图像分割算法的研究与实现毕业论文.doc

成绩数字图像处理期末考试题目图像分割算法研究与实现专业班级11通信工程一班姓名姜永学号1109131目录摘要:11．前言22．图像分割概念22.1图像分割定义22.2图像分割方法综述42.3阈值法42.4基于边缘检测的分割方法82.5基于区域的分割方法113．图像分割方法详述123.1图像分割方法123.2图像分割方法实现124．实验结果及分析144.1实验结果144.2实验结果分析185．小结205.1主要工作总结205.2结论206．附录23图像分割算法研究与实现摘要:图像分割是图像处理与计算机视觉的基本问题之一是图像处理图像分析的关键步骤。因为图像分割及其基于分割的目标表达、特征提取和参数测量等将原始图像转化为更抽象更紧凑的形式使得更高层的图像分析和理解成为可能。因此图像分割多年来一直得到人们的高度重视.本文首先将现有的多种类型图像分割方法归结为3类典型的方法并分析各自的特性;然后提出图象分割方案并利用MATLAB软件编写程序展示实验现象最后对所做工作进行总结。关键词:图像分割阈值法边缘检测微分算子局部阈值1．前言在图像的研究和应用过程中人们往往仅对各幅图像中的某些部分感兴趣.这些部分常称为目标或前景它们一般对应图像中特定的具有独特性质的区域.为了辨别和分析目标需要将这些区域分离提取出来在此基础上才有可能对目标进一步利用.图像分割就是将图像分成各具特性的区域并提取出感兴趣的目标的技术和过程.在进行图像分割时首先要根据目标和背景的先验知识来对图像中的目标、背景进行标记、定位然后将等待识别的目标从背景中分离出来.图像分割是由图像处理进到图像分析的关键步骤也是一种基本的计算机视觉技术.这是因为图像的分割、目标的分离、特征的提取和参数的测量将原始的图像转化为更抽象更紧凑的形式使得更高层的分析和理解成为可能.因此图像分割多年来一直得到人们的高度重视[1]。图象分割在实际中已得到广泛的应用例如在工业自动化在线产品检验生产过程控制文档图象处理遥感和生物医学图象分析保安监视以及军事体育农业工程等方面。概括来说在各种图象应中只要需对图象目标进行提取测量等都离不开图象分割。近年来图象分割在对图象的编码中也起到越来越重要的作用例如国际标准MPEG一4中模型基/目标基编码等都需要基于分割的结果。可见图象分割在图象工程中有重要的地位和影响。本文主要从图像分割定义、图像分割的方法等几个方面来阐述关于图像分割的几个问题。2．图像分割概念2.1图像分割定义文字定义：把图象（空间）按一定要求分成一些“有意义”区域的处理技术。“有意义”—希望这些区域能分别和图象景物中各目标物(或背景)相对应。正式“集合”定义：令集合R代表整个图象区域对R的分割可看作将R分成若干个满足如下五个条件的非空的子集（子区域）：（1）（分割所得全部子区域的总和（并集）应能包括图象中所有象素或将图象中每个象素都划分进一个子区中）（2）对所有的i和j有Ri∩Rj=ø(i≠j);（各子区互不重叠）（3）对i=123……N有P（Ri）=TRUE；（属于同一子区象素应具有的某些共同特性）（4）对i≠j有P(Ri∪Rj)=FALSE；（属于不同子区象素应具有某些不同特性）（5）对i=12……NRi是连通区域（同一子区内象素应当是连通的）[2].条件1指出对一幅图象的分割结果的全部子区域的总和(并集)就是原图象或者说分割应该是将图象中的每个象素都分进某个子区域中。条件2指出在分割结果中各个子区域是互不重叠的或者说在分割结果中一个象素不能同时属于两个区域。条件3指出在分割结果中每个子区域都有独特的特性或者说属于同一个区域中的象素应该具有某些相同的特性。条件4指出在分割结果中不同的子区域具有不同的特性没有公共元素或者说属于不同区域的象素应该具有一些不同的特性。条件5要求分割结果中同一个子区域内的象素应当是相通的即同一个子区域内的任意两个象素在该子区域内是互相连通或者说分割得到的区域是一个连通组元。上面的定义不仅对明确的说明了分割的含义而且对进行分割也有相当的指导作用。因为分割总是根据一些分割准则进行的。条件1和条件2说明正确的分割准则应可适用于所有区域和所有象素条件3和条件4说明合理的分割准则应该能够帮助确定各区域象素有代表性的特性而条件5说明完整的分割准则应直接或间接地对区域内象素的连通性有一定的要求或限定。最后需要指出的是在实际应用中图象分割不仅是要把一幅图象分成满足以上五个条件的各具特性的区域而且