彩色图像分割技术研究本科毕业论文

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彩色图像分割算法的研究与实现

彩色图像分割算法的研究与实现

彩色图像分割算法的研究与实现图像分割技术是图像处理的一个重要分支,它的目的是从含有颜色的图像中将几何形状的元素提取出来。

目前,彩色图像分割算法具有高效率、简单易行处理以及准确性方面的优势,广泛应用于机器视觉、识别等诸多领域。

本文从图像分割理论和技术基础入手,综述目前彩色图像分割算法的研究情况,包括基于阈值分割、基于模板匹配、基于区域生长和基于边缘检测等方法。

然后提出了一种基于改进的Otsu算法的彩色图像分割算法,将偏色抑制、局部阈值和K-means聚类算法相结合,最终实现了高效的彩色图像分割。

IntroductionImage segmentation is an important branch of image processing, its purpose is to extract geometric elements from color images. At present, the color image segmentation algorithm has the advantages of high efficiency, simple and easy processing and accuracy, and is widely used in many fields such as machine vision and recognition. In this paper, we review the current research on color image segmentation algorithms, including threshold segmentation, template matching, region growing and edge detection methods. Then, a color image segmentation algorithm based on an improved Otsu algorithm is presented, which combinescolor suppression, local threshold and K-means clustering algorithm to achieve efficient color image segmentation.1.本理论图像分割是图像处理的基本过程,要根据图像中所含信息,将整幅图像划分成合理的子块,从而可以实现将不同的物体背景划分开来的目的。

基于K-均值聚类算法的彩色图像分割改进算法 毕业论文

基于K-均值聚类算法的彩色图像分割改进算法  毕业论文

本科毕业论文(设计)题目:基于K-均值聚类算法的彩色图像分割改进算法教务处制二○一二年六月诚信声明本人郑重声明:本人所呈交的毕业论文(设计),是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。

毕业论文(设计)中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。

除文中已经注明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或在网上发表的论文。

特此声明。

论文作者签名:日期:年月日摘要在一幅图像中,景物往往有众多的目标组成,反映在图像中是众多的区域。

图像分割属于图像处理中一种重要的图像分析技术。

图像分割的传统方法是对灰度图像分割,处理图像的亮度分量,简单快速。

但却忽略了图像中很大一部分信息:色彩,因此分割效果不佳。

对彩色图像分割的研究一直是图像处理的焦点,它采用各种颜色空间模型,使得图像分割更全面,更精确。

本论文首先介绍了传统的图像分割与聚类算法分割,然后重点介绍一种基于K-均值聚类算法的图像改进分割方法。

实验结果表明, 改进的分割方法能够实时稳定的对目标分割提取,分割效果良好。

关键词:K-均值聚类;图像分割;聚类算法AbstractIn an image, the scene is often a large number of targets, reflected in many are- as in the image. Image segmentation is an important image analysis technique of with the luminance component of the image,simple and fast. But it ignores a large part of the information in the image: color, so the poor segmentation results.Research on color image segmentation has been the focus of image processing, which uses a variety of color space model, making the segmentation more comprehensive and more accurate.This paper first describes the traditional image segmentation and clustering algorithm to partition, and then focuses on a segmentation method based on the K- means clustering algorithm for image improvement. The experimental results show that the segmentation method can improve real-time stability of segmentation to ext- ract the target partition to good effect.Key words:K-means clustering; image segmentation; clustering algorithm目录序言 (1)1图像分割综述 (1)1.1 图像分割技术的现状和发展情况 (1)1.2 图像分割主要研究方法 (2)2 K-均值聚类算法 (2)2.1 聚类概念 (2)2.2 K-均值聚类算法 (2)3 基于K-均值聚类的彩色图像分割算法及改进 (3)3.1引言 (3)3.2 图像特征提取 (4)3.2.1 颜色特征的提取 (4)3.2.2 纹理特征的提取 (4)3.3 K-均值聚类图像分割算法的研究与改进 (5)3.4 实验结果与分析 (6)总结与展望 (8)4.1 工作总结 (8)4.2 工作展望 (8)参考文献 (9)序言在计算机视觉和图像分析中。

彩色图像分割算法的研究与实现

彩色图像分割算法的研究与实现

彩色图像分割算法的研究与实现图像分割,即将输入图像划分为多个不同的区域,这些区域可能具有不同的颜色、纹理和特性,是计算机视觉中的一个重要研究领域,可以用于图像识别、图像索引和图像建模等诸多领域。

由于它在计算机视觉、自然图像处理、机器人导航等应用中发挥着重要作用,计算机图像分割已成为计算机视觉专业目前的一个重点研究,其发展也受到了越来越多的关注。

彩色图像分割是图像分割研究的一个重要方面,其主要目的是在大规模彩色图像中比较准确地识别出各个物体,并分类地以不同的颜色表示出来。

这需要对光照、色彩、结构等图像信息进行准确的识别,以实现高精度的图像分割。

随着技术的进步,彩色图像分割的算法也逐渐完善,可以应用于不同的复杂场景,并在实际应用中取得良好的效果。

一、彩色图像分割算法的分类彩色图像分割算法可分为传统的有监督和无监督分割算法,以及近几年提出的深度学习分割算法。

1. 传统有监督图像分割算法传统有监督图像分割算法属于基于特征的算法,它基于明确的前景背景特征信息,采用距离函数或概率函数来衡量前景背景的相似度,从而实现分割过程。

传统的有监督图像分割算法主要包括分水岭算法、分层模型分割算法、K-means算法、模板匹配算法等。

2.传统无监督图像分割算法传统无监督图像分割算法属于基于数据的分割方法,主要基于图像数据分析,利用像素灰度值之间的相似性和差异性,进行图像分割。

传统的无监督图像分割算法大多通过构建图的联通成分,并利用联通成分及其属性来决定每个前景或背景的边界,常见的有区域生长法、聚类算法等。

3.深度学习图像分割算法深度学习图像分割算法是近几年比较流行的分割算法,它基于神经网络模型,可以自动从图像中学习有效的特征,从而实现高准确率的图像分割。

目前,深度学习图像分割算法主要有残差网络(ResNet)、卷积神经网络(CNN)、U-Net、Fully Convolutional Network(FCN)、DeepLabV3+等。

基于颜色空间的图像分割算法研究

基于颜色空间的图像分割算法研究

基于颜色空间的图像分割算法研究一、简介图像分割是数字图像处理中的重要内容,其目的是将一张图像分成不同的部分或区域。

图像分割在计算机视觉、机器人、医学图像以及自然图像的分析等方面有着广泛的应用。

基于颜色空间的图像分割算法是图像分割领域中的一种常见方法,本文将从该方法的原理、实现及优化方面进行研究。

二、基于颜色空间的图像分割算法原理基于颜色空间的图像分割算法的原理是:在RGB、HSI、HSV、LAB等颜色空间中,将图像像素的颜色信息利用聚类分析的方法分类,从而得到不同的区域。

其中,RGB色彩空间以红、绿、蓝三原色的亮度为基础,可以展现出色彩的真实性,但缺乏人眼的视觉特性;HSI色彩空间是将RGB色彩空间转换至色相(H)、饱和度(S)、强度(I)三方向,用于描述颜色的感性特征。

HSV色彩空间是将RGB色彩空间转换至色调(H)、饱和度(S)、亮度(V)三方向。

LAB色彩空间是基于三个属性:L(亮度)、A(色彩在绿-红轴上的位置)、B(色彩在蓝-黄轴上的位置)。

三、基于颜色空间的图像分割算法实现基于颜色空间的图像分割算法的实现步骤如下:1.选择合适的颜色空间转换成灰度图像;2.确定聚类中心,对灰度图像进行聚类,确定不同的区域;3.利用聚类得到的分割结果对原图像进行分割,得到不同的区域。

四、基于颜色空间的图像分割算法优化基于颜色空间的图像分割算法的优化主要从以下几个方面:1. 颜色空间选择:应选择适合特定应用场合的颜色空间。

例如,应选择HSV颜色空间来提取彩色图像中特定颜色物体的信息;2. 聚类算法:应选择合适的聚类算法,不同聚类算法适用于不同的分割结果;3. 深度学习方法:利用深度学习方法实现图像分割可以提高分割的准确性和效率;4. 视频图像分割:对于视频图像分割,可以将前一帧的分割结果作为后一帧的初始聚类中心,以减少重复计算。

五、总结基于颜色空间的图像分割算法是图像分割领域中的常见方法之一,在医学图像、机器人、计算机视觉等领域有着广泛的应用。

彩色图像分割算法的研究与实现

彩色图像分割算法的研究与实现

彩色图像分割算法的研究与实现以《彩色图像分割算法的研究与实现》为标题,写一篇3000字的中文文章近年来,随着计算机处理图像技术的发展与进步,彩色图像分割技术更加成熟,越来越受到科学家和工程技术人员的青睐。

图像分割作为图像处理中最基础的步骤,具有重要的研究价值和应用前景,是自然图像处理和计算机视觉问题的关键技术。

本文从图像分割的概念出发,主要研究彩色图像分割的算法,并结合自然图像处理算法、模型及相关算法,分析彩色图像分割技术的研究现状,介绍其基本原理和特性,并结合实际应用,对彩色图像分割算法进行理论研究和实现。

首先,本文介绍了彩色图像分割的基本概念。

彩色图像分割是指从彩色图像中提取出目标物体的一种处理技术,是机器视觉中最基础的技术。

彩色图像分割的主要任务是在彩色图像中提取出感兴趣的对象,将这些对象以及背景分割开来。

很多研究表明,彩色图像分割是图像处理中重要的技术,可以提供有效的细化和分离结果,能够大大提高机器视觉系统的准确性和性能。

其次,本文讨论了彩色图像分割算法的研究现状。

彩色图像分割算法分为两类:基于特征的算法和基于模型的算法。

基于特征的算法,如图像阈值处理算法、大津法、有限水平道算法和亚像素分割算法,是基于图像的像素值和灰度值来分割图像的。

基于模型的算法,如聚类分割、优化算法、机器学习方法等,是基于图像的外观特征信息来分割图像的。

由于基于特征的算法是基于图像的像素值和灰度值来分割图像的,所以彩色图像分割的效果不如基于模型的算法。

最后,本文针对彩色图像分割算法进行了理论研究和实现。

针对彩色图像分割技术,可以从两个方面进行实现。

一是在彩色图像分割技术的理论基础上,利用计算机软件,在处理器上实现分割算法,并编写程序,利用图像处理软件将图像分割结果显示出来。

二是结合机器视觉系统,利用硬件设备实现图像分割功能,可以进一步提高彩色图像分割功能的准确性和性能。

综上所述,彩色图像分割技术是图像处理中重要的技术,目前发展很快,因此本文讨论了彩色图像分割技术的基本原理,分析了彩色图像分割算法的研究现状,并对彩色图像分割算法进行了理论研究和实现。

基于matlab的图像分割及其应用毕业设计论文[管理资料]

基于matlab的图像分割及其应用毕业设计论文[管理资料]

基于MATLAB的图像分割及其应用摘要: 近年来,由于科技的迅猛发展,计算机性能越来越好,图像处理系统的价格的日益下降,图像处理在众多科学领域与工程领域得到广泛的利用。

从图像处理过渡到图像分析的关键步骤就是图像分割,所以说图像分割在图像工程中占据着重要的位置。

在图像分析中,图像分割的任务就是把分成互不重叠的有意义的区域,以便进一步的对图像进行处理、分析和应用。

图像分割是图像特征提取和识别等图像理解的基础,对图像分割的研究一直是数字图像处理技术研究中的热点和焦点。

本文主要对图像分割算法进行了分析、分类、归纳和总结。

并应用Matlab进行了仿真实验,在基于L*a*b 的空间彩色分割主要用到的函数是色彩空间转换函数makecform和applyccform,通过计算图像中像素点与样本像素点的距离来判断这个像素点的颜色进行分割。

基于纹理滤波器的图像分割主要使用entropyfilt函数创建纹理图像,使用bwareaopen函数显示图像的纹理底部纹理。

由于纹理特征的复杂性,每一种算法在对纹理特征处理分析的时候都会有它的缺陷和局限性。

利用边缘检测方法对细胞图像进行了分割实验,结果与传统方法相比,轮廓提取更为精确,且最大程度的保留了内部细胞核的轮廓。

同时指出了基于阀值的分割方法、基于边缘的分割方法、基于区域的分割方法等各类方法的特点,为不同的应用场合及不同的图像数据条件下选择不同的分割算法提供了一些依据。

关键词:Matlab 图像分割分割算法Image Segmentation Based on MATLAB and Its Application Abstract: In recent years, the rapid development of science and technology, computer performance is getting better, declining prices image processing system, image processing is widely utilized in many fields of science and engineering fields. The transition from image processing to image analysis, image segmentation is the key step,so that the image segmentation occupies an important position in the image project. In the image analysis, image segmentation task is to put into meaningful nonoverlapping region, in order to further the image processing, analysis and application. Image segmentation is the basis of the image feature extraction and recognition, image understanding, image segmentation research has been the digital image processing technology research hot spots and focus. This paper focuses on image segmentation algorithms are analyzed, classified and summarized. Application of Matlab simulation and experiments, based on L * a * b color space is divided main functions used color space conversion functions makecform and applyccform, by calculating the distance between the image pixels and pixel sample to determine the pixel color segmentation. Image segmentation based on texture filter mainly use entropyfilt function to create a texture image using bwareaopen function displays an image texture bottom texture. Because of the complexity of the texture features of each algorithm when processing analysis of texture features will have its flaws and limitations. Using edge detection method for cell image segmentation experimental results compared with the traditional method, contour extraction more accurate, and the greatest degree of retention of the internal contours of the nucleus. Also pointed out that the threshold-based segmentation method, based on the edge of the segmentation method, based on the characteristics of various types of region segmentation method method, choose different segmentation algorithms for the different applications and different conditions of image data provides some basis.Keywords: Matlab Image segmentation Segmentation algorithm目录目录1 前言 (1)图像分割概述 (1)研究背景及目的 (1)论文内容及结构 (2)2 MATLAB简介 (3)MATLAB软件介绍 (3)MATLAB概况 (3)MATLAB技术特点 (3)3 图像分割技术概述 (6)图像分割的定义 (6)图像分割的几种方法 (6)阈值分割 (6)区域分割 (7)边缘分割 (8)直方图法 (9)图像分割算法的分析比较 (9)本章小结 (13)4 图像分割仿真实验 (14)L*a*b空间的彩色分割 (14)Lab颜色空间 (14)颜色空间转换 (15)图像的空间彩色分割 (15)基于图像纹理的图像分割 (19)图像纹理的定义 (19)图像纹理的分类 (19)图像纹理提取方法 (19)使用MATLAB中的纹理滤波器分割图像 (19)其他图像分割算法的简单实例 (23)阈值分割 (25)最大信息熵算法 (27)门限分割 (28)图像分割检测细胞图像 (30)本章小结 (35)5 总结与展望 (36)参考文献 (37)致谢 (38)附录 (39)1前言图像分割概述图像的研究和应用中,人们往往对图像中的某些部分感兴趣,这些感兴趣的部分一般对应图像中特定的、具有特殊性质的区域(可以对应单一区域,也可以对应多个区域),称之为目标或前景;而其他部分称为图像的背景。

毕业设计(论文)-基于聚类分析的图像分割的研究和应用

毕业设计(论文)-基于聚类分析的图像分割的研究和应用

本科毕业论文(设计)题目:学院:信息工程学院专业:计算机科学与技术姓名:指导教师2008年6月5日基于聚类分析的图像分割的研究和应用摘要聚类分析是数据挖掘的重要研究内容之一,在识别数据的内在结构方面有极其重要的作用。

数据挖掘技术是近几年国内迅速开始发展起来的一门新技术,其研究涉及机器学习、神经网络、统计学多个学科领域的知识,其发展对未来社会的各个领域的作用将会越来越大。

图像分割是图像分析中的一个基本问题,随着技术的进步,图像使用的越来越多,对图像的分割也越来越引起人们的重视。

本文主要是通过数据挖掘中聚类分析算法对图像进行分割。

本文首先简要概述了本课题的背景、国内外动态;其次又详细介绍了数据挖掘的基本知识和聚类分析的各种算法;然后具体给出了如何利用聚类分析中的k-means算法在RGB和HSV颜色空间下实现图像分割;最后,通过图像分割系统在遥感中的应用,验证系统的有效性。

关键词数据挖掘聚类分析图像分割k-means HSVThe research and application ofimage segmentation based on clustering analysisABSTRACTClustering analysis is one of the most important directions of research of data mining and it plays an important role in the identification of data's intrinsic structure aspect. Data mining is a new technology which has developed rapidly in recent years. Its study involves machine learning, neural network, statistics and many other subjects and its development has been more and more significant to every field of the society. Image segmentation is one of the basic problems of image analysis. With the development of technology, the image will be used more widely and image analysis will get more and more people’s closer attention.This paper mainly uses clustering analysis of data mining to implement image segmentation. It first briefly outlines the topic’s background, the domestic and foreign tendencies. Next, it introduces detailed basic acknowledge of data mining and every algorithm of clustering analysis. Then it realizes the function of image segmentation by k-means algorithm under the colorful space of RGB and HSV. At last, the application of the image segmentation system in remote image will be used to test its validation.KEYWORDS Data Mining Clustering Analysis Image Segmentation K-means HSV目录1.前言 (1)1.1 研究的目的和意义 (1)1.2 国内外研究动态 (1)1.3 研究的主要内容和论文结构 (2)2.数据挖掘中的聚类分析技术 (4)2.1 数据挖掘概述 (4)2.1.1 数据挖掘基本概念 (4)2.1.2 数据挖掘的分类 (4)2.1.3 数据挖掘过程 (5)2.1.4 数据挖掘方法 (6)2.2 聚类分析算法介绍 (7)2.2.1 聚类概念 (8)2.2.2 聚类分析算法的类别 (8)3.基于K-means聚类算法图像分割系统的设计与实现 (15)3.1 图像分割 (15)3.2 RGB和HSV颜色空间 (15)3.2.1 RGB颜色空间 (15)3.2.2 HSV颜色空间 (16)3.2.3 RGB与HSV颜色空间比较 (16)3.3 图像分割系统的整体设计 (17)3.3.1 系统的整体功能模块设计 (17)3.3.2系统的整体处理流程设计 (17)3.4 图像分割系统的实现 (18)3.4.1 系统实现环境 (18)3.4.2 各功能模块实现 (18)3.2 实验分析 (22)4. 遥感图像在图像分割系统的应用 (23)4.1 遥感的基本概念 (23)4.1.1 遥感的定义 (23)4.1.2 遥感的基本原理 (23)4.1.3 遥感数据的分类 (23)4.2 遥感图像分割 (24)4.2.1 遥感图像的RGB颜色空间下图像分割 (24)4.2.2 遥感图像的HSV颜色空间下图像分割 (25)4.2.3 RGB和HSV颜色空间下图像分割效果比较 (26)总结 (27)谢辞 (28)参考文献 (29)1.前言1.1 研究的目的和意义聚类分析研究有很长的历史,几十年来,其重要性及其研究方向的交叉特性得到人们的肯定。

彩色图像分割算法的研究与实现

彩色图像分割算法的研究与实现

II
重庆大学硕士学位论文
英文摘要
eigenspace instead of color space is also explained carefully. Later, in order to better the segmenting effects, we further applied the weight transforming to the data and induced the concept of direction of cluster distribution to FCM. In the end, the detailed algorithm and experiments were given. Our experiments demonstrate that our method is effective and can obtain preferable results when segmenting color images with shadows and faculae. In the very end, based on a summary of the research results, several questions for further research and exploration are proposed. Keywords: color image segmentation, principal component analysis Fuzzy C-Means Clustering, eigenspace
(3) On the basis of PCA and Fuzzy C-Means Clustering (FCM), a new algorithm

基于MATLAB的彩色空间分割设计

基于MATLAB的彩色空间分割设计

基于MATLAB的彩色空间分割设计本科毕业设计题目基于MATLAB的彩色空间分割设计专业通信工程作者姓名李健学号2011201812单位物理科学与信息工程学院指导教师申哲2015 年5 月教务处编原创性声明本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师指导下,独立进行研究取得的成果。

除文中已经引用的内容外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。

对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均在文中以明确的方式表明。

本人承担本声明的相应责任。

学位论文作者签名:李健日期:2015.5指导教师签名:申哲日期:2015.5目录摘要 0Abstract (1)前言 01.绪论 (1)1.1图像分割技术的背景和研究意义 (1)1.2图像分割的发展历程 (1)1.3图像分割在应用发展中的难点 (2)2.图像分割预处理 (2)2.1图像平滑 (3)2.2灰度调整 (5)灰度调整原理 (5)灰度调整在MATLAB中实现及效果分析 (6)3.彩色图像分割概述 (7)3.1彩色空间中的图像分割 (8) (8) (9)3.2基于阈值的图像分割原理 (9)3.3聚类分割算法 (10) (10) (12)4. 彩色图像分割在MATLAB中的实现 (13)4.1彩色空间中的图像分割在MATLAB中的实现 (13)4.2基于阈值的图像分割在MATLAB中的实现 (15)4.3聚类分割在MATLAB中的实现 (18) (18) (21)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (28)摘要彩色图像分割是彩色图像处理的重要问题,彩色图像分割可以看成是灰度图像分割技术在各种颜色空间上的应用。

针对当前彩色图像分割应用越来越普遍的现象,为了使人们对当前彩色图像分割方法有较详细的了解,因此对彩色图像分割方法进行了研究,提出了彩色空间分割、聚类分割和基于阈值的图像分割三种彩色图像的分割设计,报告了图像分割技术的背景及研究意义,图像分割的发展历程以及图像分割在应用发展中的难点,解决了对灰度图像传统分割方法中丢失色彩信息、分割效果不佳的问题,达到了图像分割后信息更全面、分割更精确、对目标实时提取更稳定的效果。

彩色图像分割算法的研究_1_3课题研究内容_12_14

彩色图像分割算法的研究_1_3课题研究内容_12_14

分量与人的视觉不一致。

另外,颜色聚类一般是在三维空间进行的,L.Lucchese 和S.K.Mitra等人提出一个新的方法,与其它聚类方法不同,该方法在二维空间进行聚类。

它首先在包含色度信息的2D空间找聚类,接下来在1D亮度空间用适当的聚类与之发生关联,从而生成最终的聚类。

该方法采用了C-均值算法,整个聚类只需迭代一次。

由于聚类数随着聚类过程变化,因此不必事先知道聚类数量。

该方法依赖于两个参数:类间平均距离和类内平均距离,由于不同的图像在色度图中点的分布不同,因而不可能设置对任何图像都适用的参数。

Arthur R.Weeks等人提出了一种修改的C-均值算法。

该算法采用了HSI空间,首先将图像的每一个像素看成是一个由色调、饱和度和亮度组成的三维矢量,然后采用K-均值算法聚类。

采用该算法,首先要随机选择M个初始聚类中心,然后再逐像素扫描来确定描述每个像素的最好聚类。

因此,最后的分割结果与初始聚类中心有关。

同时,该方法将每个颜色分量等同对待,与人实际理解图像时的视觉特性不一致,由于人对色调最敏感,上面算法的一个修改就是将色调与饱和度和亮度分开,然后分开聚类。

Elisaber等人基于YES颜色空间,提出一种采用区域分割的分裂与合并方法进行彩色图像分割的算法。

该方法在假定三个颜色通道相互独立的情况下,采用自适应Bayesian方法首先标出各颜色区,然后结合边缘信息进行有意义的区域分割。

但是,在多数图像中要求三个颜色通道相互独立是不合理的。

应用领域的不同、图像质量的好与坏以及图像色彩的分布和结构的差异决定了很难找到一种通用的方法,以解决由于这些客观因素所引起的图像分割问题。

目前普遍采用的技术是根据实际情况组合不同的方法,分层次的分割图像,针对可能遇到的特殊问题,研究新的方法策略。

这也反映了今后彩色图像分割的一种发展趋势。

1.3课题研究内容从目前彩色图像的研究看,在特定的颜色空间采用聚类方法存在以下几个方面的问题:首先是聚类中心的选择问题,因为现今的聚类算法往往都与聚类中心的选择有关,是否有一个良好的聚类中心直接影响到分割的效果和收敛速度。

彩色图像分割技术分析与研究

彩色图像分割技术分析与研究

科技信息0.引言人类获得外界信息主要来源于视觉,视觉所获取的图像信息具有其它信息所无可比肩的直观性和易理解性,因此利用计算机处理所获得的图像信息成为研究热点。

由于早期设备的限制,主要的图像处理是处理灰度图像,随着科技发展,彩色图像处理得到了越来越多的重视,彩色图像分割作为图像分割的一个重要分支,其研究意义不言而喻。

1.彩色图像分割概述如果将数字图像处理分为三种层次(即低级、中级、高级处理),图像分割则属于中级处理技术中的一种,它是图像识别和图像理解的基本前提,图像分割质量的好坏直接影响后续图像处理的效果[1],如图1所示。

图1图像分割在图像处理过程中的作用所谓图像分割是指将图像中具有特殊涵义特征的不同区域区分开来,这些区域是互相不交叉的,每一个区域都满足特定区域的一致性,这里的特征可以是颜色、纹理、形状、空间关系等,也可以是它们的组合。

分割的程度由需要解决的问题决定,即分割是否停止取决于目标对象是否被分割出。

现有的彩色图像分割方法基本上可归结为两种:第一种是把彩色图像转化为灰度图像,再用灰度图像的分割算法进行分割。

第二种是基于图像颜色信息的分割方法,把颜色信息作为图像分割的主要依据,此分割方法主要有两个方面:一是选择合适的颜色空间,二是选择合适的分割方法[2]。

2.常用的颜色空间颜色空间是进行彩色图像分割的理论基础,选择合适的颜色空间至关重要。

目前表达颜色的颜色空间有很多种,各自效用不同。

最基本的颜色空间是RGB 颜色空间,其它颜色空间都是经过其线性或非线性变换而来的。

由于对颜色的感知是非线性的,颜色的指定并不是直观的,所以此空间的应用范围是局限的,并不适用基于颜色信息的分割。

CMY 空间与RGB 空间相对应,三基色为青、品红、黄,是通过颜色的相减来产生其他颜色的,因此被称为相减混色模式。

此空间被广泛应用于印刷技术,同样并不适用于图像处理领域。

YIQ 颜色空间被美国电视系统定义为一种彩色电视信号传输格式(NTSC 系统),Y 表示颜色的亮度,I 和Q 联合起来表示图像的色调和饱和度。

图像分割毕业论文

图像分割毕业论文

图像分割毕业论文图像分割毕业论文图像分割是计算机视觉领域的一个重要研究课题,它的目标是将一幅图像分割成若干个具有独立语义的区域,以便进一步对图像进行分析和理解。

在现代科技的推动下,图像分割技术得到了快速的发展,并在许多领域得到了广泛的应用,如医学影像分析、智能交通系统、机器人导航等。

一、图像分割的意义和挑战图像分割在计算机视觉中具有重要的意义。

首先,它可以帮助我们理解图像中的物体和场景,从而为后续的图像分析和理解提供基础。

其次,图像分割可以用于目标检测和识别,例如在智能交通系统中,通过对车辆和行人进行分割,可以实现车辆计数和行人跟踪等功能。

此外,图像分割还可以用于图像编辑和合成,例如在电影特效中,通过对前景和背景进行分割,可以实现虚拟场景的合成。

然而,图像分割面临着许多挑战。

首先,图像中的物体形状和纹理各异,使得分割算法难以适应各种情况。

其次,图像中的噪声和光照变化会干扰分割结果的准确性。

此外,图像分割还需要考虑到算法的效率和实时性,尤其是在大规模图像数据处理和实时应用中。

二、图像分割的方法和技术在图像分割的研究中,有许多经典的方法和技术被提出。

其中,基于阈值的分割方法是最简单和常用的方法之一。

该方法通过设定一个或多个阈值,将图像中的像素划分为不同的区域。

然而,基于阈值的方法对于光照变化和噪声敏感,且无法处理复杂的图像。

为了克服这些问题,许多基于区域的分割方法被提出。

该方法将图像中的像素划分为具有相似特征的区域,例如颜色、纹理和形状等。

这种方法可以有效地处理光照变化和噪声,但对于具有复杂边界的物体分割效果不佳。

近年来,深度学习技术的兴起为图像分割带来了新的突破。

基于深度学习的分割方法利用卷积神经网络(CNN)对图像进行特征提取和分析,从而实现更准确和鲁棒的分割结果。

例如,全卷积网络(FCN)通过将全连接层替换为卷积层,实现了像素级的分割。

此外,还有许多基于FCN的改进方法被提出,如U-Net、SegNet等。

彩色图像分割算法的研究_1_3_2颜色聚类工作_14

彩色图像分割算法的研究_1_3_2颜色聚类工作_14

的方案则是在均匀颜色空间Lab中基于色差最小原则实现的。

1.3.2颜色聚类工作在颜色域进行聚类的时候,如何针对聚类算法的弱点,即聚类算法对聚类中心的敏感问题给出解决方案以提高图像分割的质量呢?现在一般的算法要么随机选取聚类中心,要么采用简单的选取方法,如按照像素的多少来选择特定数目的聚类中心、手工选取聚类中心等等,这样做难免会使得一部分颜色在聚类的过程中损失掉,人机交互也相对变的复杂。

本文则是结合人类的视觉特性,对聚类中心进行选择,同时确定聚类的数目,整个聚类过程无需人为的干预,并且给出了颜色散度的评价函数,从用户的期望和图像的损失方面给予有效的权衡。

另外,对HSI颜色空间进行研究,在此空间的基础上,对FCM算法中常用的欧氏距离进行改进,体现亮度对色调和饱和度的影响,改善了分割质量,特别是当图片的照度不均匀时,效果尤为明显。

1.3.3区域生长工作在颜色聚类过程结束以后,区域生长步骤就变得更为容易了,因为在这个阶段中无需进行相似性的计算,而只是确定颜色上归于一类的像素在物理空间上是否相邻。

因此算法速度大大加快。

综上所述,本文不仅提出了有效改进聚类算法的解决方案,另一方面从分割质量和分割速度方面考虑,结合了颜色域和空间域的特性,以系统的形式体现彩色图像的分割,其间结合了部分颜色空间的优点,提高了图像分割的质量。

以上是从改进算法的角度上来阐述,从应用上来看,有效的彩色图像分割结果有利于有效的进行目标识别、特征提取、图像检索等步骤。

在实际的应用中,通常将彩色图像转化为灰度图像来处理,然而当遇到这样的情况,即在视觉上差别很大的颜色反映在灰度图中灰度值是相近时,就会给分割造成一定的困难,相比而言基于彩色信息的分割是更有应用前景的。

1.4论文结构论文在第1章介绍了本课题的研究背景和研究意义,阐述了图像分割在图像6。

图像分割 毕业论文

图像分割 毕业论文

图像分割毕业论文图像分割是计算机视觉领域的一个重要研究课题,旨在将图像中的不同物体或者区域分割出来,从而对图像进行进一步的分析和理解。

图像分割在许多应用中都起着关键的作用,比如目标检测、图像编辑、医学影像分析等。

本文将从图像分割的定义、方法和应用等方面进行探讨。

首先,图像分割的定义是将一幅图像分割成具有语义或者几何意义的子区域。

这意味着图像分割不仅仅是简单的像素分类,而是要根据图像中物体的特征和上下文信息将其分割开来。

图像分割可以分为基于阈值的分割和基于区域的分割两种方法。

基于阈值的分割是通过设定一个或多个阈值,将图像中的像素分为不同的类别。

而基于区域的分割则是将相邻的像素组合成具有相似特征的区域。

其次,图像分割的方法有很多种,其中比较常用的有基于边缘的分割、基于区域的分割和基于深度学习的分割。

基于边缘的分割方法通过检测图像中的边缘来实现分割,常用的算法有Canny边缘检测算法和Sobel算子等。

基于区域的分割方法则是将图像分成具有相似特征的区域,常用的算法有基于区域生长的算法和基于分水岭的算法等。

最近几年,基于深度学习的分割方法取得了很大的突破,通过训练深度神经网络来实现图像分割,这种方法在一些大规模数据集上取得了很好的效果。

图像分割在许多领域都有广泛的应用。

在目标检测中,图像分割可以帮助将图像中的目标从背景中分割出来,从而更准确地进行目标识别和定位。

在图像编辑中,图像分割可以将图像中的不同物体分割出来,实现对不同物体的独立处理。

在医学影像分析中,图像分割可以帮助医生更好地分析和诊断疾病,比如肿瘤的分割和定位等。

此外,图像分割还在无人驾驶、视频监控等领域有着重要的应用。

然而,图像分割仍然面临一些挑战和困难。

首先,图像中的物体形状和大小各异,这使得分割算法需要具有一定的鲁棒性和适应性。

其次,图像中的噪声和纹理等因素会对分割结果产生影响,因此算法需要具备一定的抗噪性。

另外,图像分割的计算复杂度较高,特别是在大规模数据集上的应用,需要考虑算法的效率和实时性。

图像分割毕业论文

图像分割毕业论文

第一章绪论1.1课题的研究背景及意义随着信息技术的开展和不断深入,人们越来越多的利用计算机来帮助人类获取与处理各种信息。

据统计,在人类从外界获得的信息中有75%左右是来自视觉或者说图像信息,它是人类最有效的信息获取和交流方式,图像也因为其所含的信息量大、表现直观而在近年得到的广为宣传和应用的多媒体中占据了重要的地位。

图像分割是一种根本的计算机视觉技术,是从图像处理到图像分析的关键步骤。

图像分割就是将图像表示为物理上有意义的连通区域的集合,是进行图像分析的第一步工作,也是解决起来比较困难的一个问题。

对于那些基于图像分割结果的接下来的任务,如特征提取、目标识别等的质量的好坏都取决于是否有一个质量比较好的图像分割结果,有效合理的图像分割能够为基于内容的图像检索、对象分析等抽象出十分有用的信息,从而使得更高层的图像理解成为可能[1]。

1.1.1图像分割在数字图像处理中的地位为了弄清图像分割在数字图像处理中所处的地位,我们引入并使用“图像工程〞这个概念。

图像技术在广义上是各种与图像有关技术的总称。

图像技术种类很多,跨度很大,但可以将它们归在一个整体框架一一“图像工程〞之下。

图像工程是一个对整个图像领域进行研究应用的新科学,它的内容非常丰富,根据抽象程度和研究方法等的不同可分为三个有特点的层次〔如图1-1所示〕:图像处理、图像分析和图像理解[2]。

图1-1图像分割在图像工程中的位置图像处理着重强调在图像之间进行变换以改善图像的视觉效果。

图像分析那么主要是对图像中感兴趣的目标进行监测和测量,以获得它们的客观信息从而建立对图像的描述。

图像理解的重点是在图像分析的根底上,进一步研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系,并得出对原始成像客观场景的解释,从而指导和规划行动。

图像处理、图像分析和图像理解具有不同的操作对象,参考图1-1图像处理是比较低层的操作,它主要在图像像素级上进行处理。

图像分析那么进入了中层,它侧重于对像素集合到目标的表达测量描述。

彩色图像分割的国内外研究现状

彩色图像分割的国内外研究现状

1.阈值分割方法阈值分割方法的历史可追溯到近40年前,现已提出了大量算法,对灰度图像的取阈值分割就是先确定一个处于图像灰度取值范闱之中的灰度阈值,然后将图像中各个象素的灰度值都与这个阈值相比较,并根据比较结果将对应的像素分为两类。

这两类像素一般分属图像的两类区域,从而达到分割的目的。

从该方法中可以看出,确定一个最优阈值是分割的关键。

现有的大部分算法都是集中在阈值确定的研究上。

阈值分割方法根据图像木身的特点,可分为单阈值分割方法和多阈值分割方法;也可分为基于像素值的阈值分割方法、基于区域性质的阈值分割方法和基于坐标位罝的阈值分割方法。

若根据分割算法所有的特征或准则,还可以分为直方图与直方图变换法、最大类空间方差法、最小误差法与均匀化误差法、共生矩阵法、最大熵法、简单统计法与局部特性法、概率松弛法、模糊集法、特征空间聚类法、基于过渡区的阈值选取法等。

目前提出了许多新方法,如严学强等人提出了基于量化直方图的最大熵阈值处理算法,将直方图量化后采用最大熵阈值处理算法,使计算量大大减小。

薛贵浩、帝毓晋等人提出基于最大类间后验交叉熵的阈值化分割算法,从目标和背景的类间差异性出发,利用贝叶斯公式估计像素属于目标和背景两类区域的后验概率,再搜索这两类区域后验概率之间的最大交叉熵。

这种方法结合了基于最小交叉熵以及基于传统香农熵的阈值化算法的特点和分割性能,取得很好的通用性和有效性,该算法也容易实现二维推广,即采用二维统计量(如散射图或共生矩阵)取代直方图,以提高分割的准确性。

俞勇等人提出的基于最小能量的图像分割方法,运用了能量直方图来选取分割阈值。

任明武等人提出的一种基于边缘模式的直方图构造新方法,使分割阈值受噪声和边缘的影响减少到最小。

程杰提出的一种基于直方图的分割方法,该方法对Ostu准则的内在缺陷进行了改进,并运用对直方图的预处理及轮廓追踪,找出了最佳分割阈值。

此方法对红外图像有很强的针对性。

付忠良提出的基于图像差距度量的阈值选取方法,多次导出Ostu方法,得到了几种与Ostu类似的简单计算公式,使该方法特别适合需自动产生阈值的实时图像分析系统。

彩色图像分割方法(答辩)

彩色图像分割方法(答辩)

速度与精度权衡
我们分析了所提出方法在 不同计算资源下的速度与 精度表现,以确定其在实 际应用中的适用性。
与现有方法的比较
方法对比
我们将所提出的方法与现 有的先进方法进行了比较, 以突显其优势和特点。
优缺点分析
我们深入分析了所提出方 法的优点和局限性,并提 出了改进的方向。
未来工作
我们展望了所提出方法在 未来的潜在应用和发展方 向。
80%
全卷积网络(FCN)
通过将卷积神经网络与反卷积神 经网络相结合,实现像素级别的 图像分割。
100%
U-Net
一种对称的卷积神经网络结构, 主要用于医学图像分割,具有较 好的分割效果。
80%
条件随机场(CRF)
一种概率图模型,可以用于对像 素级别的分割结果进行精细调整 ,提高分割精度。
混合方法
动态场景的处理
视频分割算法
针对视频序列,采用基于帧间信 息的分割算法,如光流法、背景 减除法等,实现动态场景的分割。
运动对象检测
利用运动检测技术,如帧间差分法、 背景减除法等,检பைடு நூலகம்出运动对象并 进行分割。
深度学习算法
利用深度学习技术,如卷积神经网 络(CNN)、生成对抗网络(GAN) 等,对动态场景进行训练和预测, 实现准确且实时的分割。
07
未来工作与展望
进一步优化算法性能
算法速度
通过改进算法结构和优化计算过程,提高彩色图 像分割的速度,以满足实时处理的需求。
准确性
深入研究图像分割的原理,优化算法参数,以提 高分割的准确性,减少误分割和漏分割。
自适应性
增强算法的自适应性,使其能够更好地适应不同 光照、颜色和纹理的图像,提高泛化能力。

图像分割算法研究与实现毕业设计(论文)

图像分割算法研究与实现毕业设计(论文)

毕业设计(论文)毕业设计(论文)图像分割算法研究与实现诚信承诺书本人郑重承诺:我所呈交的毕业论文《图像分割算法研究与实现》是在指导教师的指导下,独立开展研究取得的成果,文中引用他人的观点和材料,均在文后按顺序列出其参考文献,论文使用的数据真实可靠。

文使用的数据真实可靠。

承诺人签名:承诺人签名:日期:日期: 年 月 日图像分割算法研究与实现摘 要数字图像目标分割与提取是数字图像处理和计算机视觉领域中一个备受关注的研究分支,其中最主要的是运用MA TLAB 对图像进行仿真分割,并用各个方法进行分析、对比并得出结论。

本文主要介绍了图像分割的基本知识,从原理和应用效果上对经典的图像分割方法如边缘检测、阈值分割技术和区域生长等进行了分析。

在边缘检测时对梯度算法中的Sobel 算子、Prewitt 算子、LoG(Laplacian-Gauss)算子、Canny 算子的分割原理逐一介绍并比较各种算子的分割效果。

而阈值分割技术的关键在于阈值的确定,只有阈值确定好了才能有效的划分物体与背景,本文着重实现基于迭代法的全局阈值及基于Otsu 最大类间方差算法的自适应阈值。

此外还介绍了区域增长法,它的基本思想是将具有相似性质的像素集合起来构成新区域。

与此同时本文还分析了图像分割技术研究的方向。

向。

关键词:图像分割图像分割 MA TLAB 边缘检测边缘检测 区域生成区域生成 阈值分割阈值分割Research of Image Segmentation AlgorithmABSTRACTDigital Image Object Segmentation and Extraction is a major concern in the field of digital image processing and computer vision research branch, which the most important is the use of MATLAB for image segmentation and simulation, using each method to carry on the analysis, comparison and conclusion. This paper mainly introduces the basic knowledge of image segmentation, based on the principle and the application effect to the classic image segmentation methods such as edge detection, threshold segmentation and region growing is analyzed. In the edge detection of gradient algorithm in the Sobel operator, Prewitt operator, Log operator, Canny operator segmentation principles introduced and comparison of various operators segmentation. While the threshold segmentation technology is the key to determine a threshold , only a good threshold can effectively divide object and background, this paper focuses on the implementation of the global threshold based on iterative algorithm and based on Otsu adaptive threshold algorithm. It also introduces the regional growth method, its basicidea is to have similar properties to the pixel together constitute a new area. At the same time the paper also analyzes the research direction of image segmentation technology.Key words:Image segmentation MATLAB Edge detection Regional generation Threshold segmentation目 录1 引言 (1)1.1 数字图像分割的现状数字图像分割的现状 (1)1.2 数字图像分割的意义数字图像分割的意义 (1)2 基于MAMATLABTLAB的图像分割 (3)2.1 MA TLAB的优点 (3)3 图像分割的主要研究方法 (4)3.1 图像分割定义图像分割定义 (4)3.2 图像分割方法综述图像分割方法综述 (4)3.3 边缘检测法边缘检测法 (5)3.3.1 边缘检测原理边缘检测原理 (5)3.3.2 C ANNY算子算子 (6)3.3.3 P REWITT 算子算子 (7)3.3.4 S OBEL 算子 (8)3.3.5 L OG算子算子 (9)3.4 区域生长法区域生长法 (9)3.4.1 区域生长原理区域生长原理 (9)3.4.2灰度差准则灰度差准则 (10)3.4.3 灰度分布统计准则灰度分布统计准则 (11)3.5 阈值分割法阈值分割法 (11)3.5.1阈值分割法原理阈值分割法原理 (11)3.5.2 迭代阈值分割迭代阈值分割 (12)3.5.3 O TSU算法(最大类间方差法) (13)4 分割结果与分析 (15)4.1边缘检测结果及分析 (15)4.1.1 SOBEL算子分割结果算子分割结果 (15)4.1.2 P REWITT算子分割结果 (16)4.1.3 C ANNY算子分割结果算子分割结果 (17)4.1.4 L OG 算子分割结果算子分割结果 (17)4.1.5 边缘检测分割结果比较边缘检测分割结果比较 (18)4.2 区域生长结果与分析区域生长结果与分析 (18)4.3 阈值分割结果与分析阈值分割结果与分析 (19)4.3.1 O TSU算法求自适应阀值结果算法求自适应阀值结果 (19)4.3.2 迭代法求全局阈值迭代法求全局阈值 (19)4.4 各种图像分割方法的比较各种图像分割方法的比较 (20)5 结论 (21)参考文献 (22)谢 辞 (23)附 录 (24)1 引言1.1 数字图像分割的现状图像分割技术,是从图像中将某个特定区域与其它部分进行分离并提取出来的处理。

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幻M李修本科毕业设计(论文)(2 0 12 届)题目彩色图像分割技术研究学院______专业______________________班级08电子信息工程(2)班学号0830010006 ___________学生姓名XXX _______________________指导教师陈志刚讲师__________________________完成日期2012年3月 _______________________彩色图像分割技术研究Study on Color Image Segmentation学生姓名:XXXStudent: XXXX指导老师:陈志刚讲师Adviser: Lecturer Chen Zhigang台州学院物理与电子工程学院School of Physics & Electronics EngineeringTaizhou UniversityTaizhou, Zhejiang, China2012年3月March 2012摘要随着计算机处理能力的提高,彩色图像分割技术受到研究者们越来越多的关注。

许多研究者在这方面付出了巨大的努力,并取得了相应的成果。

本文对目前的彩色分割方法研究的基础上,提出了一种无监督的彩色图像分割算法,即合理结合边缘提取、区域生长和区域合并的方法, 实现彩色图像的分割。

实验结果表明,获得了良好的分割效果,并且易于实时性的实现。

关键词彩色图像分割;边缘检测;区域生长与合并AbstractWith the increasing in computer processing capabilities, the color image segmentation techniques more and more are concerned with by researchers. Many researchershave paid a huge effort in this regard, and obtained the corresponding results. On the basis of the current color segmentation method, an unsupervised color image segmentation algorithms have been proposed in this paper, combining of edge detection, region growing and region merging method to achieve the segmentation of color images. The experimental results show that a good segmentation results can be obtained and real-time performance can be implemented.Key wordsColor Image Segmentation; Edge Detection; Regional Growth and Merging1. 引言 (1)1.1 .课题的研究背景和意义 (1)1.2. 彩色图像分割的现状 (2)1.3. 本文的内容安排 (5)2. 彩色图像分割研究 (6)2.1. 数字图像处理概述 (6)2.2. 常用的颜色空间 (7)2.3. 彩色图像分割方法 (9)2.3.1 .阈值化方法 (10)2.3.2. 基丁边缘的分割方法 (10)2.3.3. 基丁区域的分割方法 (12)3. 无监督彩色图像分割 (13)3.1. 概述 (13)3.2. 颜色空间的转换 (14)3.3. Sobel算子边缘提取 (15)3.4. 种子的选取 (16)3.5. 区域生长与合并 (17)4 .实验结果与分析 (18)5.结论 (20)参考文献 (21)谢辞 (23)1. 引言1.1. 课题的研究背景和意义在人类所接收的信息中,有80%是来自视觉的图形信息,对获得的这些信息进行一定的加工处理也是目前一种广泛的需求,图像分割就是将图像中感兴趣的部分分割出来的技术。

在图像分割的基础上,才能对目标进行特征提取和参数测量,使得更高层的图像分析和理解成为可能。

因此,对图像分割的研究在图像处理领域具有非常重要的意义。

图像分割作为图像分析的基础,是图像分析过程中的关键步骤。

图像分割,顾名思义是将图像按照一定的方法划分成不同的区域,使得同一区域内像素之间具有一致性,不同区域问不具有这种一致性。

因为人眼对亮度具有适应性,即在一幅复杂图像的任何一点上只能识别几十种灰度级,但可以识别成千上万种颜色,所以许多情况下,单纯利用灰度信息无法从背景中提取出目标,还必须借助丁色彩信息。

由丁彩色图像提供了比灰度图像更加丰富多彩的信息,因此随着计算机处理能力的提高,彩色图像处理正受到人们越来越多的关注。

自数字图像处理问世不久就开始了图像分割的研究,吸引了很多研究者为之付出了巨大的努力,在不同的领域也取得了很大的进展和成就,现在人们还一直在努力发展新的、更有潜力的算法,希望实现更通用、更完美的分割结果。

目前,针对各种具体问题已经提出了许多不同的图像分割算法,对图像分割的效果也有很好的分析结论。

但是,由丁图像分割问题所面向领域的特殊性,而且问题本身具有一定的难度和复杂性,到目前为止还不存在一个通用的分割方法,也不存在一个判断分割是否成功的客观标准。

对丁寻找一种能够普遍适用丁各种复杂情况的准确率很高的分割算法,还有很大的探索空间。

对图像分割的深入研究不仅会不断完善对自身问题的解决,而且有助丁推动模式识别、计算机视觉、人工智能等计算机科学分支的发展。

早期由丁设备的限制,主要处理的是灰度图像。

因此针对灰色图像的分割算法比较多,也比较成熟。

随着彩色图像的需求和应用以及人们生活水平的提高,人们越来越关注彩色图像分割,也提出了一些分割方法,但这些方法大部分是灰色图像分割方法扩展出来的,因此还不能满足人们的要求。

在彩色图像分割这个领域,由丁缺少理论和评估系统的支持,必须经过大量的实验来验证一种分割算法。

虽然研究者已经提出了一些有意义的算法,但还没有一种能适应大部分图片的算法,所以进一步研究专门用丁彩色图像分割的方法,并且使它具有通用性和更好的分割效果是人们努力的方向。

1.2. 彩色图像分割的现状事实上,人们对灰度图像进行的研究较早,算法也相对成熟。

随着计算机处理速度的提高和对图像处理技术的进步,彩色图像使用越来越多,彩色图像分割在最近几年越来越引起了人们的重视,与灰度图像相比,彩色图像不仅包括亮度信息,而且还有更多的有效信息,如色调、饱和度,实际上同样景物的灰度图像所包含的信息量与彩色图像难以相比,人类对色彩的感知更敏感,一幅质量较差的彩色图像似乎比一幅完美的灰度图像更具有吸引力。

因此,对彩色图像分割方法的研究有利丁克服传统的灰度图像分割方式的不足,是一个更加广阔的研究领域。

图像分割的难点在丁如何消除噪声和图像本身模糊的干扰。

前面已经讲到目前还没有一种或者几种完善的分割方法可以按照人们的想法分割任何一幅图像。

所有现存分割方法只能针对某一类型的图像,分割的质量必须靠效果和实际的应用场景来判断。

幸运的是人类已经积累了很多经典的图像分割方法,虽然不适用所有类型的图像分割,但是这些方法却是图像分割方法进一步发展的基础。

正是因为我们站在巨人的肩膀上,从而产生了新的更有效率更准确的图像分割算法。

在早期的图像处理的研究中,图像分割的方法一般被分为2类:一类是边界法,这种方法是假设图像一定有边缘存在;另一类是区域法,这种方法认为被分割后的图像区域一定会具有某些相同的特性,不同的区域的像素则会有不同的特性。

图像分割的技术主要有4种:并行边界分割技术、申行边界分割技术、并行区域分割技术和申行区域分割技术。

如下图1-1所示:所谓的申行图像分割是指对图像的每一个像素上所做的运算或者处理不依赖图像中其他像素点处理的结果。

而在并行算法中,对图像每一个像素的处理依赖其他像素处理后的结果。

对普通的电脑处理器来说,申行分割方法当然比并行分割有明显的优势,因为并行分割必须在每个图像点完成相同的计算以后再决定是否继续处理或者放弃处理这个像素点或者区域。

这种技术明显导致了时间复杂度,但理论上它更可靠更准确。

而申行分割则简单,方便一些。

目前对彩色图像的分割已经提出了很多算法,最简单的彩色图像分割方法是直接将彩色图像的各个分量进行适当的组合转化为灰度图像,然后利用灰度图像的分割方法进行分割,该方法由丁忽略了颜色信息和亮度信息之间的关联,因而分割效果并不十分理想。

因此后来人们专门针对彩色图像乂提出了很多分割方法,如直方图阈值法、基丁区域的提取方法、边缘检测的分割方法、基丁主动轮廓模型方法、神经网络方法等等。

而且分割的图像的种类也各有不同,分割中用到的图像的模型不同(有物理模型和随机模型),分割的目的不同等,这些图像分割方法的分类也不尽相同。

把图像分割方法的发展划分为两个阶段:灰度图像分割方法阶段和彩色图像分割方法阶段。

对丁灰度图像的分割方法,人们从不同的角度提出了如直方图阈值法,区域生长法,边缘检测法,基丁分水岭的方法和神经网络的方法等等。

其中直方图法和区域生长法处理的对象是像素;边缘检测和分水岭方法则是对图像纹理基元进行处理;神经网络的方法是利用分类的思想对图像分割的方法。

无论是基丁哪种分割方法,灰度图像的分割方法都发展得比较成熟了。

对丁彩色图像的分割方法总的来说可以分为以下三类:基丁颜色特征空间的分割方法,基丁纹理特征空间的分割方法和基丁混合特征的分割方法。

基丁颜色特征空间的分割方法即是在某一种颜色空间,如RGB颜色空间或者CIE颜色空间通过颜色距离标准来融合像素,这种方法只适合丁结构简单并且颜色不多的图像;基丁纹理特征空间的分割方法是通过提取图像的像素问颜色差异,将原图像转换为纹理特征图像然后将具有相似纹理特征的像素合并起来,达到分割的效果,这种方法不能直接使用在彩色纹理图像中,因而提出了基丁混合特征的分割方法,这种方法融合了前面两种方法的思想,达到对图像的最佳分割效果。

彩色图像分割与灰度图像分割的算法相比,大部分算法在分割思想上是一致的,都是基丁像素值的相似性和空间的接近性,只是对像素届性的考察以及特征提取等技术由一维转向了多维。

这是由丁灰度图像和彩色图像存在一个主要的区别,即对丁每一个像素的描述,前者是在一维亮度空间上,而后者是在三维颜色空间上。

大部分彩色图像的分割方法或思想都是从灰度图像分割方法继承的,因此彩色图像的一部分方法与灰度图像基本相同。

但经过试验证明这些直接继承下来的方法不太适合丁大部分彩色图像,所以人们对这些方法作了一些改进。

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