基于分水岭分割的粘连颗粒图像分析技术研究

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1、分类号UDC密级编号十南大学CENTRALSOUTHUNIVERSITY硕士学位论文论文题目基于分水岭分割的粘连颗粒图像分析技术研究学科、专业电子科学与技术研究生姓名徐蔚钦导师姓名及专业技术职务许雪梅副教授原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文主要是自己的研究所得，除了已注明的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献，已在论文的致谢语中作了说明。作者签名：缝虚耋趑日

2、期：丝丛年』月卫日关于学位论文使用授权说明本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门的规定，送交学位论文。对以上规定中的任何一项，本人表示同意，并愿意提供使用。作者签名：触师签名：淖缈日期．型旺月卑日中南大学硕士学位论文摘要在医学、农业、科研、工业等应用领域，颗粒是种常见的分析测量对象，通过统计样品内所含颗粒的数目和各种特征参数，对其品质或特性进行分析。早

3、期的人工颗粒检测虽然很好地将不同特征的颗粒识别开来，但其专业性强，工作量大，效率低，精度不高。采用数字图像处理方法分离开粘连颗粒，再进行分析和测量，可以减轻劳动强度，提高工作效率和准确度，从而成为近年来国内外的研究热点。重点研究颗粒图像预处理与优化、图像分割、颗粒计数与特征分析。先对图像进行各种预处理，将图像转换为灰度图，利用图像平滑处理减少各类噪声干扰；选取合适的阈值对图像进行二值化，使颗粒从背景中分割出来。在分水岭算法分割粘连颗粒前进行图像优化，设计一种形态学滤波器，滤去图像中颗粒不规则的边缘，使互相粘连部分减少，

4、填充颗粒中的孔洞；另外通过距离变换将二值图像转换为均匀分布的灰度图，消除原始灰度图像中大量存在的“伪”局部极小值点。提出一种优化的分水岭分割算法，对灰度图进行分水岭分割，将粘连颗粒分割成单独颗粒，在分割后期，对少量过分割的小面积区域，采用面积阈值法滤去小于阈值的区域，分割更加精确。大量的实验结果表明优化算法适用于不同领域的粘连颗粒图像，具有良好的适应性与鲁棒性，处理速度快。在分水岭分割的基础上提出两种颗粒自动计数方法，并利用颗粒大小，形状，颜色等特征参数来描绘颗粒的特征，提取出各项特征参数的值。本文研究的图像分割与分析

5、算法快速准确地将粘连颗粒物体分割开来，颗粒计数准确度达到99％以上，特征参数提取结果误差小。整个算法处理速度快，准确度高，具有良好的实时性与适应性，为颗粒识别与归类打下良好的基础。关键词：颗粒图像，形态学处理，分水岭分割，自动计数，特征提取中南大学硕士学位论文AbstractParticlewascommonanalyzedandmeasuredobjectinindustry,agriculture，medicine，scientificresearchetc．Wccouldanalyzetheirqualityan

6、dcharacteristicbycountingthenumbersandextractingtheirfeatures．Althoughmanualobservationcouldidentifyandclassifydifferentparticles，itWaScomplicated，inefficient．Adoptingimageprocessingtoanalyzeandmeasureparticles，whichCaneasyworkintension,enhancetheefficiencyandac

7、curacyofwork．Asaresult,itbecamearesearchhotspotinrecentyears．Themainresearchesofthisthesisincludeimagepre-proeessandimprove，imagesegmentationandcounting，parameteranalyses．Firstlythisthesisintroducessomepre-processing，suchasconvertingimagetograyscaleimage，itremov

8、edunwantedcolorinformation；Usingmedianfilteringalgorithmforimagesmoothingtoremovekindsofnoise；UsingOtsualgorithmtoselecttheappropriatethresholdforimagebinarization,th