率为0.01、0.05和0.1的椒盐噪声)进行试验,分别求出谱聚类方法、基于空间特征的谱聚类方法和该文优化方法的苹果目标图像的分割图,并计算三类方法的分割准确率。该文优化方法对于单个苹果受不同噪声影响下的分割准确率均在99%以上,对于重叠苹果的分割准确率均在98%以上,对于所选取的30幅苹果图在方差为0.05的高斯噪声和概率为0.01的椒盐噪声影响下的平均分割准确率为99.014%。结果表明:谱聚类方法受噪声的影响较大;基于空间特征的谱聚类方法的分割效果受噪声的影响较小,但在边界区域仍然有很多错分的像素;优化方法在边界区域的分割要优于基于空间特征的谱聚类方法;在设定的试验条件下,其分割结果准确率相对于基于空间特征的谱聚类方法和传统的谱聚类方法可分别提高5%~6%和9%~25%。在分割效率方面,该文优化方法的分割时间低于传统的谱聚类算法,且与基于空间特征谱聚类方法接近。研究结果为苹果采摘机器人的快速目标识别提供参考。
【作者单位】： 江苏大学电气信息工程学院;常州大学信息科学与工程学院;
【关键词】： 图像分割 算法 水果 空间特征 谱聚类 聚类优化
【基金】：国家自然科学基金资助项目(31571571) 江苏省高校优势学科建设项目(PAPD) 高等学校博士学科点专项科研基金(20133227110024)
【分类号】：TP391.41
【正文快照】：

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李晓斌;王玉顺;付丽红;;用K-means图像法和主成分分析法监测生菜生长势（英文）[J];农业工程学报;2016年12期

2 翟瑞芳;方益杭;林承达;彭辉;刘善梅;罗俊;;基于高斯HI颜色算法的大田油菜图像分割[J];农业工程学报;2016年08期

3 贾伟宽;赵德安;刘晓洋;唐书萍;阮承治;姬伟;;机器人采摘苹果果实的K-means和GA-RBF-LMS神经网络识别[J];农业工程学报;2015年18期

4 王丹丹;徐越;宋怀波;何东健;张海辉;;融合K-means与Ncut算法的无遮挡双重叠苹果目标分割与重建[J];农业工程学报;2015年10期

5 贾伟宽;赵德安;阮承治;沈甜;陈玉;姬伟;;苹果采摘机器人夜间图像降噪算法[J];农业工程学报;2015年10期

6 霍迎秋;秦仁波;邢彩燕;陈曦;方勇;;基于CUDA的并行K-means聚类图像分割算法优化[J];农业机械学报;2014年11期

7 代媛;何东健;杨龙;;压缩感知苹果图像并行快速重构方法研究[J];农业机械学报;2014年09期

8 纳跃跃;于剑;;一种用于谱聚类图像分割的像素相似度计算方法[J];南京大学学报(自然科学版);2013年02期

9 陈科尹;邹湘军;熊俊涛;彭红星;郭艾侠;陈丽娟;;基于视觉显著性改进的水果图像模糊聚类分割算法[J];农业工程学报;2013年06期

10 宋怀波;张传栋;潘景朋;阴煦;庄伊斌;;基于凸壳的重叠苹果目标分割与重建算法[J];农业工程学报;2013年03期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 朱德利;陈兵旗;杨雨浓;梁习卉子;杨明;乔妍;;苹果采摘机器人视觉系统的暗通道先验去雾方法[J];农业工程学报;2016年16期

2 顾玉宛;史国栋;刘晓洋;赵德杰;赵德安;;基于空间特征谱聚类算法的含噪苹果图像优化分割[J];农业工程学报;2016年16期

3 宋凌怡;舒涛;周德荣;;基于超模糊集的Canny边缘检测在花椒图像中的应用[J];重庆工商大学学报(自然科学版);2016年03期

4 王钰婷;;不同颜色分量对图像分割结果的影响[J];软件导刊;2016年06期

5 原s，

本文编号：730577