基于聚类的图像目标分割方法研究

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1、基于聚类的图像目标分割方法研究作者姓名王海鹰导师姓名、职称李林刘靳副教授一级学科信息与通信工程二级学科信号与信息处理申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1202121156分类TN82号TP39密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于聚类的图像目标分割方法研究作者姓名：王海鹰一级学科：信息与通信工程二级学科：信号与信息处理学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：李林刘靳副教授提交日期：2014年12月ResearchonImageTargetSegmentationMethodsBasedonClusteringAthesissubmitt

2、edtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinInformationandCommunicaionEngineeringByWangHaiyingSupervisor:A.P.LiLinandLiuJinDecember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写

3、过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位

4、为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要图像分割是图像处理领域中最重要的研究课题，图像分割结果的好坏直接决定着后续处理中图像目标提取与识别的结果与质量。目前图像分割方法已经有上千种，但由于图像本身具有复杂性和多样性等特点，至今仍没有一种通用的分割方法能够实现各类图像的准确分割，因此图像分割方法的研究仍然是一个具有挑战性的课题。基于聚类的图像分割算法可以根据图像特征对图像属性进行分析来实现图像的自动分割，该算法的这种优点使得其在图像分割领域得到了广泛的应用。本文深入研究了基于聚类的图像分割算法，主要工作和研究成果如下：首

5、先，简要介绍了传统的基于聚类的图像分割算法，并针对K均值分割算法、模糊C均值分割算法以及基于势函数的自适应模糊C均值分割算法这三种典型的分割方法进行了实验仿真，结合实验结果分析了三种算法的优势及不足。此外，本文还简要介绍了分割算法的客观评价标准，为研究改进算法的可行性提供了客观有力的依据。其次，针对传统的均值漂移算法在分割过程中容易陷入局部收敛使得分割结果易出现过分割的问题，本文提出了一种基于改进的FCM和均值漂移分割算法。该算法首先利用均值漂移分割方法对待分割图像进行初步分割得到初始图，然后利用改进后的FCM算法对所得初始图进行模糊聚类，从而得到最终的分割结果。仿真结果表明

6、，该算法不仅具有传统Meanshift算法的收敛速度快、抗噪性能强等优点，而且有效地解决了过分割问题，达到了理想的分割效果。最后，针对传统的基于区域合并的图论分割算法由于自身的“合并”特点，使得图像分割结果容易产生过分割的问题，本文提出了一种改进的基于区域合并的图论分割算法。该算法先利用区域生长法对待分割图像进行初始化聚类分割，再利用重新定义了权重函数及度量函数的基于区域合并的图论分割算法对预分割后的结果进行二次分割，得到最终的分割结果。仿真结果表明，该算法在保证分割过程中能够充分地利用图像的全局特征的前提下，很好地克服了原始算法易产生过分割的缺点，同时也证明了该改进算法对具

7、有复杂结构目标的图像有较好的分割效果。关键词：图像分割，聚类，均值漂移，模糊C均值，图论论文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTImagesegmentationisthemostbasicandimportantresearchtopicinimageprocessing,thequalityofwhichdirectlydeterminestheresultofimageextractionandrecognition.Ithasbeendevelo