1、 I 数字图像处理期末考试数字图像处理期末考试 题目题目 图像分割算法研究与实现图像分割算法研究与实现 专业班级专业班级 1111 通信工程一班通信工程一班 姓名姓名 学号学号 成绩 I 目目 录录 摘 要: . 1 1前言 2 2图像分割概念 2 2.1 图像分割定义 . 2 2.2 图像分割方法综述 . 4 2.3 阈值法 . 4 2.4 基于边缘检测的分割方法 8 2.5 基于区域的分割方法 11 3图像分割方法详述 12 3.1 图像分割方法 . 12 3.2 图像分割方法实现 12 4实验结果及分析 14 4.1 实验结果 14 4.2 实验结果分析 18 5小结 20 5.1 主要
2、工作总结 20 5.2 结论 20 6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
3、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
4、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
5、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）RRU i n 1i （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 = (ij);（各子区互不重叠） （3）对i=1，2，3，N，有P（Ri）=TRUE；（属于同一子区象素应 具有的某些共同特性）
6、（4）对ij，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=1，2，N，Ri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
