韩光开题报告0419

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1、天津大学仁爱学院本科生毕业设计（论文）开题报告课题名称利用聚类方法实现图像不同纹理区域的自动分割系名称信息工程系专业名称通信工程学生姓名韩光指导教师何凯一、课题来源及意义图像分割是一种重要的图像分析技术。在对图像的研究和应用中，人们往往仅对图像中的某些部分感兴趣，这些部分常常被称为目标或前景（其他部分称为背景），它们一般对应图像中特定的、具有独特性质的区域。这些独特性质可以是像素的灰度值、物体轮廓曲线、颜色和纹理等。为了识别和分析图像中的目标，需要将它们从图像中分离提取出来，在此基础上才有可能进一步对目标进行测量和对图像进行利用。图像分割就是指图像分成各具特性的区域并提取

2、出感兴趣目标的技术和过程。我们所要达到的图像分割方法的设计目的是：(1)被提取的区域在视觉上是连续的；(2)对图像提取的分割方法应该能够给出满意的结果。如今在因特网和许多数字化多媒体图书馆中，可访问的图像的数量越来越多，这就导致了对于支持基于内容的图像提取技术的研究成为必要。目前，对于灰度图像的分割，已经有相当多的成果和结论，而对彩色图像的分割，由于比较复杂、运算量大，研究还比较少。彩色图像通常情况下比灰度图像包含更多的信息，更接近人的视觉感受，因此，对彩色图像分割的研究很有必要。二、国内外发展现状迄今为止，图像分割已经取得了大量的研究成果，国内外的专家学者针对本项目进行

3、了大量的研究工作，提出了各种各样的图像分割方法，这些图像分割的方法可以被分为两大类：基于区域的和基于轮廓的。(1)基于区域的研究希望将图像中的像素分成很多区域。每个区域的像素在视觉上是互相关联的，这些区域被称为平台区域，根据一个、两个或者三个颜色、纹理和亮度的特征来组合。通常来说，这些研究先假定对于图像分割来说在特征空间当中只有一个确定的维数，这样，图像中的每个像素都被分类为这些维中的一个。最终，空间上接近和视觉上相关的像素就被组合成一个个的区域了。(2)基于轮廓的研究尝试于检测区域的边缘然后开发一种曲线连续性的技术来连接这些被检测到的边缘，这样，这些区域就被识别出来了。

4、这种基于轮廓的图像分割方法的一个缺点就是对于是不是边缘区域的判决是在本地进行的，并且是提前产生的，这样的话，很容易发生非连续性。对于这个问题的一个解决的办法就是对边缘检测器设置一个比较低的阈值。但是，许多随机的边缘分割在一副图像中到处都是，这就导致边缘连接的进行非常的困难。值得提出的是，没有唯一的标准的分割方法。许多不同种类的图像或景物都可作为待分割的图像数据。不同类型的图像，已经有相对应的分割方法对其分割，同时，某些分割方法也只是适合于某些特殊类型的图像分割。分割结果的好坏需要根据具体的场合及要求衡量。目前，有许多的图像分割方法，从分割操作策略上讲，可以分为基于区域生长

5、的分割方法，基于边界检测的分割方法和区域生成与边界检测的混合方法。随着计算机处理能力的提高，很多方法不断涌现，如基于彩色分量分割、纹理图像分割。所使用的数学工具和分析手段也是不断的扩展，从时域信号到频域信号处理，小波变换等等。图像分割方面的研究到现在仍然非常活跃，国内外的许多研究机构都在从事这方面的工作，关于图像分割的研究成果曾出不穷。三、研究目标用Matlab软件实现图像纹理自动分割的方法，能对一些比较常见的数码照片等进行初步的纹理分割，最终实现对实际自然影像图像的自动分割。四、研究内容1、理解和掌握利用聚类方法实现图像不同纹理区域的自动分割的相关理论和方法；2、能够使

6、用Gabor滤波器来提取图像纹理特征；3、能够使用聚类方法对一副图像中的全局纹理直方图的峰值来进行检测来将其分成很多小的区域；4、能够将那些峰值以及何其相关联的所有区域(这些区域连接到相同的被选定的峰值)视为有相同的纹理，达到图像分割的目的。五、研究方法与手段本课题研究所用的算法被称为基于纹理分割的爬山法（聚类法），它是一种简单而快速的检测一副图像的全局纹理直方图的区域峰值的方法，将其分成很多小的区域。我们使用直方图区域而不是像素本身来检测那些区域的峰值，这样的话，我们的区域就可以有效的找到那些峰值。然后，这个算法基于区域的本地结构将一个个被检测的区域内的像素连接起来。六

7、、进度安排1、2009.12.07——2010.03.15搜集总结相关资料，学习图像纹理分割的相关理论知识以及Matlab软件，完成开题报告；2、2010.03.15——2010.03.25实现用Gabor滤波器来提取图像纹理特征；3、2010.03.26——2010.04.08进一步实现用聚类方法对一副图像中的全局纹理直方图的峰值来进行检测来将其分成很多小的区域；4、2010.04.09——2010.05.09最后实现图像不同纹理区域的自动分割；5、2010.05.10——2010.06.01撰写论文，准备答辩。七、方案可行