TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol. 12, No. 8, August 201 4, pp. 6230 ~ 6237   DOI: 10.115 9 1 /telkomni ka. v 12i8.571 6          6230     Re cei v ed  Jan uary 10, 201 4 ;  Revi sed Fe brua ry 24, 20 14; Accepted  March 10, 20 14   Infrared Image Segmentation using Adaptive FCM  Algorithm Based on Potential Function      Jin Liu* 1 , Haiy ing Wang 2 , Shaohua  Wa ng 3   Schoo l of Elect r onic En gin eer i ng, Xidi an U n iv ersit y ,   2 South T a ibai  Roa d , Xi ’an, S han n x i, Chi n a   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l : jinli u@ xi di an. edu.cn 1 , hai yi n g w a ng@stu.ci dia n .ed u .cn 2       A b st r a ct  T r aditio nal  F u zz y   C- mea n s s e gmentati o n  al g o rith m re qu ires  to set c l usteri n g  n u m ber  i n  a d v ance,  and  to ca lcul at e i m a g e  cluste ring c enter  by t he it erativ e  arit hmetic. So  the  traditio nal  al go rithm is s ensiti v e   to the  initi a l v a lu e a n d  the c o mputat i on c o mp lexity  is  hig h . In or der to  i m pr ove t he tra d itio nal  F u zz y   C - me ans  al gorith m , this  pa per   prese n ts an  in frared  i m ag e s e g m e n tatio n   method  usi n g  a daptiv e F u zz y   C- me ans a l gor ith m  bas ed o n  p o tentia l functio n . T he pr esent ed al gorith m  c an dir e ctly det ermine th e opti m a l   clusteri ng n u m ber a nd c l uster i ng c enter for  i n frared  i m ag e t o  be s e g m ente d  by the  pot ent ial fu nction. Aft e calcul atin g the me mbers h ip  matrix of  pixels i n  the infrare d  ima ge by  the fu zz y  theory, the  final seg m e n t e d   imag e is obtai ned thro ug h the fu zz y  cluster i ng. T he exper i m e n ts show  that the presente d  alg o rith m in the   pap er co ul d d e termin e  the  o p timal c l uster i ng  nu mb er  of  the i n frared  i m age  ad aptiv ely ,  and  ens ure  the   accuracy of s e g m e n tatio n , w h ile sig n ifica n tly reduc in g the co mp utatio n spee d an compl e xity of the   alg o rith m.     Ke y w ords :  infr ared i m age se gmentati on, po tential functi on,  optimal cl uster i ng n u m ber, F C M alg o rith   Copy right  ©  2014 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d .       1. Introduc tion  As the  ba sis  of the inf r are d  targ et reco gni tion  and  tracking, i n fra r ed ima ge  se g m entation   techni que i s   one of th key tech nolog ies to i m pro v e the infrared warning  system  and   the  infrared guid ance system  perfo rman ce  [1].   In view of the inf r ared i m age with l o co ntra st, l o SNR  and  ed ge bl ur  ch aracteri st ics, traditional  infrared  ima ge segm entation   method s m a inly   inclu de the  edge m e thod , thresh old  method, r egi on growi ng  method a nd  feature  clu s terin g   algorith m , etc.  The FCM  se gmentation al gorithm [2-4]   as an un su pe rvised  clu s tering algo rithm, is one   of the mo st  perfe ct in th eory a nd the  most  wid e ly use d   clu s tering alg o rithm s  b a se d o n  t h e   obje c tive function. Its gre a test co ntrib u tion lies  in t hat the fuzzy  theory is int r odu ce d into  the  membe r ship  degree  of im age  pixels. B u t the alg o rit h m requi re s t o  set the  clu s tering  numb e r in  advan ce, an d  to cal c ul ate i m age  clu s teri ng  cente r  by  the  iterative a r ithmetic, so  t he  alg o rithm   i s   sen s itive to the initial value and the comp utation com p l e xity is high.  In gene ral, the traditional F C M cl uste ring  al gorithm h a s  slo w e r  conv erge nce sp ee d, and   bigger sensiti v ity  to initial  value [5], resear che r s hav e prop osed  a numbe r of improve d  FCM  algorith m . Literatu re [6] uses the stati s tical hi stogram  of the image  instead of th e image pixel  in  cal c ulatin g th e clu s te ring  center. It al so  cited th e  pote n tial functio n   neigh borhoo d  informatio n a s   weig hts to determin e  the  value of th e fuzzy  me mbershi p  of the current  pixel for image   segm entation .  Though thi s  algorith m  imp r oves th ima ge se gmentat ion quality, it  still requi re s to   set the cl ustering  num ber i n  advance, and i s   still sens itive to the initial val ue. Besides, Literat u re  [7] and Lite rature [8]  ha ve improve d  the F C M al gorithm  a cco rding  to thei r o w are a s of   appli c ation f and a c hieve d  certain  re sult s.  This pa pe r prese n ts a met hod to ada ptivel y determin e  the maximum potential  resi dual   height an d di rectly dete r mi ne the optim al clu s te ri ng  numbe r an clu s terin g  ce nter for inf r ared  image  seg m entation by t he pote n tial functio n   cl ust e ring  metho d ,  and then th roug h the fu zzy  clu s terin g  to  obtain the  segm ented  infrare d  im age. Experi m ental re sul t s sho w  tha t  the   pre s ente d  al gorithm i n  th e pap er  can  real i z e inf r a r ed im age  segmentatio adaptively, a nd  ensure  the  a c cura cy of  se gmentat ion,  while significantly reduci n g   the com put ation spe ed and   compl e xity of  the algorith m . It is condu cive to  achieve real-time p r o c es sing of infrared im age s.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Infrare d  Im age Segm entation usi ng Ada p tive F C M Algorithm  Base d on Potential  (Jin  Liu)  6231 2. The Adap tiv e  FCM Algorithm Ba se d on Poten t ial Function   2.1. Potentia l Function Cl usterin g  Alg o rithm   [9 ]   Define the hi stogram probability function of the image I     1 - 0 1 - 0 ) ( 1 ) ( M i N j ij p k MN k H                                                 (1)    Whe r e,  j i I I , is a digital image, the si ze of the  image to be segm ented i s N M , and:    255 , , 1 , 0          0 ) , (      1 ) ( k else k j i I if k ij                                (2)    The proba bility of the appearan ce of pix e l gray value k in the image I is represented  by  ) ( k H P approximatel y. The normal i zed hi stog ra m prob ability function of th e image I is:    )) ( ( max )/ ( ) ( g H k H k H P g P N                                         (3)    The ba sis fu nction of pot ential functio n  gene rally a dopts the form of ) 1 /( 1 ) ( 2 x x C When the normali z ed hi st ogram probability function ) ( k H N interpol ates  o v er the ba si s function ) ( x C , the histogra m  potential function of the i m age I can b e  got:    255 , , 2 , 1 , 0 ) ( 1 ) ( ) ( 255 0 2 k k i i H k P i N                               (4)    Usi ng an ap prop riate   con t rol  fa ctor can  ma ke t h p eak  v a lley   ch ara c t e ri st ic of  t h e   histog ram p o t ential functio n  be very clo s e to  the one s of the normalize d  histo g ram p r ob abi lity  function.   Define the n o r mali zed hi st ogra m  potenti a l function of  the image I   255 , , 1 , 0 , 255 , , 1 , 0 )), ( ( max )/ ( ) ( g k g P k P k P g N                   (5)    Let  ) ( ) ( 0 k P k P N , which i s  the normali zed histo g ra m  potential fun c tion of the image I and defin e C ord e r histo g ram remai n ing pot ential functio n  as follo ws:     255 , , 1 , 0 , , 2 , 1   ) ( 1 1 ) ( ) ( 4 * 1 k C c x k r P k P k P c d c c c        (6)     Whe r e,     } ) ( | { }, 255 , , 1 , 0 ), ( max{ * 1 1 * c c c c c P k P k x k k P P                   (7)    d r is the  facto r  t o  control  the  radiu s   of atte nuation,  and C is the  num ber of cre s ts i n  t h e   histog ram. E x perien c ha s sho w n that  if the pixel  g r ay level ran ge of the i n frared  imag e to be   segm ented  is bigg er, the  radiu s  of  atten uation  sh ould  be l a rg er, a n d  the  co rresp ondin g  value   of  the factor d r sh o u ld be smalle r; if the cre s ts of the infra r ed image to  be se gmente d  are mo re,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 8, August 2014:  623 0 –  6237   6232 the radiu s   of  attenuation  should  be  sma ller,  a nd th correspon ding  value  of the  factor d r sh oul d   be larg er. Define the factor d r as  follows :     2 5 ) 1 ( H d D C r                                                        (8)    Whe r e, is a consta nt in the experim ent , and H D means  the gray de p t h of image I , w h ose  value is the di fference between the maxi mum and min i mum value s  of image I Based o n  hi stogram re m a ining p o tent ial f unction d e fine functio n  grou ps div i ded by  potential as follows:     255 , , 1 , 0 , , , 2 , 1   , || || 1 1 ) ( ) ( 4 * k C c x k r k P k F c d c c                   (9)    As can be  se en from the expre ssi on, functio n  gro u p s divided by  potential is actually a  quarti c ba sis  function who s e center i s c x and who s e h e i ght is ) ( * k P c . So wh en the value of C is  kno w n, dividi ng histog ram  potential function is a  pro c ess wh ere th e quarti c ba si s functio n  is the  best fitting of  the given  histogram  poten tial function,  and the  fitting functio n s a r e C F F F ..., 2 1 in  Equation (9).   Acco rdi ng to the above alg o rithm, use the func tion g r o ups divid ed b y  potential to divide   the histo g ra m potential f unctio n , and   the clu s te ri ng  ce nter i s  o b t ained. Howe ver, due  to the  influen ce of the radi us of a ttenuation pa ramete r, some  potential whi c h should n o t be divided in to   is likely to a p pear in th e p r oce s s of divi sion,  and  the  p o tential shoul d be  eliminat ed i s  na med  as  pse udo -pote n t ial [10]. Idea lly, each  cre s t in the   hi stogra m  fun c tion divide d b y  potential i s  in  uniform  di stri bution, a n d  the inte rval   be tween  the  two cre s ts shou ld be C D H / . Though in reality  this condition  is gen erally  not met, accordin to the  ideal interva l  we can defi ne an a dapti v fuzzy p s eu do -potential fa ctor p f as  follows :     C D f H p 3 2                                                          (10)    Whe r e, C is the  num ber of  categ o rie s ,   H D mean s the  g r ay d epth  of image I , and  is  con s tant i n  t he exp e rim e nt. Set i x and j x are  two  ab sci ssas  of the  adj ace n t pe ak p o ints i n  the  function g r ou ps divide d by potential, thei r va lue ca n b e  cal c ulate d  by the type (7), if:    p j i f x x | |                                                          (11)    Then eithe r  must be a pseudo -pote n tia l . Extr act the two extremu m  values of the both   histog ram  fu nction  divide d by  potentia l re sp ectively , and  compa r e the s e  two   extremum  val ues  to obtain the maximum. Then add the  two cu rves  o f  the both histogram fun c tion divided by  potential tog e t her, an d giv e  the sum fu nction  a fitting acco rdin g t o  the follo win g  equ ation, a n d   then the histogram fun c t i on divided  by potential, ) ( ' k F ,after mergin g pse udo -po t entials is  obtaine d:     4 ' ) ( 1 ) ( x k r y k F d                                                 (12)    Whe r e,  y repre s ent s the ma ximum of the two hist o g ra m function di vided by pot ential above,   and x mean s extremum value  point of the sum function.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Infrare d  Im age Segm entation usi ng Ada p tive F C M Algorithm  Base d on Potential  (Jin  Liu)  6233 2.2. The Ada p tiv e  Determine of the Ma ximum Remaining Height of Potential   The alg o rith m de scribe d  above  still requi re s to  be set the n u mbe r  of ca tegory C artificially, which makes  the algorithm reduce s its versatility, so a  thre shold val ue to make t h iteration  stop  sh ould  be  set in the  alg o rithm. Th e t h re shol d val u e h R is called t he maximu remai n ing h e i ght of potenti a l, and its ra nge is 1 0 h R . If the  value of h R co uld  be determin e d   adaptively, the value of C ca n  also be o b tai ned ad aptivel y.    In the cu rve  of potential  function, th e gr ayscale  every ab sci ssa of the  pe ak p o int   rep r e s ent s ha s the po ssi bili ty to be a clusterin g  ce nter. This is be ca use:   (1) In a n e i ghbo rho od in terval, the correspon ding  grayscal e k to the c r es t has  the  highest probability;  (2) The gray scale s   a r ou nd the  grayscale k has th e lea s varian ce  with  the grayscal e k whi c h a c cord s with the cl u s terin g  thoug ht.  Since   the ma ximum  remai n ing heig h o f   potential h R is   a va lu e g r e a t er  th an  0 an d   le ss   than 1, if the least cre s t value of the norma lize d  histo g ram p o tentia l function of the image I is as  the referen c e  standa rd, the  value of h R coul d be set in th e three  situations:   (1) T he value  is greate r  tha n  the least crest value an d  less tha n  1;  (2) T he value  is equal to th e least cre s t value;  (3) T he value  is less than the lea s t cre s t  value and greater than  ze ro.         Figure 1. The  Relation ship  of h R and the Normalize d  Hi sto g ram Potenti a l Functio n       As sho w n in   Figure 1, if th e value  of h R is  set a value  greater th an th e lea s t cre s value  and l e ss th a n  1, the  pote n tial informati on of th e sm allest crest will  be  lo st in   the process  of  comp uting. M ean while, in t he curve  of  potential  fun c tion, the grayscale  eve r absci ssa of t he  peak point represent has the possibility  to be a clust e ring  c enter, whi c h means that if  the value  of h R is  set  duri n g the  interval , a  clu s terin g  ce nter could  be  lo st; Assume th at the   value of h R is   set a value less than the  least crest value  and g r e a ter than zero. As during  the descen d i ng  rang e from th e lea s t cre s value to the  value of h R , there  is n o   crest in  the curve  of  norm a lized   histogram  potential funct i on, that i s  to  say,  the possibility to exi s t a category in the  corre s p ondin g  g r ayscale  d u ring  the  interval is ve ry  sm all. So it i s  n o t  meanin g ful t o  set the val u of h R in the interval.  In summa ry, the value of h R should be  set as the se co n d  ca se, in wh ich the cre s t value   in the curve  of the normal i zed  histo g ra m potential f unctio n  is th e  most rea s on able. Define t h e h R  as  follows :   } ,..., , min{ 2 1 n h P P P R                                                  (13)  gra y scal e    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 8, August 2014:  623 0 –  6237   6234 Whe r e,  n P P P , , , 2 1 rep r ese n t the  crest valu es i n  the  cu rve  of the  no rmalize d  hi st ogram  potential fun c tion, and n is t he num ber  o f  the cre s ts i n  t he cu rve  of the histog ram pote n tial  function.     2.3. The Principle of the  Adap tiv e  FCM Algorithm  Bas e d on Po ten t ial Function  The tradition al FCM al gori t hm   [11] is a   method  whi c h u s e s  the  g r ay value  of i m age  and   the distan ce  information  betwe en the  pixels to  calcul ate ima ge clu s te ring  cente r  and  the   membe r ship matrix  of pixels by  the   iterat ive  arith m etic, a nd t hen i m age   segmentatio is  achi eved. Ho wever, th e co mplexity of the iterative  a r ithmetic i s  hi g her, a nd it is  not co ndu civ e  to   achi eve re al-t ime segme n tation of infrared imag es . T he pote n tial functio n  cl ust e ring  algo rith m   can  calculate  the p o tential  inform ation  of ever y g r ay scale  duri ng  the imag e g r ay ran ge, a n d   throug h me rging the  pseudo -pote n tia l  determi ne the  optimal clu s terin g   nu mber and  t he  clu s terin g  ce nter for the in frare d  image  to be segm en ted adaptivel y.  This p ape r introdu ce s the p o tential functi on clu s te ring  algorith m  into  the traditiona l FCM   segm entation  algorithm, a nd presents  an infra r ed i m age  seg m e n tation meth od u s ing a d a p tive   FCM alg o rith m based on  potential fun c tion. The pr e s ente d  algo rithm ca n dire ct ly determine t he  optimal clu s te ring num be r and clu s te rin g  cente r   for infrare d  image  segm entation  by the potential  function, in stead of the traditional FCM  segm entat ion  algorithm setting the clust e ring n u mbe r  in   advan ce a nd  cal c ulatin g im age  clu s terin g  ce nter  by the iterative arithm etic. And  then obtai n th e   final segm ent ed image by the fuzzy clu s tering. Th e ste p s are as foll ows:  1)  Cal c ulate t he hi stog ram  potential fun c tion for inf r ared ima g e I by the formula  (4 ),  k is  the gray se ri es, and obtai n the cre s t value s n P P P , , , 2 1 of the n o rmali z e d  histogram p o ten t ial  function. The n  cal c ulate th e maximum remainin g hei ght of potential h R by the form ula (13 ) .   2) Let the initial numbe r of categ o rie s 2 C , and the numb e r  of pse udo -p otential 0 K 3)  Cal c ulate  the fa ctor d r by the formula  (8 ), the  fu zzy p s eu do-potenti a facto r p f by the   formula (10), the c ord e hist ogra m  re mai n ing p o tential  function ) ( k P c by the formul a (6),  whe r e K C c ,..., 2 , 1 , and the co rresp ondi ng c x . K  is the numbe r of pseu do-pot ential.  4) Cal c ul ate the crest valu e of  ) ( k P c , and obtain the value of * 1 c P . If h c R P * 1 , then go   to step 5; Otherwi se, repe a t  step 3.  5) Cal c ul ate the function  grou ps divid e d  by potential K C F F F , , 2 1 by the formula (9),   and orde c x in the ord e r of a s cendi ng. Th en  the co rrespondi ng so rti ng re sult of K C F F F , , 2 1 is ' ' 2 ' 1 , , K C F F F 6) If 0 K , the pseu do-p o tential e x ists. Cal c ula t e the fitting functio n  by the formula  (12 ) ,   and th en o b tain the fin a l f unctio n  g r ou p s  divide d by  potential s s 2 1 ,..., , C s F F F , in whi c h the  val ue of   c x is the clu s teri ng ce nter, an d the final value of C is the cl usteri ng nu m ber.   7)  Cal c ulate  t he Eu clide an  distan ce  bet wee n  e a ch pi xel and  the  cl usteri ng  ce nt er i n  the   infrared imag e,  ) , , ( c j i D   | ) ( ) , ( | ) , , ( c Center j i I c j i D                                         (14)    8) Defin e  the membe r ship  of each pixel  belon ging to the clu s teri ng  cente r  as foll ows:    C c m c j i D c j i D c j i U 1 1 2 ' ' ) ) , , ( ) , , ( ( 1 ) , , (                                             (15)    9) Cla s sify the pixels, and  comp are the membe r ship s of each pixel ) , ( j i in the infrare d   image,  ) , , ( c j i U C c ,..., 1 . The pixel ) , ( j i belo n g s  to the cl ass who s mem bership  is th e   large s t, and the final imag e segm ented  is gotten by cl usteri ng.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Infrare d  Im age Segm entation usi ng Ada p tive F C M Algorithm  Base d on Potential  (Jin  Liu)  6235 3. Results a nd Discu ss   To validate  th e alg o rithm  th is p ape r p r e s ents,  the  cl ustering  num be set in  the tra d itional  FCM  segm en tation algo rith m wa s eq ual  with the opti m al clu s te rin g  numb e r o b tained a daptiv ely  by the  algo rithm in  this p aper.  Compa r e th seg m entation re su lts  an d effici ency of  the   two   algorit h m s in  t h is cir c u m st a n ce.   Four inf r ared  image s were  adopte d  in th e ex perim ent, of which the  singl e-m an in frare d   image  sh own  in Fig u re  2 i s  fro m  the i n frare d  data   made  by lab o rato ry, with 320 240 pixels.  The ship inf r ared ima g e  sho w n in F i gure  3 is from a dom e s tic resea r ch  institutes,  with 320 240 pixels. The  d ouble  ped estrians i n fra r ed i m age  sho w in Figu re 4 i s  from an  infra r e d   databa se in t he Internet, with 320 240 pixels.         (a) the o r igin al image     (b) the  re sult of FCM ( C = 3 )     (c) the re sult  of the improv ed  algorith m  (C=3)    Figure 2. The  Single-ma n Infrared Imag       (a) the o r igin al image     (b) the  re sult of FCM ( C = 2 )     (c) the re sult  of the improv ed  algorith m  (C=2)    Figure 3. The   Ship Infrared  Image        (a) the o r igin al image     (b) the  re sult of FCM ( C = 4 )     (c) the re sult  of the improv ed  algorith m  (C=4)     Figure 4. The  Doubl e Pede strian s Infra r e d  Image         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 8, August 2014:  623 0 –  6237   6236 From  Figu re  2 to Fig u re  4,  the Fig u re  (a is the  origi n al infra r ed  im age to  be  se g m ented,  the Figure (b) is the se gmentation  result of  the  infrare d  image by the traditional F C segm entation  algorithm, a nd the Figu re  (c) i s  t he se gmentation  result of  the infrared imag e by  the improve d  algorithm  propo sed in thi s  pap er. As   can be  see n  from the figure s , the pro p o s ed   algorith m   ca n a c hieve  th e same  results a s  th e tra d itional  FCM  se gme n tatio n  alg o rithm  e v en  better. Table  1 sho w s the compa r ison of the two meth ods in  comp u t ation time.       Table 1. The  Comp ari s o n  of the Two M e thod s in Co mputation Ti me  Simulation ima g e The  clusterin g  nu mber C T he time of F C M ( s ) The time of the i m prove method ( s ) the sin g le-man  3  12.4641 1.5772   the tank  20.1532 1.6524   the double pedes trians 18.7104 1.9106       We  ca see  that when  their  clu s te rin g  num be r i s  set  equ ally, the effici en cy of the  algorith m  propo sed in th is pap er i s  sup e rio r  to  one of the tradition al FCM segm entat ion   algorith m In addition, the traditional F C M algo rithm  is sen s itive to the initial value. So after setting   the clu s terin g  numbe r, though ea ch  clu s terin g  re sult   is the sam e , there i s  a visu al differen c e i n   the image, which i s  not  co ndu cive to pe ople' s s ubje c t i ve evaluatio n. The imp r o v ed algo rithm  in   this pa per  ad aptively determines th e cl u s terin g  num b e r an d the  clusteri ng  cent er, so th ere i s  no   influen ce  of i n itial value  o n  the  se gme n tation result, and  the  re su lt is u n iqu e Figure 5  a r the  segm entation  results of  the single - man infra r e d  image th roug h the tradition al F C segm entation  algorithm  si mulating several time s. Le t cluste ring n u mbe r 3 C         As ca n be  seen from th e  figure ab ove ,  the  Figure  6 are the  si mulating resu lts of the   same i n fra r e d  image  by the sam e  meth od and th e cl usteri ng n u m ber  wa s set e qually. Althou gh  the final clust e ring  re sults  are three categori e s,  the result s displayed in the ima ge are diffe re nt  in vision. Afte r many time simulatio n  to  the  sa me  sin g le-m an infra r ed im age  by the algo rithm  in   this p ape r, the result is  uniqu e an d i s  the  sa me  as Fi gu re 2 ( c).  We  ca con c lu de tha t  the   improve d  al g o rithm i n  thi s   pape r ove r co mes the  def e c t of tradition al FCM al gori t hm sen s itive to  the initial value.      4. Conclusio n   Traditio nal F C seg m ent ation al gorith m  re quires to  set  clu s teri n g  num be r in   advan ce,  and to cal c ul ate image clu s terin g  ce nter by the iter ative arithmetic.  So the traditional algo rith m is  sen s itive to the initial valu e and the  co mputation  co mplexity is hi gh, and it is  not co ndu cive to   achi eve re al-t ime se gment ation of infra r ed imag es. T he propo se d algorith m  in this pa pe r ca n   adaptively d e termin e the  optimal clu s terin g   num b e r and  clu s tering  cente r  by the potential  function  clu s tering  algo rith m, calculate t he memb er ship matrix of  pixels u s ing t he fuzzy theo ry,  and th en  obt ain the  final  segmente d   re sult by th fu zzy clu s teri ng The  exp e ri ments sh ow  that  the propo se d  algo rithm  ca n en su re the  accu ra cy  of segm entation ,   while signifi cantly  redu ci ng  Figure 5. The  Segmentatio n Re sults of th e S ingle - ma n by FCM   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Infrare d  Im age Segm entation usi ng Ada p tive F C M Algorithm  Base d on Potential  (Jin  Liu)  6237 the com putati on spee d an d com p lexity of the algo rithm. In additi on, it overco mes the  defe c t of  traditional F C M algorithm  sensitive to the initial value.  Ho wever, im age noi se  ha s a g r eat infl uen ce  on th e  infrared ima ge segme n ta tion. The  prop osed alg o rithm do es n o t perform well in the noise sup p re ssio n pro c e ssi ng,  so the re duct i on   noise part will  be one of the  future re sea r ch in this al go rithm.       Ackn o w l e dg ements   This  wo rk was  sup p o r ted  in pa rt by  Nation al Natural S c ien c e  Foun dation  for youn g   schola r of Chin a und er grant No. 6110 1246  (“ Re sea r ch on  IR obje c t segmentatio and   recognitio n  b a se d on G r a ph and ISA”),  and the Fu n damental  Re sea r ch Fun d s for the Cen t ral  Universitie s  u nder G r ant No. K50 511 0 2001 9 (“ Research  on o b j e ct d e tection  and  re cog n ition   for IR image”).      Referen ces   [1]  Jian hua  Sh en,  Sha ngq ia n L i u, Yan x ua n M a F a st infrar e d  ima g e  segm entatio alg o rit h m.  Jour nal  of  infrare d  an d mi lli meter w a ve 200 5; 24(3): 22 4-22 6.  [2]  Chatzis  SP, V a rvarig ou  T A . A F u z y  C l uste ring  Appr oac h  T o w a r d  H i d d en M a rkov  Ra ndom  F i el Mode ls for Enha nce d  Spati a ll C onstrai n ed Imag e Se gmentati o n . IEEE Transactions on Fu z z y   System s . 20 08 ; 16(5): 135 1-1 361.   [3]  Xi nso ng W a n g , Guofen g Qin. Pavem ent  Image Se gme n tation B a se d  on F C M Al g o rithm Usi n g   Neig hb orh ood Information.  T E LKOMNIKA Indo nesi an Jo u r nal  of Electric al Eng i ne eri n g .  2012; 10( 7):  161 0~ 16 14.   [4]  Gong Qu, Qu an Ji a Ch eng.  Adaptiv e F C M Method for  Image Se gme n tation B a se d on F u zzi ness   Rate.  Co mp ute r  Engin eeri n g 201 1; 37(1 0 ): 202-2 08.   [5]  Jiho ng P e i, W e ixin  Xie. Cl uste ring  of de nsit function m e tho d Journ a of xi  ' an u n ivers i ty of electro n ic   scienc e an d techno logy . 1 997 : 24(4).  [6]  Yang  yo ng, Hu ang Sh u y i ng Z han g F eng. Ba sed on p o tenti a l functio n  spa c w e i ghte d  fuzz y  c-mea n s   clusteri ng seg m entatio n al go rithm.  Comput er eng ine e ri ng .  2007; (13).   [7]  Ouadfel Sa lim a, Abdelm a lik  T a l eb-Ahmed,  Batouch e  Moh a med. An  impr oved Sp atial F C M algor ithm  Based  on Artifi cial Be es C o lo n y IAES International Journal of Ar tificial Int e lligence (IJ-AI).  2012; 1( 3):   149- 160   [8] X i nsong   W a n g ,  Guofeng Qin. Pavement Image Segm e n tation Bas e d  on F C Algorithm Usin g   Neig hb orh ood Information.  T E LKOMNIKA  Indo nesi an Jou r nal  of Electrical Engi neer in g.  2012; 10(7):   161 0-16 14.   [9]  Jiho ng Pe i, W e ixin  Xi e. Potent ial functi on cl u s te ring a d a p tiv e  thresho l d im age se gme n tation mor e  [J].  Journ a l of co mputers . 199 9; 2 2  (7): 759-7 59.   [10]  Zhijia Zh an g, Hua ngsh a  Ba i .  An improv ed  pot enti a l fu nc tion cl usterin g  multipl e  thres hol d ima g e   segmentation algorithm.  Jour nal of el ectrical  engi ne erin g . 2005; 32( 8): 65- 65.   [11]  Jiho ng Pei, W e i x in  Xi e. Po te ntial functi on c l usteri ng ad apt ive thresh old i m age se gment ation mor e Journ a l of co mputers.  199 9; 2 2 (7): 759- 75 9.  [12]  Yanl ing  L i . Ima ge s egme n tati on  alg o rithm  b a sed  on  cl uste ring r e se arch.  W uhan  hu a z h o ng  univ e rsity  of science a nd  techno lo gy.  20 09.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.