彩色图像分割技术研究本科毕业论文
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

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]
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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

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

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
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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。