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1、第39卷第11期激光与红外Vol.39,No.112009年11月LASER&INFRAREDNovember,2009文章编号:100125078(2009)1121223205·图像与信号处理·基于超顺磁聚类的复杂红外图像分割算法刘松涛(海军大连舰艇学院信息与通信工程系,辽宁大连116018)摘要:针对复杂红外图像分割问题,将非均匀Potts模型的热力学聚集运动看作是数据聚类,提出了基于超顺磁聚类的分割新算法。算法首先要指定控制系统的哈密尔顿函数,然后通过测量磁化率随温度变化的曲线来识别系统的不同相位,最后在
2、超顺磁相位测量相邻自旋子的相关函数来将图像分割成子类。结合SW算法和Metropolis算法给出了一种新的产生马尔科夫过程的方法,该过程能够快速收敛于Boltzmann分布,从而降低超顺磁聚类方法的计算量。在复杂红外图像上的分割实验表明,新算法在收敛速度和分割效果方面都明显优于经典的SW算法。关键词:超顺磁聚类;图像分割;Potts模型;SW算法;Metropolis算法中图分类号:TP391.4文献标识码:ASegmentationalgorithmforcomplicatedinfraredimagebase
3、donsuperparamagneticclusteringLIUSong2tao(Dept.ofInformation&CommunicationEngineering,DalianNavalAcademy,Dalian116018,China)Abstract:InspiredbythethermodynamicaggregationmotionofinhomogeneousPottsmodelasdataclustering,anewsegmentationmethodbasedonsuperparamag
4、neticclusteringisproposedforsegmentingcomplicatedinfraredimage.First,theHamiltonianfunctionforcontrollingsystemactionisdetermined.Then,thesystem’sphaseisrecognizedbymeasuringthecurveofsusceptibilityvstemperature.Finally,theimageissegmentedintosub2clustersbyme
5、asuringthespin2spincorrelationfunctioninthesuperparamagneticphase.CombinedtheSWalgorithmandMetropolisalgo2rithm,anewmethodforgeneratingMarkovprocessisproposed,whichcanconvergedintoBoltzmanndistributionquickly,soreducingthecomputationtimeofsuperparamagneticclu
6、stering.TheexperimentalresultsforcomplicatedinfraredimagesshowthattheproposedmethodisobviouslybetterthantheSWalgorithmintheaspectofconvergencespeedandsegmentationeffects.Keywords:superparamagneticclustering;imagesegmentation;Pottsmodel;SWalgorithm;Metropolisa
7、lgorithm1引言对各种参数的依赖性不强,后来又将其应用到计算[3]超顺磁聚类方法是一种全新的思想,它将物理机视觉领域。采用基于Potts模型的Metropolis方学的思想引入到信息领域,把非均匀Potts模型的热法进行图像分割是不太可行的,这是由于每次对一力学聚集运动看作是数据聚类,即在某个温度范围个自旋子的状态更新,导致耗时太长或者系统不收内,数据处于超顺磁相位,然后利用数据点之间的相基金项目:国家自然科学基金项目(No.60572160);学院科研发关性来聚类。聚类过程中,对数据不作任何的假设。展基金
8、资助。M.blatt等[1-2]最早利用超顺磁聚类对toy问题和作者简介:刘松涛(1978-),男,工学博士,讲师,主要从事成像制导,图像融合,光电对抗等研究工作。E2mail:navylst@163.comlandsat数据进行了分类研究,结果非常理想,算法收稿日期:2009206216©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPu
