第十章图像分割

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1、第十章图像分割图像分割引言边界分割法边缘连接分割法阈值分割法面向区域的分割图像分割引言引言图像分析系统的基本构成图像分割的概念图像分割的基本思路图像分割的基本策略图像分析系统的构成识别与解释结果知识库表示与描述预处理分割低级处理高级处理中级处理图像获取问题图像分割把图像空间按照一定的要求分成一些“有意义”的区域的技术叫图像分割。例如：（1）要确定航空照片中的森林、耕地、城市区域等，首先需要将这些部分在图像上分割出来。（2）要辨认文件中的个别文字，也需先将这些文字分选出来。（3）要识别和标定细胞的显微照片中的染色体，需要用图像分割技

2、术。一幅图像通常是由代表物体的图案与背景组成，简称物体与背景。若想从一幅图像中“提取”物体，可以设法用专门的方法标出属于该物体的点，如把物体上的点标为“1”，而把背景点标为“0”，通过分割以后，可得一幅二值图像。图像分割的应用领域机器阅读理解OCR录入遥感图像自动识别在线产品检测医学图像样本统计医学图像测量图像编码图像配准的预处理图像分割的意义把图像分解成构成它的部件和对象的过程有选择性地定位感兴趣对象在图像中的位置和范围图像分割的基本思路从简到难，逐级分割控制背景环境，降低分割难度把焦点放在增强感兴趣对象，缩小不相干图像成分的干

3、扰上图像分割方法分类：大致可以分为基于边缘检测的方法和基于区域生成的方法。第一类为找出图像的边缘信息，首先检出局部特性的不连续性，再将它们连成边界，这些边界把图像分成不同的区域，从而分割出各个区域，常用边缘检测方法有基于边缘检测的图像分割、基于阈值选取的图像分割；图像分割方法分类：第二类为基于区域生成的方法，是将像素分成不同的区域，根据相应的区域特性在图像中找出与其相似的部分并进行处理，常用的方法有区域生长、分裂-合并分割方法。以上这两类方法互为对偶，相辅相成，有时还要将它们结合起来，以得到更好的分割效果。图像分割的基本策略图像分

4、割的基本策略，基于灰度值的两个基本特性：不连续性——区域之间相似性——区域内部根据图像像素灰度值的不连续性先找到点、线（宽度为1）、边（不定宽度）再确定区域根据图像像素灰度值的相似性通过选择阈值，找到灰度值相似的区域区域的外轮廓就是对象的边不连续性边界分割法边缘连接分割法相似性阈值分割法面向区域的分割数学形态学图像处理1间断检测间断检测法点的检测线的检测边的检测1.1点的检测用空域的高通滤波器来检测孤立点例：R=(-1*8*8+128*8)/9=(120*8)/9=960/9=106设：阈值：T=64R>T88881288888图

5、像-1-1-1-18-1-1-1-1模板点的检测点的检测——算法描述设定阈值T，如T=32、64、128等,并计算高通滤波值R如果R值等于0，说明当前检测点与的灰度值与周围点的相同当R的值足够大时，说明该点的值与周围的点非常不同，是孤立点。通过阈值T来判断

6、R

7、>T检测到一个孤立点点的检测1.2线的检测通过比较典型模板的计算值，确定一个点是否在某个方向的线上-1-1-1222-1-1-1水平模板-1-12-12-12-1-145度模板-12-1-12-1-12-1垂直模板2-1-1-12-1-1-12135度模板线的检测用4种模板

8、分别计算R水平=-6+30=24R45度=-14+14=0R垂直=-14+14=0R135度=-14+14=0111555111111555111111555111例：图像线的检测——算法描述依次计算4个方向的典型检测模板，得到Rii=1,2,3,4如

9、Ri

10、>

11、Rj

12、对于所有的j=i，那么这个点被称为在方向上更接近模板i所代表的线设计任意方向的检测模板可能大于3*3模板系数和为0赶兴趣的方向的系数大。线的检测1.3边缘的检测边界的定义：两个具有相对不同灰度值特性的区域的边界线适用于：假定问题中的区域是非常类似的，两个区域之间的过

13、渡，仅仅根据灰度的不连续性便可确定不适用于：当假定不成立时，阈值分割技术一般来说比边缘检测更加实用边缘的检测分割对象区域分割对象区域边缘的检测边缘的检测基本思想计算局部微分算子截面图边界图像边缘的检测一阶微分：用梯度算子来计算特点：对于亮的边，边的变化起点是正的，结束是负的。对于暗边，结论相反。常数部分为零。用途：用于检测图像中边的存在二阶微分：通过拉普拉斯来计算特点：二阶微分在亮的一边是正的，在暗的一边是负的。常数部分为零。用途：1）二次导数的符号，用于确定边上的像素是在亮的一边，还是暗的一边。2）0跨越，确定边的准确位置边缘的

14、检测梯度算子函数f(x,y)在(x,y)处的梯度为一个向量：f=[f/x,f/y]计算这个向量的大小为：f=mag(f)=[(f/x)2+(f/y)2]1/2近似为:f

15、x

16、+

17、y

18、z2z8z5z3z9z6z1z7z4