《基于MATLAB的数字图像分割的研究与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于MATLAB的数字图像分割的研究与实现（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本科毕业论文（设计）题目：基于MATLAB的数字图像分割的研究与实现学 院：计算机与信息工程学院 学生： 学 号： 专 业： 年 级： 完成日期： 2012年04月 指导教师： . . .基于MATLAB的数字图像分割的研究与实现摘要：视觉和听觉是我们认识和感知外部世界的主要途径，而视觉又是其中最重要的，因此要想更细致、全面地把握这些图像信息就需要对其进行必要的处理。在数字图像处理的研究和应用中很多时候我们只对图像的某些部分和特征感兴趣，此时就需要利用图像分割技术将所需的目标与图片的其他部分区分开，以供我们对图像进一步研究和分析。图像分割即通过一些必要的算法把图像中有意义的部分或特征提取出来，
2、将图像分为若干有意义的区域，使得这些区域对应图像中的不同目标，进而能够对所感兴趣的区域进行研究。基于图像分割技术在图像处理之中的重要性，本研究在此对图像分割的一些经典算法进行了学习和对比，并通过MATLAB对其进行了实验，通过不同的算法对不同的图片进行处理，分析其优缺点，以便在进行图像分割时可以根据图片的特征选择合适的算法。关键字：数字图像；分割；MATLABThe Research and Implementation of Digital Image Segmentation Based on the MATLABAbstract : Vision and auditory are the
3、 main ways which we use to understand and perceive the world outside, while vision is the most important. Therefore, its require to process the image data to grasp them more painstaking and completely. In digital image processing of research and application we are only interested to some parts of th
4、e image and characteristic in many times, then you need to use the image segmentation technology to separate the goal and the picture for other parts for our further research and analysis of the image.Image segmentation is dividing the image into some significant areas through some necessary algorit
5、hms, then make these areas corresponding to different goals and we can do some research about the areas we are interested to. Based on the importance of image segmentation technology in image processing, I compared several classical algorithms of image segmentation. In the meanwhile, I used the MATL
6、AB to do some research and to process the various images with different algorithms so that its convinent to find the advantages of these algorithms. Then, I can base on the characteristics of the images to choose the suitable algorithms when to make some digital image segmentation.Key words : Digita
7、l Image; Segmentation; MATLAB目 录1 绪论11.1 图像分割的研究背景11.2 图像分割的基本原理12 图像处理与MATLAB22.1 MATLAB处理的图像格式与类型22.2 MATLAB的界面32.3 MATLAB图像的基本操作52.3.1 图像文件信息的查询52.3.2 图像文件的读取52.3.4 图像文件的写入52.3.5 MATLAB图像工具箱中的图像显示函数63 阈值化分割73.1 双峰法73.1.1 数学推导73.1.2 双峰法图像分割示例73.2 自动选择法93.2.1 自动选择法推导过程93.2.2 迭代法图像分割103.2.3 最大类间方差法图
8、像分割104 区域化分割114.1 区域生长分割算法114.1.1 区域生长法简介114.1.2 区域生长法的MATLAB程序与分割操作124.2 分裂合并分割算法144.2.1 分裂合并分割算法简介144.2.2 分裂合并法的MATLAB程序与分割操作155 图像分割算法的评价165.1 图像分割算法评价概述165.2 图像分割算法评价方法和要求165.3 本文算法分析与评价176 总结22参考文献23致谢24. . .1 绪论1.1 图像分割的研究背景在一幅目标图像下，人们往往只是关注其中的一个或者几个目标，而这些目标必然会占据一定的区域，并且与周围其他目标或背景在一些特征上会有相应的差别
9、。但是，很多时候这些差别会非常的细微，以至于人眼很难发觉，这就需要用一定的技术对图片做一些处理。而计算机图像处理技术的发展，很好地解决了这一难题，使得人们可以利用计算机技术来协助理这些信息，例如指纹识别、车牌识别以及医学影像的鉴别操作等方向。图像分割是图像识别的基础，其通过一些必要的算法把图像中有意义的部分或特征提取出来，将图像分为若干有意义的区域，并形成数字特征，这些区域对应图像中的不同目标。这些具有某种特征的单元成为图像的基元，这种经过处理的基元更容易被快速处理。目前，数以千计的研究文献和文章提出了许许多多的图像分割算法，不同种类的图像、不同的应用要求和应用领域所需要提取出的图像特征是不相
10、同的，所以并不存在普遍适用的最优方法，只能根据图像特征选择与值相适应的方法。1.2 图像分割的基本原理图像分割是根据图像的直方图和结构特性或者一些具体的应用需求将图像划分成两个或多个互不相交的子区域的过程，这些子区域是在特定意义下的具有相同属性的像素的连通集合。例如，一幅图像中不同目标物体所占的图像区域、背景所占的背景区域等都属于这样的连通集合概念。对图像分割的定义有多种不同的解释，人们普遍接受的是通过集合定义的图像分割。用集合R表示整个图像区域，那么对整个图像的分割可以等价于将集合R分成n个满足以下准则的区域：（1）（2）（3）（4） false；（5） true。目前提出的图像分割方法很多
11、，在此分为三种不同的途径对其进行分类：（1） 以物体的的边界为对象进行分割；（2） 先检测边缘像素，再将边缘像素连接起来形成分割；（3） 以区域为对象进行分割，根据图像的灰度、色彩、变换关系或组织结构等方面的特征相似性来划分图像的子区域并将各像素划分到特定区域。上述这些方法是互补的，不同的场合使用不同的方法，或者综合各个方法已达到最佳的分割效果。2 图像处理与MATLAB2.1 MATLAB处理的图像格式与类型图像格式是指图像文件常用的存储格式，下面是几种MATLAB常用并支持的图像格式以及数据类型，见下表2.1所示。表2.1 MATLAB支持的几种图像格式及数据类型格式数据类型说明bmp非压
12、缩图像：1bit、4bit、8bit、16bit、24bit、32bit行程长编码图像：4bit、8bitcur非压缩图形：1bit、4bit、8bitgif18bitico非压缩图像：1bit、4bit、8bitjpg或jpeg图像类型位数压缩灰度图像8bit、12bit有损压缩灰度图像8bit、12bit、16bit无损压缩真彩色图像24bit、36bit有损压缩和无损压缩tif或tiff非压缩图形：1bit、8bit、24bitpackbits压缩图像：1bit、8bit、24bitCCITT压缩图像：1bit灰度图像：16bit索引图像：16bit真彩色图像：48bitpng灰度图像：
13、1bit、2bit、4bit、8bit、16bit索引图像：8bit、16bit真彩色图像：24bit、48bit另外，MATLAB支持的图像类型可分为5种，分别为：二值图像、灰度图像、索引图像、RGB图像以及多帧图像阵列。2.2 MATLAB的界面1 Command Window窗口Command Window窗口是MATLAB界面中的重要组成部分，利用该窗口可以和MATLAB进行交互操作，即进行数据和命令的输入以及相应的运算。该窗口不仅可以嵌在MATLAB工作界面，而且还可以单击按钮使其独立地浮在界面上。图2.1是该窗口以及在该窗口进行的一些运算。图2.1 Command Window窗口
14、2 Workspace窗口Workspace窗口是MATLAB中用于存储各种变量和结果的存空间，与命令窗口一样，既可以嵌在MATLAB的中作界面中，又可以独立的浮动在界面上，如图2.2所示为浮动的窗口。图2.2 Workspace窗口在使用过程中该窗口显示工作窗口中所有变量的名称、取值和变量类型说明，可以对变量进行编辑、观察、保存和删除等操作。3 Command History窗口Command History窗口主要用来显示已执行命令。MATLAB每次启动时，该窗口都会记录启动时间，并将Command Window窗口中的命令记录下来，窗口如图2-3图2.3 Command History窗口4 Current Directory窗口Current Directory窗口主要显示当前在什么路径下进行的工作，包括文件的保存等都是在当前路径下实现的。用户可以使用【File】菜单下的【Set Path】命令设置当前路径，Set Path窗口如图2.4所示。图2.4 Set Path窗口2.3 MATLAB图像的基本操作2.3.1 图像文件信息的查询在MATLAB中，可以使用imfinfo函数来获取图像处理工具箱所支持的各类格式图像信息。该函数语法格式为：info=imfinfo（filename，fmt）info=imfinfo（filename）info=
