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1、遼寧大學學報JoURNALoFUAoNINGUNlvERsITY自然科學版NaturalSciencesition第41卷第3期2014年Vo1．41NO．32014結合空間信息的FCM腦圖像分割楊暉，尹鳳杰(遼寧大學信息學院，遼寧沈陽110036)摘要：針對傳統(tǒng)模糊C均值聚類算法(FCM)在圖像分割時沒有利用圖像的空間信息而對噪聲敏感、分割結果不夠準確的問題，提出一種結合空間信息的FCM改進算法．該算法利用鄰域像素間的灰度差異計算出鄰域加權系數，并利用該系數對中心像素的隸屬度進行更新，控制鄰域像素對中心像素的不同影響；該算法還利用了快速FCM算法對圖像進行初始分割．對MRI腦圖像分割的實驗
2、結果表明FCM改進算法簡單有效，具有較強的抗噪能力，能取得較好的圖像分割結果．關鍵詞：圖像分割；FCM；空間信息；鄰域加權系數中圖分類號：TP391文獻標志碼：A文章編號：1000-5846(2014)03-0235-05TheBrainImageSegmentationBasedonFCMwithSpatialInformationYANGHui，YINFeng-jie(CollegeofInformation，LiaoningUniversity，Shenyang110036，China)Abstract：ThestandardfuzzyC—means(FCM)algorithmisse
3、nsitivetonoiseandcan’tgetexactresults，becauseofnottakingintoaccountthespatialinformationofimage．Toovercomethesedrawbacks，animprovedFCMalgorithmusingneighborhoodinformationisproposedinthispaper．Usingtheaydifferencesofneighborhoodpixels，theproposedalgorithmcomputestheneighborhoodweightedcoefficientan
4、dmodifiesthemembershipofcentralpixelwiththecoefficient，controllingtheeffectofneighborhoodpixelsoncentralpixe1．Inaddition，afastFCMalgorithmisusedatthebeginningofsegmentation．TheexperimentalresultsofMRIbrainimagesegmentationshowthattheimprovedFCMalgorithmissimpleandefficient，hasstrongeranti—noiseprop
5、ertyandcangivefinerresultsofimagesegmentation．Keywords：imagesegmentation；FCM；spatialinformation；neighborhoodweightedcoefficient收稿日期：2014一OI一10作者簡介：楊暉(1967一)，女，遼寧遼陽人，副教授，主要從事圖像處理和分析研究通訊作者：尹鳳杰，教授，E—mail：syyanghui@163．tom．236遼寧大學學報自然科學版0引言圖像分割就是指把圖像分成各具特性的區(qū)域并提取感興趣目標的技術和過程，是圖像處理和分析的關鍵技術．在醫(yī)學領域，隨著成像技術的發(fā)展
6、和影像醫(yī)學在臨床上的成功應用，圖像分割正發(fā)揮著越來越大的作用．模糊C均值聚類算法(FCM)?在MRI(磁共振成像)腦圖像的分割中得到了廣泛應用．然而傳統(tǒng)的FCM算法只利用了圖像各點的灰度信息，而未考慮相鄰像素的相關性，沒有利用圖像的空間信息，導致算法分割圖像時對噪聲很敏感，分割結果不夠準確．為此提出了許多結合空間信息的改進FCM算法，其中一類方法是在FCM目標函數中引入空間信息，修改目標函數]，而另一類方法是在隸屬度函數中加入空間信息，修改隸屬度函數娟]．文章提出的改進算法是利用像素的鄰域信息去更新隸屬度函數．該算法合理利用鄰域像素的灰度差異自適應地得到鄰域加權系數，并利用該系數對中心像素的
7、隸屬度進行更新，控制鄰域像素對中心像素隸屬度的影響．實驗結果表明，本文算法具有較強的抗噪能力，能取得較好的圖像分割結果．1標準FCM及改進算法1．1標準FCM算法FCM算法的思想是通過迭代找到合適的隸屬度和聚類中心使下列目標函數最小化，將圖像數據劃分為若干類，以實現(xiàn)圖像分割．cⅣ～(，：x)=∑∑UikIl一Vll(1)其中，X：{X}：。是待分割的圖像數據集，是第k個像素的特征向量，通常就是第k個像素的灰度
